本條信息是技術性文章。查看“請點擊進去該公司展臺”

或者直接搜索山東開啟鉆探設備有限公司 查看

簡介

地熱能屬于朝陽產(chǎn)業(yè)，它是新能源領域中，非常有生命力的行業(yè)，是新能源的創(chuàng)新，也是新能源的創(chuàng)業(yè)，在中國大地上開始了星火燎原的成長之后，目前進入了新的階段。而地熱能開發(fā)中，zui重要的工程，就是地熱鉆井。那么地熱鉆井，是否能像其他新興產(chǎn)業(yè)那樣，看到機會就上馬，走狂放不羈的路線？事實證明，地熱井工程，并不是靠喊口號就能提高生產(chǎn)力的行業(yè)，它是需要腳踏實地，一個蘿卜一個坑的進行按部就班的生產(chǎn)的，地熱鉆井不能野蠻生長，在進行地熱井工程時，要“瞻前顧后”。地熱勘查鉆井應按照勘探開采結合的原則進行布置和施工。地熱勘查孔有條件成井的，應按地熱生產(chǎn)鉆井技術要求成井，完井后轉為生產(chǎn)井利用；地熱生產(chǎn)井應按地質勘查孔的技術要求進行鉆井施工，取全取準各項鉆井地質及地熱參數(shù)資料，做好地質編錄，為地熱田地質研究和資源開發(fā)與保護提供地質資料?？碧骄趶綉獫M足取樣測井以及完井后安裝抽水試驗設備要求，勘探開采結合井還應滿足生產(chǎn)井設計抽水量及止水填料的要求勘探井在鉆進過程中和完井后應進行地球物理測井。一般井段應做井徑、井斜、電阻率、自然電位、自然伽馬、井溫和井底溫度等項目。深度按照熱儲層埋藏深度確定。取得可供發(fā)電或其它工業(yè)利用的一定數(shù)量的熱水和蒸汽，采用油井套管程序和完井方法。

性能

回灌井井場包括自然環(huán)境、地形地貌、交通和土壤情況等；相鄰井鉆井資料包括井史、井身結構、鉆井液密度、鉆井事故及復雜情況處理、鉆頭鉆具使用、井斜、鉆井時效、機械鉆速以及施工總結等內容鉆井設計應根據(jù)鉆井深度和負荷合理選擇鉆機裝備，施工zui大負荷應低于鉆機zui大額定負荷的80%。鉆井平臺高度必須滿足安裝井控裝置的要求，井控系統(tǒng)zui大額定壓力必須大于預測的zui大井口壓力的20%。所設計的井身結構根據(jù)完井直徑要求，并應充分滿足鉆井、成井出水需要以及獲取參數(shù)的需要要充分考慮到出現(xiàn)漏、涌、塌、卡等復雜情況的處理作業(yè)需要，須用套管封閉復雜地層井段時，套管程序設計應留有儲備和余地。設計鉆井液密度，必須大于地層孔隙壓力當量密度，小于地層破裂壓力當量密度，并保證井眼系統(tǒng)壓力平衡。鉆井目的、任務：一般應包括的內容：取全、取準目的熱儲層及其蓋層的巖樣；查明該井對應的地層結構、地質構造、巖性、地溫變化、熱儲的滲透性、地熱流體壓力及其物理性質和化學組分；了解蓋層的保溫隔熱條件和地熱資源儲層的開采技術條件；查明熱儲的壓力、水位、溫度、流量和地熱流體水質，按規(guī)范或合同要求做好該井的水文地質工作；查明地熱地質條件，取得有代表性的計算參數(shù)用以評價地熱資源等；開采地熱能源等巖屑錄井記錄巖屑錄井井段和間距，進行巖性定名、巖性描述、確定分層深度。接近下管層位要加密撈取，以準確判斷地層。地層熟悉或商業(yè)井可減少撈樣，改為撈樣地質觀察。鉆井取心及井壁取心時，滿足取心井段、取心進尺、巖心直徑和采取率要求；設計井壁取心井段、取心次數(shù)及取心收獲率。各井段鉆井循環(huán)介質類型、性能要求、維護與管理、防漏堵漏措施、井控措施、儲層保護措施。根據(jù)鉆井循環(huán)介質顯示情況分析并記錄溫度、井漏、氣侵、井涌、井噴情況。根據(jù)設計井地層預測和以往工作經(jīng)驗，對各井段施工重點提出要求，對主要井內事故及復雜情況提出預防與處理措施。地熱井鉆機主要根據(jù)地質情況、鉆進工藝方法和設計井身結構等條件，結合實際設備狀況進行選擇和配套使用。一般選用石油或水文水井鉆機，選用的原則zui大提升載荷不能超過鉆機大鉤zui大鉤載的80%。空壓機主要根據(jù)所需風量及風壓來合理選擇，空壓機的主要規(guī)格性能應滿足地熱井施工及洗井使用。發(fā)電機的選擇應根據(jù)各類型鉆機及主要設備的用電量來確定，現(xiàn)場常用發(fā)電機組應滿足主要設備用電需要井場地基修建時，應保證鉆孔邊緣距地下動力電纜線路、高壓輸氣管道等水平距離大于5m，距地下通訊電纜、構筑物、給排水管道等水平距離大于2m井場地基修建時，要確保井架在安裝（起落）過程中或工作工況時，井架主體及附屬的繃繩、避雷器等設施與場地過空的高壓輸電線的安全距離符合AQ 2004要求泥漿地面循環(huán)槽應有足夠的長度，較小的坡度；各級沉淀坑設置在拐彎處并方便撈取沉砂；泥漿池的容量除應滿足鉆井施工中的正常循環(huán)外，還能足以容納固井作業(yè)時，因打入前置液、水泥漿液及頂替液而排出的孔內泥漿。

