地源热泵打井工艺及PE管施工工法

时间：2018-08-23作者：苏州通泉钻井工程有限公司浏览：156

一、双U型竖直地埋PE管施工法

工法特点

1 PE 管具有化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小等特点，施工方便，是地埋换热管的理想材料，竖直管段通长无接头。

2 竖直地埋 PE 管施工与钻井施工等配合密切，有别于一般 PE 管安装。

3 双U型竖直管施工比单 U 型难度大，其单位井深换热量高，可以减少钻井数量，有效减少占地 面积。

4 系统对管路强度、严密性要求比较高，通过多次试压、保压来检验系统严密性。

5 双U型钻井直径大，井深可达 70m，为便于顺利钻井、防止井壁坍塌，采取高浓度泥浆护壁。

适用范围

适用于地源热泵系统的双 U 型竖直地埋 PE 管。

工艺原理

1  竖直地埋PE 管管径一般在 50mm 以下，埋管越深，换 热性能越好，较深的 U 型管埋深已达 180m。双 U 型 PE 垂直管 埋设，管材一般为 PE80 D32×3.0、SDR11 级地源热泵**管， 钻孔孔径φ300，采用高浓度泥浆护壁钻孔方法。

2  竖直管定做，中间不设接头。

3  保证管子的间距，防止竖直管路热短路，保证承压、防渗漏的质量要求。

二、钻井

1 熟识系统施工平面图，丈量钻井场地，并对该系统图纸进一步审核，确定井位、组别、区域、数量、孔径、深度。一旦确认严格按图施工。

2 实地处理地表、绿化、障碍物等，使该地块与施工平面图相符，并能实施钻井作业。

3 钻井布孔放样，孔位误差、偏移应保证在 0.1m 以内。

4 钻井机采用电动φ300 型，开孔用>φ350 套管护壁，钻杆应与水平面保持垂直，较大角度偏差允许在 1o 以内。钻井架必须定位正确，稳固牢靠。

5 钻井施工时安排好交叉施工措施，落实泥浆排放和沉淀措施，一般采用挖泥浆池、泥浆沟沉淀，以免泥浆泛滥影响工程施工。

6 钻井时发生钻入困难现象比较常见，可以采取加大泥浆浓度的办法。

7 单孔钻井完毕必须检查钻孔深度（以钻杆长度测算）,深度必须保证设计值±0.2m。并检查井内 是否有缩井现象，如果有必须采取措施进行护壁，以免下垂直管发生障碍。

三、垂直双 U 管预制

1 检查 PE管质量，应有出厂合格证，质检报告和生产许可证。现场检查管径、壁厚、光洁度和色 泽。

2 PE管堆放必须选择平整的地块，较好是室内，夏天防止在烈日下爆晒，冬天 0℃以下不准露天 灌水存放。

3 垂直管中间不允许套接。用二个 D32 弯头与垂直管二根热熔承插焊成一个 U 型管。向U型管内 注水对U型管试压，试验压力为工作压力的 1.5 倍且不小于 0.6Mpa，当工作压力大于 1.0Mpa 应为工作 压力加 0.5Mpa。保持 15 分钟压降在 3%内视为合格。随后封死 PE 供回水管。

4 垂直管制作完成后 U 型管底部安装φ250 定位器 圈，以防管底磨损和下管时损伤 U 型弯，并能防止 U 型 管上浮，做到正确定位。

四、垂直放管

1 井内垂直放管是一个集体、团队工作，必须有 7 个以上工人参加，应互相配合统一指挥，做到 PE 管不落 地拖拉，不弯曲无死角，在放到一根钻杆长度时加扎一 个φ200 的隔离钢圈，以防供回水管热短路。

2 一般垂直管放到位后，地面留有 1m 左右外管供接水平管用，随后应立即用膨润土和细砂混合浆 向孔内回填。

五、. 检修井制作安装

1 每孔有二组U 型管（供回水管）分别进入检修井，成一个回路到水平总管后进机房，每组 U 型 管供回水管段设 PE 承插式截止阀，即可关闭任何一个回路，有利于地下管的保养和检修。

六、

1 根据施工图纸对 PE 管垂直井进行划组、分区与水平管连接，特别应注意的是水平管必须保证同程，并使每个区域、组别水流量平衡，若因井距和其它因素造成不平衡，应加设平衡阀以使其流速、流 量平衡。

