不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构制造技术

本实用新型专利技术涉及浅层低温能评价用埋管结构技术领域，尤其涉及一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构。该现场热响应试验孔成孔下管结构包括：单孔地质钻孔，深度不大于200m；两组竖向平行间隔设置的管路，两组管路长度不等；各组管路的进水口和出水口伸出单孔地质钻孔上的地面设置。该现场热响应试验孔成孔下管结构利用单孔进行测试，设计不同的管长度和连通结构，最大程度避免了目前现场热响应试验前期工作对不同位置热响应试验孔的影响，减少不同位置试验孔传热情况因外在条件区别带来的干扰，更有利于研究不同深度传热，提升现场不同深度热响应试验结果的可参考性和准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构


[0001]本技术涉及浅层低温能评价用埋管结构
，尤其涉及一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构。

技术介绍

[0002]《浅层地温能评价规范》说明：浅层地温能是指地表以下一定深度范围内(一般为恒温带至200m埋深)，温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。对于土壤源地源热泵系统来说，浅层地温能工程应用深度一般在100m，有时深约120m。
[0003]在相对有限的地域内，增加垂直埋管深度可提高土地或能量资源利用率。对于同样一块面积的区域，增加深度就是增加了换热(蓄热)体的体积，增大了可利用的换热功率。但是对于一口换热井而言，增加深度并不意味着每米的换热量都是相同的。原因在于受到各种因素影响，如换热管直径、介质(水)流速、管距、回填材料性能等，这些因素的作用之间也是相互关联的。
[0004]目前可以通过建立数学传热模型，研究影响单位延米数换热效果的各种因素，在一定条件下求解最优化换热深度，并分析经济合理性和资源利用合理性。通过对实际的现场不同深度的热响应试验，验证与理论分析的一致程度，并可与室内试验的热物性参数进行比对。在现场热响应试验前期工作中，如地质钻孔(热响应试验孔)的成孔，换热管的下入、孔壁间隙的回填，地层在水平向的变化等，使不同位置的热响应试验孔的物理结构可能有一定变化，其传热情况也有区别，给研究不同深度传热带来干扰。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，利用单孔进行测试，设计不同的管长度和连通结构，最大程度避免了目前现场热响应试验前期工作对不同位置热响应试验孔的影响，减少不同位置试验孔传热情况因外在条件区别带来的干扰，更有利于研究不同深度传热，提升现场不同深度热响应试验结果的可参考性和准确性，解决了现有技术中存在的问题。
[0006]为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案之一是：
[0007]一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，包括：
[0008]单孔地质钻孔，深度不大于200m；
[0009]两组竖向平行间隔设置的管路，两组管路长度不等；各组管路的进水口和出水口伸出单孔地质钻孔上的地面设置。
[0010]进一步地，所述单孔地质钻孔深度为200m；所述管路为U型换热PE管。
[0011]进一步地，在两组管路之间、各管路的进水段和出水段之间均设置管卡，管卡用于维持稳定的管间距。
[0012]进一步地，所述管路包括第一管路和第二管路，第一管路在所述单孔地质钻孔内高于第二管路设置。
[0013]进一步地，第一管路在单孔地质钻孔内深度为100m；第二管路在单孔地质钻孔内深度为200m。
[0014]进一步地，在第一管路和第二管路上均设置两方向相反的第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀在各管路上上、下间隔设置；设于第二管路上的单向阀均低于第一管路上的单向阀设置。
[0015]进一步的，第一管路设于单孔地质钻孔100m深度，第二管路设于单孔地质钻孔200m深度；第一管路上的第一单向阀对应单孔地质钻孔50m深度设置，第一管路上的第二单向阀对应单孔地质钻孔100m深度设置；第二管路上的第一单向阀对应单孔地质钻孔150m深度设置，第二管路上的第二单向阀对应单孔地质钻孔200m深度设置。
[0016]进一步地，上述单向阀经三通设于所述第一管路、第二管路上。
[0017]进一步地，在第一管路的进水段和第二管路的出水段之间还设置第三单向阀，在第一管路的出水段和第二管路的进水段之间还设置第四单向阀。
[0018]本技术所采用的技术方案之二是：
[0019]一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，包括：
[0020]单孔地质钻孔，深度不大于200m；