鉆探是用鉆機設備從地表向地下鉆進成孔，從而達到所要任務的工程施工工程。從鉆探的目的可分為[1]  ：

質鉆探，水文水井鉆探，工程勘察鉆探，

鉆探施工示意圖

1. 地質鉆探：從鉆孔中不同深度處取得巖心、礦樣進行分析研究鑒別查明礦體或劃分地層，判定地層地質情況的作業(yè)。通常地質找礦中鉆探的費用至少都要占到40%以上。鉆孔直徑小(46～91毫米 )，按礦種的不同 ，深度從幾十米到幾千米。

2. 水文水井鉆探：鉆探至含水層（位）時固井成孔，從而滿足人畜飲水問題及農田灌溉或為地質部門提供水文觀測。文地質鉆探，普查孔直徑小于150毫米，勘探孔直徑150～350毫米，水井直徑 150～550 毫米 ，孔深300 米以上。

3.地熱鉆探：鉆探成，對地熱資源通過熱載體進行開采利用。技術鉆井深度一般可以達到3000到5000米，地熱資源利用比較好的有羊八井高溫地熱田，西安地熱田，北方集中在北京和天津兩地。

4. 工程勘察鉆探：從鉆孔中取得巖芯、土樣進行物理性質分析從而判斷其地基基礎是否滿足工程建設的承載重力和穩(wěn)定性。工程地質鉆探 為勘察壩基 、水庫、渠道、港口工程、高層建筑以及鐵路、公路沿線的工程地質情況。

5. 石油鉆探：鉆探成孔直接進行資源開發(fā)利用，國內有名的三家：中石油，中石化，海石油。鉆孔一般開孔915毫米，終孔216毫米 ，孔深1000～7000米 及以上，通常井口要安裝防噴器具。

6. 文物勘察鉆探 （鉆探） ：直觀準確地取得一定地點的文化堆積資料，它比發(fā)掘省工，破壞性小，能在短時間內了解較大面積的地下情況。適用于具體了解遺址堆積分布范圍、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形狀和布局等。

地熱井工程的“瞻前”，指的是地熱勘察、地熱規(guī)劃，以及相關的能為地熱鉆井方案提供重要依據(jù)的工作。地熱能是一種特殊的資源，它分為很多種形式，如地熱蒸汽、地熱水，在淺層還有土壤熱源，在深層有干熱巖等等，而溫度也有高低之分。所以地熱鉆井，要根據(jù)地熱資源的不同性質來進行，地熱勘察可以為地熱鉆井提供關于這些的準確信息，同時，抵達熱能認為，地熱資源的埋藏位置、深度、屬性、環(huán)境情況，對于地熱鉆井所采用的工藝和鉆井方案、技術、設備、耗材等等有重要的建議作用，這是地熱鉆井工程的重要依據(jù)除此之外，地質狀況也需要地質勘查來探查、分析，這不僅要在地熱鉆井前期，也要貫穿在地熱鉆井過程中，從而能夠及時并且有效地解決在鉆井過程中遇到的復雜的地質問題，降低由于不明原因的地質問題而造成的事故幾率，降低風險成本，更能提高地熱鉆井的成功率。

地熱井開發(fā)科學家稱，用于驅動現(xiàn)代化生活設備的能源已經(jīng)達到了短缺的地步。人類將在40年之內耗盡地球上的石油資源，隨后天然氣也將消耗殆盡。這些化石燃料的形成需要在地下埋藏數(shù)百萬年，它們一旦被消耗完畢，就將需要數(shù)百萬年的時間來補充。

科學家們正在和時間賽跑，希望在化石燃料耗盡之前找到更為清潔、有效和可再生的新能源。一種很少被注意到的潛在能源就存在于我們的腳下。位于地球深層的熱水與蒸汽，可以用來為家庭和商業(yè)設施加熱，并且能夠更為清潔地發(fā)電，這種能源被稱之為地熱能。

