干热岩勘查的有关技术问题
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我国干热岩勘查的有关技术问题
冉恒谦;冯起赠
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》
【年(卷),期】2010(037)010
【摘要】干热岩作为一种可再生的新型能源,具有热能大、分布广、开发利用对环境影响小、不受季节等自然条件的影响等优势.而干热岩的勘查开发利用在我国还基本属于空白,因此对干热岩勘查关键技术开展研究有着非常现实的意义.在简述国内外对干热岩勘查开发利用研究现状的基础上,分析了干热岩开发利用的技术关键,并提出了主要的研究内容和需要做的工作.
【总页数】5页(P17-21)
【作者】冉恒谦;冯起赠
【作者单位】中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000
【正文语种】中文
【中图分类】TD87;P634
【相关文献】
1.我国干热岩勘查的有关技术问题 [J], 冉恒谦;冯起赠
2.“中国陆区干热岩资源勘查开发靶区优选与勘查示范”荣获2018年度河北省科技进步一等奖 [J],
3.干热岩勘查评价指标与形成条件 [J], 刘德民;张昌生;孙明行;韦梅华;关俊朋;康志强;熊爱民;周天禹
4.我国首次在青海共和盆地钻获高温优质干热岩体实现了我国干热岩勘查重大突破专家认为,共和盆地干热岩体埋藏浅、温度高、规模大 [J], 王丽华;康维海
5.青海干热岩勘查取得突破共和盆地应建国家干热岩示范基地 [J],
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岩石勘察中的部分难点及分析岩石勘察是地质工作者进行地质调查和勘探的必备环节之一。
确定岩石性质、结构和分布是岩石勘察的主要任务,而岩石勘察中也包含着许多难点。
本文将从化验分析、地质测量和射线测量等方面对岩石勘察中的部分难点进行分析。
一、化验分析化验分析是岩石勘察中不可或缺的环节之一。
通过化验分析可以确定岩石样本的化学成分,从而推断出该岩石的地质年代、成因类型等信息。
然而,化验分析的过程中也存在一些难点。
首先,化验分析的样本必须是代表性的。
在进行野外取样的时候,由于地形地貌、岩石分布等原因,样本选择存在一定难度。
如何保证采集的样本具有代表性,是化验分析中的一个难点。
其次,样本的处理过程也十分繁琐。
首先需要对样品进行物理选取和打磨,然后通过多种化学方法提取样品中的成分,并使用仪器进行检测分析。
这样的处理过程需要高度的技术水平和丰富的经验,而且需要不断的改进和完善,才能得到准确可靠的结论。
二、地质测量地质测量是岩石勘察中的重要环节。
通过地质测量,可以确定岩石的构造、变形以及空间位置等信息,为进一步的勘探工作提供基础数据。
但地质测量也存在一些难点。
首先,地质勘探现场环境复杂,需要进行实地测量。
地质测量的深入精细需要使用先进的测绘仪器和测绘技术,开展地质测绘工作。
然而,在岩石勘察现场,由于地形地貌、人工干扰等原因,地质测量常常会受到很大的影响,如何准确地获得地貌表面的信息,是地质测量中的大难点。
其次,地质勘探现场空气湿度大,气压低,影响了测量精度。
要准确测量角度,需要进行修正处理。
这也需要高度的技术水平和丰富的经验,才能达到准确可靠的结果。
三、射线测量射线测量在岩石勘察中也有着重要的应用。
射线测量指通过放射性同位素测定岩石中的放射性元素,从而推断出该岩石的年代、成因以及矿床等信息。