[0021]两组竖向平行间隔设置的管路，两组管路长度相等；各组管路的进水口和出水口伸出单孔地质钻孔上的地面设置；所述管路包括第一管路和第二管路，在第一管路和第二管路的底端分别设置第五单向阀和第六单向阀，第五单向阀和第六单向阀同向；在第一管路和第二管路之间的一侧上、下间隔设置反向设置的第七单向阀和第八单向阀，在第一管路和第二管路之间的另一侧设置上、下间隔设置反向设置的第九单向阀和第十单向阀。
[0022]上述方案之一的不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管方法，包括如下操作步骤：
[0023]将不等长的两套U型换热PE管下入深度200m的单孔地质钻孔内，并保持合理的管间距，以此进行同一钻孔不同深度的热响应测试。
[0024]上述不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管方法，在所述两换热PE管上分别设置方向相反的单向阀；所述单向阀包括设于各换热PE管上上、下间隔设置的第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀开启方向相反，用于控制水流方向，在下管回填后，通过改变测试仪器进水、出水接口，进行多个不同测试深度的热响应测试。
[0025]上述不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管方法，在一换热PE管的进水段和另一换热PE管的出水段之间设置第三单向阀、在一换热PE管的出水段和另一换热PE管的进水段之间设置第四单向阀；第三单向阀和第四单向阀的开启方向同第二单向阀；通过以上单向阀的设置，实现单孔内不同深度的单U和双U测试。
[0026]上述方案之二不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管方法，包括如下操作步骤：将等长的两套U型换热PE管下入深度不大于200m的单孔地质钻孔内，并保持合理的管间距，以此进行同一钻孔不同深度的热响应测试；
[0027]在上述两换热PE管的底端分别设置同向开启的第五单向阀和第六单向阀，在一管路和另一管路之间的一侧上、下间隔设置反向设置的第七单向阀和第八单向阀，在一管路和另一管路之间的另一侧设置上、下间隔设置反向设置的第九单向阀和第十单向阀；通过以上单向阀的设置，实现单孔内不同深度的单U和双U测试。
[0028]上述方法在地面连接完成后，在下入单孔地质钻孔前，在管路出口作标记。
[0029]上述方法对于不同深度的热响应测试包括：将不同深度回路的接头区接入测试仪，在通水排气后静置10
‑
20min，开启无功循环，设定以2
‑
5S间隔记录回水温度，然后静置5
‑
10min后进行另外接头方向的无功循环，并分别记录回水温度。
[0030]本技术的有益效果：
[0031]本技术的不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构可满足浅层低温能调查的技术要求，相对减少了钻探工作量，节约了换热管材。由于单孔下管，设计不同的管长度和连通结构，最大程度避免了目前现场热响应试验前期工作对不同位置热响应试验孔的影响，减少不同位置试验孔传热情况因外在条件区别带来的干扰，更有利于研究不同深度传热，提升现场不同深度热响应试验结果的可参考性和准确性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，其特征在于,包括：单孔地质钻孔，深度不大于200m；两组竖向平行间隔设置的管路，两组管路长度不等；各组管路的进水口和出水口伸出单孔地质钻孔上的地面设置。2.根据权利要求1所述的一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，其特征在于，所述单孔地质钻孔深度为200m；所述管路为U型换热PE管。3.根据权利要求1所述的一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，其特征在于，在两组管路之间、各管路的进水段和出水段之间均设置管卡。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，其特征在于，所述管路包括第一管路和第二管路，第一管路在所述单孔地质钻孔内高于第二管路设置。5.根据权利要求4所述的一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，其特征在于，在第一管路和第二管路上均设置两方向相反的第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀在各管路上上、下间隔设置；设于第二管路上的单向阀均低于第一管路上的单向阀设置。6.根据权利要求5所述的一种不同测试深度的现场热响应试验孔成孔下管结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏学生，郭文建，吴峰，张玉有，李秀雯，王增强，
申请(专利权)人：夏学生，
类型：新型
国别省市：