地熱就存在于地下，只是需要收集罷了。地熱能可以通過以下幾種方法予以利用：

直接地熱能。在接近地球表面的溫泉或者地熱水庫，我們可以直接汲取熱水加熱房間或辦公室。地熱水通過熱交換機泵出，然后引入到建筑物的加熱系統(tǒng)。使用過的廢水可以再注入到通往地熱水庫的井里，加熱后再重新利用。

地熱蒸汽泵。在地下幾公里深，土壤和水的溫度長期保持在10-15攝氏度。實際上一點點溫度即可用來加熱或者為家庭和辦公室降溫。水流會在一系列位地下、水下的管道，在地下水庫與建筑物之間循環(huán)。一套壓縮機或者熱交換機將管中的熱量泵出，并將它們輸送到建筑中的風管網(wǎng)路。到夏天，這個程序是顛倒的。管道會將熱量從房內抽出，并將它們帶到地下或者室外的水中，從而在這些地方被吸收掉。

地熱發(fā)電站。來自地下的熱水或者蒸汽可以通過地下井排出地面，并且用于在電廠里發(fā)電。目前存在三種地熱發(fā)電站：一是干蒸汽發(fā)電站。熱蒸汽直接從地下水庫抽出，并注入熱電站的發(fā)電機。蒸汽驅動渦輪，進而產(chǎn)生電能；二是二次蒸汽發(fā)電站：溫度介于148-371攝氏度之間的地熱水通過水井泵出地面，一些水轉化為蒸汽，以驅動渦輪機。當蒸汽冷卻后又重新凝結為水并返回土地；三是雙循環(huán)發(fā)電站。中等水溫的地熱水通過熱交換機，它的熱量轉移到一種低沸點液體（比如異丁烯）當中，它可以在低于水溫的情況下沸騰。當液體加熱汽化，可以驅動渦輪。

地熱鉆井主要有四種類型    

一、地質探井：      

主要用于了解勘探區(qū)有關地層剖面結構、厚度，埋藏深度，以及斷裂構造等情況。多用于基本地質情況不明，勘探風險很大的地區(qū)。通常采用井徑較小的取心鉆進，但也能進行簡單的抽水試驗。     

二、探采結合井：      

通過地球物理勘探、資料收集和綜合分析，認為勘探區(qū)具有地下熱儲的形成條件，但還有某些重要資料有待查明，多布置鉆采結合井。是目前我省地熱勘察中zui多采用的一種鉆井類型。井徑要求較大，表層套管部分，應滿足下放潛水泵對泵室的要求。根據(jù)所存在的地質問題，可分段取少量巖心。    

三、開采井（生產(chǎn)井）：      

當一個地區(qū)已發(fā)現(xiàn)了地熱田，并且控制了其范圍，在地熱天范圍內按照合理的井距，以開采地熱資源為目的的鉆井。由于熱儲層的位置等都比較明確，因此，對錄井工作的要求低，不需要取心。     

四、回灌井（注水井）：      

隨著地熱田的開發(fā)，產(chǎn)水層的水位會逐漸下降。如果水位嚴重下降，則會對地熱田的開發(fā)帶來威脅，特別是熱儲層為封存水或開采量明顯大于自然補給量的地熱田。因此，需要打注水井講水回灌到儲層中，以保持熱儲層的能量和水位，使地熱田能夠長期穩(wěn)產(chǎn)。

隨著地熱田的開發(fā)，產(chǎn)水層的水位會逐漸下降。如果水位嚴重下降，則會對地熱田的開發(fā)帶來威脅，特別是熱儲層為封存水或開采量明顯大于自然補給量的地熱田。因此，需要打注水井講水回灌到儲層中，以保持熱儲層的能量和水位，使地熱田能夠長期穩(wěn)產(chǎn)。

地熱鉆井基本要求

1、地熱鉆井的基本要求包括：詳細的巖芯編錄、裂隙統(tǒng)計、采集巖石磨片樣和化學分析樣等方法，驗證前期地熱成礦模型（如地層、巖石、構造、重要的地質界線變化情況等）。

2、跟鉆測溫和綜合測溫，繪制縱向溫度變化曲線，以科學掌握溫泉水溫。

影響鉆井成本的要素

1、井深 鉆井越深，成本越高。

2、鉆井中地質構造的復雜程度 地質構造越復雜，變徑越多，成本越高。

3、鉆井的地理位置 這決定了鉆井設備的搬運方式和動力來源，進而影響鉆井成本。

4、鉆機的進尺、動力大小和開孔直徑 一般來說，進尺越深，要求的動力越大，成本也越高。