然而,射线测量的难度也很大。
首先,射线测量需要使用高精度的仪器进行检测。
由于岩石中存在不同程度的放射性元素,需要精确测量岩石中每个元素的含量,因此射线测量需要使用极高精度的仪器和仪器校准,才能收集到准确可靠的数据。
干热岩钻探技术规程1. 引言干热岩钻探技术是一种利用地下干热岩资源进行能源开发的技术。
干热岩是一种高温岩石,其温度超过100℃,可以用于产生热能。
干热岩钻探技术规程旨在规范干热岩钻探工作,确保钻探过程安全、高效,并为干热岩能源开发提供可靠的技术支持。
2. 技术要求2.1 钻探设备钻探设备应具备足够的强度和稳定性,能够适应高温环境下的工作。
钻机应配备相应的冷却系统,以确保设备在高温条件下正常运行。
钻探设备应具备足够的钻探深度和钻孔直径,以满足工程需求。
2.2 钻探液钻探液应具备良好的热传导性能和稳定性,能够有效地冷却钻头和钻杆,并保持钻孔的稳定。
钻探液的成分应符合环境保护要求,避免对地下水资源造成污染。
2.3 钻探方法钻探方法应根据具体地质条件和工程要求确定。
常用的钻探方法包括旋转钻进法、冲击钻进法和水力喷射钻进法等。
钻探过程中应及时记录钻孔的直径、深度、倾角和岩层情况等参数,以便后续工程设计和开发。
2.4 钻孔衬套钻孔衬套是保护钻孔稳定和防止地下水污染的重要措施。
钻孔衬套应具备足够的强度和耐高温性能,能够有效地防止钻孔塌陷和保护地下水资源。
2.5 钻孔封堵钻孔封堵是钻探工作的最后一道工序,用于封堵钻孔并防止地下水污染。
钻孔封堵材料应具备良好的密封性能和耐高温性能,能够有效地防止地下水渗透和污染。
3. 工作流程3.1 钻探准备在进行干热岩钻探之前,需要进行充分的准备工作。
包括确定钻探位置和孔径、选择合适的钻探设备和钻探液、编制钻探方案等。
3.2 钻探操作根据钻探方案进行钻探操作。
钻探过程中要注意监控钻孔的直径、深度、倾角和岩层情况,及时调整钻探参数和方法,以确保钻孔的质量和稳定性。
3.3 钻孔衬套和封堵在钻探完成后,根据实际情况选择合适的钻孔衬套和封堵材料进行施工。
钻孔衬套和封堵工作应严格按照规范要求进行,确保钻孔的稳定性和地下水的安全。
3.4 钻探记录和资料整理钻探过程中要及时记录钻孔的各项参数和岩层情况,并整理成钻探报告和资料。
干热岩勘探开发技术现状和发展
干热岩能源是指通过钻探开采地下深部干热岩资源,利用其中的
热能发电。
干热岩能源具有很高的开发前景和经济效益,已成为全球
普遍研究探讨的热点领域。
目前,干热岩勘探开发技术主要包括以下
几方面:
一、钻探技术
钻探是干热岩勘探的关键环节,包括岩芯取样和地下岩石物质分
析等。
常用的钻进方法有钻杆打压、钻粉式钻进和水力冲蚀式钻进等。
近年来,随着技术的进步,新型钻进技术如钻杆旋转压实、高压水力
冲蚀等也得到了广泛应用。
二、地热能回收技术
干热岩能源的开发主要依靠地热能回收技术。
目前,广泛采用的
回收技术主要包括闪蒸回收和二元回收。
闪蒸回收是通过将热储岩中
的高温高压水液干蒸汽化,驱动涡轮发电机发电。
二元回收是在热储
岩和工质之间建立开环或闭环工质循环系统,使热储岩中的热能转化
为机械能,再利用涡轮发电机发电。
三、井壁封固技术
干热岩开采工作中,需要进行钻井和封井,而井壁封固技术则是
保证井壁稳定和防止周边岩体水、气体渗入的关键。
常用的井壁封固
材料有水泥、环氧树脂和聚氨酯形态的高分子封固材料等。
此外,还
需要掌握精准可靠的井壁封固方法,以确保井壁的完美封闭,并保障
开采过程的顺利进行。
总的来说,干热岩勘探开发技术还有很大的发展空间,未来的研
