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水文水井鉆探工藝及設(shè)備發(fā)展情況

更新時(shí)間：2020-08-24

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　水文水井鉆探是探明和開采地下水資源的重要手段之一。近年來(lái)由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要,大量的開發(fā)利用地下水資源,地下水位逐年下降,建井越來(lái)越深,成本越來(lái)越高。因此,建井技術(shù)、鉆探設(shè)備、成井工藝也需要隨之提高或更新。如何結(jié)合我國(guó)水文水井鉆探技術(shù)特點(diǎn),研制具有*水平的新型鉆探設(shè)備,已成為水文水井鉆探技術(shù)工作者的一項(xiàng)任務(wù)。

　　1 水文水井鉆探的特點(diǎn)及工藝要求

　　水文水井鉆探與固體礦床巖心鉆探、石油鉆井比較,具有以下特點(diǎn):

　　(1)鉆孔直徑大,一般在直徑150mm～800mm之間。由于口徑大,鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑多,當(dāng)采用正循環(huán)鉆進(jìn)方法時(shí),就需要有大排量的沖洗液設(shè)備將巖屑排至地表。

　　(2)鉆孔深度小。一般在數(shù)十米至數(shù)百米之間,特殊的超過(guò)千米以上,而熱水井多在千米以上。因而,除深水井和熱水井需用大型鉆機(jī)外,一般水文水井鉆探均用中小型鉆機(jī)。

　　(3)鉆孔垂直度有一定要求。因鉆(井)孔上部安裝水泵,下部安裝過(guò)濾器,所以要求鉆孔在100m以內(nèi)偏斜不大于1°,1000m以內(nèi)偏斜不大于5°。

　　(4)水文水井鉆探屬大口徑鉆進(jìn),而且主要是在第四紀(jì)松散的卵石層、砂礫石層以及砂土、粘性土等地層鉆進(jìn)。這些地層膠結(jié)性差,易坍塌,沖洗液易漏失。也有部分鉆井孔在基巖層中鉆進(jìn),而這些基巖層又多是裂隙溶洞地層。在不深的鉆孔中常常遇到迥然不同的數(shù)種地層,這就要求所采用的鉆進(jìn)工藝和鉆具對(duì)各種不同地層有一定的適應(yīng)性。

　　(5)水文水井鉆探工期短,流動(dòng)性大,搬遷頻繁, 要求鉆進(jìn)工藝所使用的鉆探設(shè)備不能過(guò)于笨重。

　　(6)水文水井鉆探其目的是提供水文鉆孔或水井,其價(jià)值一般不及油井或固體礦床鉆孔,因而要求所采用的鉆進(jìn)工藝,較油井或固體礦床鉆孔的設(shè)備投資少,鉆探成本低。由于水文水井鉆探的上述特點(diǎn),決定了對(duì)鉆進(jìn)工藝和鉆探設(shè)備的要求,即要求達(dá)到快速鉆進(jìn)的目的,所選擇的鉆進(jìn)工藝必須是:設(shè)備輕便,易于搬遷,有足夠的巖屑排除能力,鉆進(jìn)效率高,能控制鉆孔偏斜,保證鉆孔質(zhì)量;所使用的鉆具要求成本低,壽命長(zhǎng),易于加工,便于推廣。

　　2 國(guó)內(nèi)外水文水井鉆進(jìn)工藝及鉆具的分析

　　水文水井鉆探所遇地層復(fù)雜,不同的鉆進(jìn)方法在不同地層中的鉆進(jìn)效果是不同的。當(dāng)前水文水井鉆探方式大體上可分為:鋼絲繩沖擊鉆探、回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)鉆探3種。

　　2.1 鋼絲繩沖擊鉆探

　　這是古老的一種鉆進(jìn)方法,用于鉆進(jìn)卵礫石、致密性基巖效果較好,但對(duì)鉆進(jìn)粘土、淤泥、砂巖、變質(zhì)巖、花崗巖鉆速慢,對(duì)鉆進(jìn)細(xì)砂、硫砂層比較困難。這種鉆探方式突出的優(yōu)點(diǎn)是:鉆探設(shè)備少;操作簡(jiǎn)單;易于搬遷;用水量小;鉆開含水層時(shí),不易堵塞和污染含水層;不需附加供水設(shè)備和泥漿。缺點(diǎn)是在一般地層鉆探效率較低,故除卵礫石和漂石層外,不常采用。就我國(guó)而言,沖擊鉆探方法仍有許多地方在應(yīng)用,但多數(shù)為個(gè)體打井隊(duì)。