2 根据水平管变径大小，尽量在地面上预制好水平管组件，以减少在地沟内作业不便。

3 用小型挖掘机掘出管沟，沟深一般在地面以下 1.5m 左右，沟底宽不小于 700mm。

4 水平埋管供回水管之间应有 0.5m 以上间距，以防热短路。

5 挖掘管沟完成后，平整拍实沟底，将预制的水平管放入沟底，进行热熔承插焊接，对接或电熔焊接。

6 在水平沟下焊接 PE 管时必须清洗焊接口，完全干燥后方能热熔焊。

7 完成组别或区域的水平管焊接后，应进行区域试压。

8 试压验收合格后，分组、分区回填，一般回填采用原土回填，首先由人工筛选回填物回填，厚度不小于 300mm。当发现底部有坚硬物料或弹簧土时，应向沟底和管面回填部分沙子和混合沙土，以保 证水平管埋设质量，回填结束后应压实回填料，使其密集，并有一定的抗压能力，不被器物和车辆进出而破坏。临时外露管口必须严密封口，防止杂物进入。

七、PE 管焊接

1 U型 PE 垂直管和水平 PE 管应采用热熔焊接，管径大于 63mm 的一般采用对接热熔焊接，不管哪 种焊接其焊接部分抗拉和抗压强度都应该**原管强度。若因施工场地限制，确实无法进行热熔焊接时，可采用电熔焊接。

2 热熔焊接设备采用机动或手动对接热熔焊接机和承插热熔焊接机，有台式和便携式两种。承插式热熔温度为 260±10℃，对接式热熔温度为 200～210℃。

3 承插热熔焊接操作先开启承插热熔焊接机，使其达到设定温度值，焊件插入同规格的凹凸模具 上使焊件表面熔化，同时拔出管件，对准管线，水平均匀用力推入相应深度，冷却后即焊接完毕。注意热熔温度和均匀水平用力不致造成管内翻边而影响水流量。若发现翻边**标，必须重新制作。翻边尺寸标准为小于管径8%。

4 对接热熔焊接操作首先利用热熔焊机刮刀盘，固定管件在刮刀盘两侧，刮刀盘转动均匀刮削管件两端平面，使其完全平合，然后推出刮刀盘，装入电热板压紧，管件两平面电热板加热至热熔温度，管件两端平面熔化，*退出电热板，压紧管件两端使其均匀粘结，应严格控制热熔温度、时间和力度，待完全冷却后才能移动管件。

5 特殊部位热熔焊接不能操作的情况下，则采用电熔焊接，向电熔焊接件通电，使管件内部熔丝

八、 地埋管清洗和试压

1 所有地埋 PE 管预制后，试压前必须清水清洗，待确认管内无杂物后方可实行试压。

2 地埋管试压是保证地下隐蔽工程的重要工作，试压介质为水，其水温较高不得**过 40℃。

3 地埋 PE 管试压一般不少于 4 个部分

①U 型管预制后单管试压，将熔接好的 U 型管一头接压力 表，另一头用钢塑转换接头连接试压泵，注水，开启压力泵，保压 15 分钟压降<3%视为合格，然后用热 熔焊机将 PE 管的进出口熔焊闷头，待埋管。②U 型管垂直埋管回填后试压，操作顺序同上。

③组别 试压同上。其保压时间为 1 小时，压降<3%。

④系统试压，待全部地埋管系统完成，各部分都经试压合格，管路汇集到集、分水器后才能对系统进行试压，保压时间为 24 小时以上，压降<3%以内视为合格。

九、质量控制

1  钻井成孔质量是做好垂直管的关键，因此需控制好钻井位置偏差在 0.1m 以内、钻机钻杆垂直度 较大角偏值在 1o 以内、钻井深度达到设计值±0.2m、并采用高浓度泥浆护壁防止井壁塌陷和缩孔。

2  双 U 型 PE 管制作以及试压合格是系统投入正常运行的保证，一般需进行四次试压，分别是：双 U 管预制完毕插入钻孔前试压，插入钻孔并灌浆后保压 1h；竖直管与环路集管装配完成回填前试压；环压。四次试压稳压时间分别不少于：15min、30min、2h、12h，压力降不大于 3%。

3  由于双 U管在钻孔内布置有四根 PE 管，为防止供回水管之间直接接触形成热短路，垂直下管时 需每 4m 在 PE 管上用尼龙扎带固定一个φ200 的钢圈支撑架。

4  施工过程中严格防止砂石等杂物进入 PE 管，每完成一段管道必须进行临时封堵。系统完成后进 行冲洗。

十、 安全措施

1  特种作业人员如钻机操作手、焊工必须持证上岗。

2  现场用电设备较多，且区域范围大，属于露天作业，电线不得乱拖、乱拉。材料运输、堆放时，一定要注意保护好电线，防止碰砸电线。现场施工机电设备均应有良好的三级防护装置。电动机械及工具应严格按一机一闸制接线，并设漏电保护开关。

3  PE管热熔焊接操作切忌皮肤接触热熔板、模，以防烫伤。





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