　　2.2 回轉(zhuǎn)鉆探

　　在鉆進(jìn)方法上又分為沖洗液鉆進(jìn)(即正循環(huán)鉆進(jìn))、空氣鉆進(jìn)、反循環(huán)鉆進(jìn)。

　　(1)沖洗液鉆進(jìn),在鉆進(jìn)工藝上又分為清水鉆進(jìn)和泥漿鉆進(jìn)。清水鉆進(jìn)用于穩(wěn)定地層,泥漿鉆進(jìn)用于次穩(wěn)定或不穩(wěn)定地層。在我國(guó)沖洗液泥漿鉆進(jìn)目前使用普遍,可是國(guó)外則要求采用多種鉆進(jìn)工藝,并能快速完成鉆井。

　　(2)空氣鉆進(jìn),在鉆進(jìn)工藝分為:純空氣鉆進(jìn),用于穩(wěn)定地層;霧化清水鉆進(jìn),用于濕潤(rùn)地層;霧化泥漿鉆進(jìn),用于穩(wěn)定地層;粘性泡沫鉆進(jìn),用于大直徑鉆孔;充氣泥漿鉆進(jìn),用于漏失地層。使用空氣的特點(diǎn)是機(jī)械鉆速成倍提高,因?yàn)榭諝獗纫后w輕得多,對(duì)孔底的壓力降低?？諝忏@進(jìn)除機(jī)械鉆速高以外,另外的優(yōu)點(diǎn)是:可以在鉆井液漏失地層和供水難地區(qū)使用;其鉆進(jìn)的軸向壓力只是泥漿鉆進(jìn)的一半左右,這對(duì)大口徑無(wú)巖心鉆進(jìn)的水井是非常有利的因素;對(duì)地層的淤塞與污染少;清除巖粉情況好,急劇地減少鉆具磨損,提高鉆頭進(jìn)尺,不需考慮粘土供應(yīng)和泥漿制備等有關(guān)工作,從而簡(jiǎn)化了工作過(guò)程?？諝忏@進(jìn)法,除了油、氣井、露天采礦上普遍采用外,在水文地質(zhì)鉆探和水井鉆進(jìn)中也較多地采用。我國(guó)原地礦部80年代初曾立項(xiàng)進(jìn)行空氣鉆進(jìn)研究,曾在保定、北京房山等地進(jìn)行空氣鉆進(jìn)水井生產(chǎn)試驗(yàn),由于干旱缺水,效果比運(yùn)水打鉆提高效率1倍,平均每米運(yùn)水費(fèi)為170元,空氣鉆進(jìn)耗油費(fèi)僅每米20元。此種方法我國(guó)還在推廣階段,但在國(guó)外如美國(guó)、加拿大等國(guó)采用多。實(shí)踐證明,空氣鉆進(jìn)法在水文地質(zhì)鉆探與水井鉆進(jìn)中具有很大的發(fā)展前途。

　　(3)反循環(huán)鉆進(jìn),按沖洗介質(zhì)的類型不同,反循環(huán)鉆進(jìn)可分為空氣(包括泡沫、霧氣等)反循環(huán)與沖洗液反循環(huán);以返水原理來(lái)分又可分為泵吸、射流、氣舉反循環(huán);從鉆桿類型來(lái)分又可分為單管、雙管和三管反循環(huán)等。在水文水井鉆探中以氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)用得多。泵吸反循環(huán)經(jīng)濟(jì)合理的鉆進(jìn)深度為100m～120m,深度可達(dá)200m;射流反循環(huán)在50m以內(nèi)效率較高,為氣舉反循環(huán)的2.5倍。隨著井深增加,排渣能力逐漸下降,鉆進(jìn)效率相應(yīng)降低,孔深可達(dá)250m。氣舉反循環(huán)在50m時(shí)可以保持穩(wěn)定的鉆進(jìn)效率。在實(shí)際工作中,孔深在50m以內(nèi)多采用泵吸反循環(huán)或噴射反循環(huán),孔深大于50m時(shí),多采用氣舉反循環(huán)鉆進(jìn),因?yàn)樗S著孔深的增加鉆進(jìn)效率不斷提高。由于反循環(huán)鉆進(jìn)具有鉆進(jìn)效率高,鉆頭壽命長(zhǎng),成井質(zhì)量好,在復(fù)雜地層中鉆進(jìn)安全可靠,并能實(shí)現(xiàn)連續(xù)取樣(芯)鉆進(jìn),節(jié)省輔助時(shí)間和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等特點(diǎn),已成為國(guó)內(nèi)外鉆進(jìn)水井、水文地質(zhì)鉆孔以及大口徑工程施工孔的主要技術(shù)方法之一。在我國(guó)水井鉆探方面,反循環(huán)應(yīng)用多的為氣舉反循環(huán)鉆進(jìn),而泵吸、射流反循環(huán)鉆進(jìn)除水井鉆探開孔外,多用于樁基施工鉆進(jìn)方面?，F(xiàn)氣舉反循環(huán)鉆探技術(shù)已在地質(zhì)、冶金、建設(shè)、水利、煤田等系統(tǒng)水井鉆探中推廣應(yīng)用,覆蓋面遍及全國(guó)

　　29個(gè)省市自治區(qū),在巴基斯坦、馬里、玻利維亞、菲律賓等國(guó)外承包工程中也得到廣泛使用。總進(jìn)尺20萬(wàn)余米,節(jié)約水井鉆探成本約500多萬(wàn)元,采用此技術(shù)達(dá)到的孔深為1117.36m,目前深水井以及地?zé)徙@探也正在采用。在國(guó)外如德國(guó)水文水井鉆探主要是采用氣舉反循環(huán)鉆進(jìn),而美國(guó)氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)主要用于較深鉆孔和一些復(fù)雜地層鉆進(jìn)。所以,美國(guó)和德國(guó)為了廣泛應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)從鉆具到設(shè)備都已成系列配套,而我國(guó)在這方面還有一定差距。回轉(zhuǎn)正循環(huán)使用沖洗液鉆進(jìn),對(duì)松散地層和部分基巖層,只要鉆探設(shè)備有足夠的排巖能力,就能獲得很高的鉆進(jìn)效率。但目前水文水井鉆探用的泥漿泵排量小,沖洗液不能達(dá)到所要求的上返速度,因而水文水井用回轉(zhuǎn)正循環(huán)沖洗液鉆進(jìn)往往不能獲得較高的鉆進(jìn)效率?？諝忏@進(jìn)方法效率很高,但需要有很大排量的空壓機(jī),對(duì)地層也需要有一定的穩(wěn)定性,因而普遍應(yīng)用受到一定限制。反循環(huán)鉆進(jìn)工藝適用于多種地層,沖洗液上返速度高,排巖能力強(qiáng),孔底干凈,減少孔底重復(fù)破碎,可延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命,鉆進(jìn)效率較正循環(huán)鉆進(jìn)成倍提高。對(duì)于水文水井鉆探來(lái)說(shuō),這種方法還有其特殊的意義,可以避免對(duì)含水層的堵塞和污染。這是因?yàn)橛么朔N方法鉆進(jìn)時(shí),沖洗介質(zhì)不與含水層接觸。另外,它還可簡(jiǎn)化抽水試驗(yàn)工藝,直接利用鉆具進(jìn)行抽水試驗(yàn)。2.3 沖擊回轉(zhuǎn)鉆探在工藝上又分為液動(dòng)潛孔錘和氣動(dòng)潛孔錘,適用于鉆進(jìn)基巖硬地層,其鉆進(jìn)速度比回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)高50%。液動(dòng)潛孔錘耗用功率較大,目前僅應(yīng)用于小口徑巖心鉆探?，F(xiàn)在我國(guó)已有好幾個(gè)廠家生產(chǎn)直徑110mm～350mm的氣動(dòng)潛孔錘,同時(shí)美國(guó)英格索蘭公司與我國(guó)宣化也合作生產(chǎn)各種型號(hào)氣動(dòng)潛孔錘,并且該公司還和我國(guó)上海壓縮機(jī)廠合作生產(chǎn)螺桿式高風(fēng)壓高風(fēng)量空氣壓縮機(jī),進(jìn)行生產(chǎn)施工配套,這些都為我國(guó)推廣應(yīng)用氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)從我國(guó)該技術(shù)的發(fā)展來(lái)看,已趨于成熟。如山西第二水文工程地質(zhì)勘察院,近年來(lái)采用氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)先后施工水井多眼,。孔深700余米,取得的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。由于這種方法采用壓縮空氣作為洗井介質(zhì),代替了以水為介質(zhì) 7 8第4期許劉萬(wàn):水文水井鉆探工藝及設(shè)備發(fā)展情況

　　的循環(huán)方式,有利于在干旱、缺水和寒冷地區(qū)及永凍地層鑿孔,尤其適用于極硬、中硬地層中全面鉆進(jìn)。水文水井鉆探除了上述鉆進(jìn)方法取得了明顯的進(jìn)展外,其它諸如繩索取心鉆進(jìn)、定向鉆進(jìn)等也得到了應(yīng)用。另外在松軟地層還廣泛地使用無(wú)沖洗液鉆進(jìn)法:如螺旋鉆進(jìn)法、鉆斗鉆進(jìn)法、抓斗鉆進(jìn)法。因此,只有根據(jù)不同的地質(zhì)、地理和技術(shù)條件發(fā)展各種鉆進(jìn)方法才能提高水文水井鉆進(jìn)的經(jīng)濟(jì)效益。 3 水文水井鉆探設(shè)備發(fā)展情況近年來(lái)水文水井鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)和品種,

　　隨著鉆進(jìn)方法的發(fā)展也在不斷地變化。鉆機(jī)本身不但隨著方法而變化同時(shí)它的機(jī)械化程度也在不斷地提高。現(xiàn)在我國(guó)使用的水文水井鉆探設(shè)備多屬機(jī)械化程度低、操作笨重的機(jī)械傳動(dòng)類型,不僅妨礙生產(chǎn)效率的提高,而且限制了水文水井鉆探新工藝的采用。

　　鉆探設(shè)備與鉆進(jìn)方法還不配套,古老的鋼繩沖擊鉆機(jī)還在使用。目前大量使用的轉(zhuǎn)盤式水文水井鉆機(jī)有SPJ-300型、SPJT-300型、SPS-400型、SPS-600型、紅星-400型,深水井用的多的是水源1000鉆機(jī)、水源2000鉆機(jī),車裝鉆機(jī)用多的SPC-300H鉆機(jī),出國(guó)施工配套的多為SPC-300T 太脫拉車裝鉆機(jī)。對(duì)于全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)來(lái)說(shuō),我國(guó)為了縮小與*水平的差距,原地礦部1986年曾研制成功SDY-600型全液壓動(dòng)力頭式車裝水文水井鉆機(jī),華北石油1992年也曾仿制成西德B3A全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)。70年代初期我國(guó)電力系統(tǒng)還引進(jìn)了美國(guó)T4W全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī),建設(shè)系統(tǒng)還引進(jìn)了西德B3A全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī),煤炭系統(tǒng)引進(jìn)了法國(guó)R28全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)。近年來(lái)美國(guó)英格索蘭公司還與我國(guó)宣化合作生產(chǎn)有關(guān)型號(hào)的全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī),這些都為我國(guó)發(fā)展全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)起到了促進(jìn)作用。但由于我國(guó)的實(shí)際情況,全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)未能全面推廣使用。從國(guó)外的水文水井鉆機(jī)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,鋼繩沖擊式鉆機(jī)日漸減少。在鉆進(jìn)卵、礫石層時(shí)多采用風(fēng)動(dòng)潛孔錘。在西方,立軸式回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的使用日漸減少,多采用轉(zhuǎn)盤及動(dòng)力頭式回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)使用日漸增多

　　美國(guó)在整個(gè)水井鉆進(jìn)中,此種類型鉆機(jī)占20%～30%，美國(guó)英格索蘭公司生產(chǎn)的鉆機(jī)都為全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)。據(jù)資料分析　　,西德的全液壓動(dòng)力頭式車裝鉆機(jī)占整個(gè)水文水井鉆機(jī)的50%左右。國(guó)外新型全液壓鉆機(jī)的操作機(jī)械化程度高。通過(guò)液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加壓、減壓、給進(jìn)、變速、回轉(zhuǎn)、鉆具升降及擰卸、鉆進(jìn)參數(shù)測(cè)量、鉆機(jī)孔口移動(dòng)等工序,操作手柄全部集中在一個(gè)獨(dú)立的控制臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)集中手柄操縱。頂部驅(qū)動(dòng)方式既有立軸式鉆機(jī)的穩(wěn)壓優(yōu)點(diǎn),又具備轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)長(zhǎng)行程給進(jìn)的長(zhǎng)處。它與轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)相比,具有以下特點(diǎn): (1)不需要專門的主動(dòng)鉆桿,加接鉆桿時(shí),可以不必把鉆具提離孔底; (2)可以邊回轉(zhuǎn)邊起下鉆具,有助于減少孔內(nèi)事故; (3)便于實(shí)現(xiàn)升降工序機(jī)械化及塔上無(wú)人操作;(4)加減壓機(jī)構(gòu)和鉆進(jìn)絞車可以合為一體。

　　液壓技術(shù)在水文水井鉆進(jìn)中的應(yīng)用日趨廣泛。如桅桿的伸縮和起落、水泵的驅(qū)動(dòng)、泵量的改變、移擺管裝置的驅(qū)動(dòng)以及水平千斤頂?shù)牟僮鞯榷紝?shí)現(xiàn)了液壓化,大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了操作人員?，F(xiàn)代化的水文水井鉆機(jī),每個(gè)機(jī)臺(tái)只要2人操作。因此,應(yīng)加快我國(guó)全液壓水文水井鉆機(jī)的研制與推廣工作。

　　另外還要根據(jù)各種水文水井的鉆進(jìn)要求,研制特殊用途的鉆探裝置。建議廣泛采用反循環(huán)鉆進(jìn)、空氣洗井鉆進(jìn)、優(yōu)質(zhì)泥漿洗井護(hù)壁和牙輪鉆進(jìn)、空氣錘鉆進(jìn)等新技術(shù)和新方法,使水文水井鉆探技術(shù)和成井工藝有一個(gè)顯著的提高。

全自動(dòng)野外地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/凍土地溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

地源熱泵分布式溫度集中測(cè)控系統(tǒng)

礦井總線分散式溫度測(cè)量系統(tǒng)方案

礦井分散式垂直測(cè)溫系統(tǒng)/地?zé)崞詹?地溫監(jiān)測(cè)哪家好選鴻鷗

礦井測(cè)溫系統(tǒng)/礦建凍結(jié)法施工溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/深井溫度場(chǎng)地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測(cè)溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關(guān)鍵詞：地源熱泵測(cè)溫，地埋管測(cè)溫，淺層地溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分布式地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè)，新能源技術(shù)安裝公司，地?zé)峋@探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計(jì)，通過(guò)連接我司單總線地?zé)犭娎|，以及單通道或多通道485接口采集器，可對(duì)接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢！此款設(shè)備支持貼牌，具體價(jià)格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng),測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法，單總線測(cè)溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

采集服務(wù)器通過(guò)總線將現(xiàn)場(chǎng)與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過(guò)單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個(gè)采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個(gè)溫度傳感器的測(cè)溫電纜相連。本方案可以對(duì)大型試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，支持180口井或測(cè)溫電纜及1500點(diǎn)以上的觀測(cè)井溫度在線監(jiān)測(cè)。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場(chǎng)的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究，埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng)，主要是一套先進(jìn)的基于現(xiàn)場(chǎng)總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)。它能有對(duì)地源熱泵換熱井進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計(jì)、探討地源熱泵的可持續(xù)運(yùn)行具有參考價(jià)值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點(diǎn)：

１．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長(zhǎng)．采用強(qiáng)驅(qū)動(dòng)模塊，普通線，可以輕松測(cè)量500米深井.

３．的深井土壤檢測(cè)傳感器，防護(hù)等級(jí)達(dá)到ＩＰ６８，可耐壓力高達(dá)5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點(diǎn)總結(jié)：高性價(jià)格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對(duì)U型管口徑小的問(wèn)題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測(cè)溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場(chǎng)的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫?cái)?shù)字傳感器，測(cè)井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設(shè)備：遠(yuǎn)距離溫度采集模塊＋測(cè)井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測(cè)

2、報(bào)警功能

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

4、定時(shí)保存設(shè)置

5、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術(shù)參數(shù)】

1、溫度測(cè)量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負(fù)0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點(diǎn)數(shù)：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設(shè)置）

6、傳輸技術(shù)： RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS

7、測(cè)點(diǎn)線長(zhǎng)：小于350米

8、供電方式： AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護(hù)等級(jí)：IP66

使用注意事項(xiàng)：

防水感溫電纜經(jīng)測(cè)試與檢測(cè)，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時(shí)，請(qǐng)按以下方法操作與使用：
1．使用時(shí)，建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外，請(qǐng)小心操作，做好電纜防護(hù)，防止在安裝過(guò)程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時(shí)，請(qǐng)等待測(cè)物熱平衡后再進(jìn)行測(cè)量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負(fù)，蘭色為信號(hào)線。請(qǐng)嚴(yán)格按照此說(shuō)明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際使用應(yīng)該限制在150個(gè)節(jié)點(diǎn)以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯(cuò)能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當(dāng)總線距離在200米以內(nèi)，則可以采用DC9V給現(xiàn)場(chǎng)模塊供電，當(dāng)距離在500米之內(nèi)，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司提供定制各個(gè)領(lǐng)域用的測(cè)溫線纜產(chǎn)品介紹】

由北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)，硬件采取先進(jìn)的ARM技術(shù)；上位機(jī)軟件使用編程語(yǔ)言技術(shù)設(shè)計(jì)，富有人性、直觀明了；測(cè)溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部，根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場(chǎng)檢測(cè)、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測(cè)方法：
　　為了實(shí)現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的合理的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，地下土壤溫度的初始值是一個(gè)重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個(gè)或幾個(gè)空調(diào)采暖周期（一般一個(gè)空調(diào)采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)重不平衡，則這個(gè)初始溫度會(huì)有較大的變化，將會(huì)大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。所以設(shè)計(jì)選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
　　首先對(duì)地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)行全年動(dòng)態(tài)能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件，計(jì)算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負(fù)荷，我們根據(jù)該負(fù)荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運(yùn)行方案運(yùn)行，同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)土壤的溫度，并且將測(cè)得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷，在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中，土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的地源熱泵測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法，北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測(cè)溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè)，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對(duì)空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測(cè)量，目前地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜對(duì)于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點(diǎn)的測(cè)溫方式,如果測(cè)量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測(cè)溫線纜若平均放置，即10米放一個(gè)探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個(gè)至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計(jì)，這口井進(jìn)行地?zé)釡y(cè)溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測(cè)溫精度，但對(duì)模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，即提供巡檢儀的測(cè)量精度，若能夠在長(zhǎng)距離測(cè)溫的條件下進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對(duì)這一需求，北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測(cè)，地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)研究，地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng)，淺層地?zé)釡y(cè)溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測(cè)溫線纜與傳統(tǒng)測(cè)溫電纜對(duì)比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對(duì)溫度進(jìn)行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理電路，近距離時(shí)，其精度及可靠性受環(huán)境影響不大，但當(dāng)大于30米距離傳輸時(shí)，宜采用三線制測(cè)方式，并需定期對(duì)溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)采集時(shí)，需每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差，會(huì)受環(huán)境及時(shí)間的影響較大。模塊量傳感器在工作過(guò)程中都是以模擬信號(hào)的形式存在，而檢測(cè)的環(huán)境往往存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)等不確定因素，這些因素會(huì)對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實(shí)際的測(cè)量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每年需要進(jìn)行校準(zhǔn)，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)字溫度傳感器采用測(cè)溫芯片作為感應(yīng)元件，感應(yīng)元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國(guó)進(jìn)口測(cè)溫芯片的特性及精度級(jí)別，無(wú)需校正，因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長(zhǎng)短不會(huì)對(duì)傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢(shì)。所以數(shù)字總線式測(cè)溫電纜是地源熱泵地埋管管測(cè)溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測(cè)理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場(chǎng)總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，而每個(gè)傳感器本身都有唯的識(shí)別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實(shí)現(xiàn)一根電纜檢測(cè)很多溫度點(diǎn)的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)

一、系統(tǒng)介紹

1、建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可監(jiān)測(cè)大樓內(nèi)室內(nèi)溫度；熱泵機(jī)組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、

壓力、流量；系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量；熱泵機(jī)組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù)；地溫場(chǎng)的變化等，實(shí)現(xiàn)熱泵機(jī)組運(yùn)行情況 24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，異常情況預(yù)

警，做到真正的無(wú)人值守?？蓪?duì)熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對(duì)地溫場(chǎng)的影響以及能效

比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。

具體測(cè)量要求如下：

1）各熱泵機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況；

2）室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機(jī)房?jī)?nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機(jī)房?jī)?nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場(chǎng)內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評(píng)價(jià)分析。

2、自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建成以后可以對(duì)已經(jīng)安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的地?zé)峋畬?shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分

析展示，可實(shí)現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃弧⑺疁?、流量?shí)施傳輸分析，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)

警，做到實(shí)時(shí)監(jiān)管，有地?zé)峋\(yùn)行的穩(wěn)定性。

1）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測(cè)及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測(cè)及變化曲線；

3）開采井井內(nèi)水位監(jiān)測(cè)及變化曲線；

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水文水井鉆探工藝及設(shè)備發(fā)展情況

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