究和发展方向主要包括提高开采效率、减少污染,降低成本等方面。
通过不断创新和技术升级,将实现干热岩能源的持续高效利用,为全
球能源安全提供更多的支持和保障。
岩土工程勘察常见问题及相应解决措施思考一、岩土工程勘察常见问题1、勘察现场作业技术实施不到位。
2、勘察实际地质情况、特殊地层未掌握到位。
3、取样不足或不具备代表性,导致试验结果与实际有较大偏差。
4、应急预案未提前制定,现场发生突发事件时处置不及时。
二、勘察现场有关技术问题对应解决办法①首先根据本工程特点及勘察技术要求编制详细的勘察纲要,项目组的有关技术人员和施工技术工人熟悉本次勘察的技术要点,勘察工作严格按照勘察纲要执行;②钻探班组在勘察施工过程中,遇异常情况应及时记录清楚,并与现场技术人员商量解决;③本场地局部地段分布有较厚的砂层,钻探施工时可能会产生塌孔、漏水等现象,此时应采取比重较大的泥浆护壁或采用套管跟进的钻探方法解决;④保证勘察取样质量、数量和原位测试的措施,在勘察施工过程中严格按照勘察纲要要求分层取样及原位测试,如出现局部夹层漏取样或原位测试时,应在相邻钻孔补取,必要时原钻孔旁重新钻孔取样或原位测试;⑤现场技术人员认真检查钻探质量,发现问题及时解决,对不符合要求的,作报废重钻处理,确保勘察质量。
三、突发、紧急事件所解决措施我们解决勘察过程中问题的原则是:确保勘察质量,确保勘察工期,确保安全文明生产。
在勘察过程中可能遇到的问题主要有如下方面,我们拟定相应的解决办法:⑴勘察施工用水用电问题,根据现场客观条件,我们选用柴油发动机为动力的钻机,避免动力用电;钻探用水问题,我们联系场地施工人员或周边居民解决,如附近无稳定的水源,我们采用专业供水车进行长距离取水运输,现场用大容积塑料桶储水进行施工。
⑵避免勘察施工破坏地下管线,首先在勘探点测放的同时,应进行地下管线的探测,查明钻点及附近有无地下管线或地下障碍物,必要时对钻点适当的移动,并做必要的记录说明,当孔位移动较大(但不得超出桩径范围)时应征得设计设计单位和业主的同意。
为确保安全,钻点浅部可采用人工开挖,开挖深度不小于2米,确认无地下管线后才下钻头进行钻探。
岩土工程勘察中常见问题分析及对策岩土工程勘察是为了了解地质和土壤状况以及地下水位和地下水流动情况,为工程建设提供可靠的基础数据。
在实际的勘察过程中,常常会遇到一些问题,对勘察工作带来一定的困扰。
本文将针对岩土工程勘察中常见的问题进行分析,并提出相应的对策。
问题一:勘察资料不全面勘察资料不全面是岩土工程勘察中最常见的问题之一。
原因可能是勘察人员工作不认真,没有充分了解勘察对象的情况,或者勘察对象本身的情况比较复杂,难以获取完整的资料。
解决对策:勘察人员在进行勘察工作前要充分了解勘察对象的情况,包括相关的历史和现场资料。
可以采用多种勘察手段相互验证,如岩芯钻孔、试坑和地质雷达等,以获取全面的勘察资料。
问题二:地质构造复杂地质构造复杂是岩土工程勘察中常见的难题之一。
地质构造的复杂性会使得勘察人员难以确定地层的性质和边界,增加了勘察工作的难度。
解决对策:在遇到地质构造复杂的情况下,可以采用多种勘察方法相互验证,如地质勘探、地质雷达和地面地震等。
可以借助现代地理信息系统技术进行地质构造的模拟和预测,提高勘察工作的准确性和可靠性。
问题三:地下水位过高地下水位过高是岩土工程勘察中常见的问题之一。
地下水位过高会导致土体的液化和软化,增加了土体的不稳定性,对工程建设带来一定的风险。
解决对策:在遇到地下水位过高的情况下,可以采用降水处理的方法,即通过井点降低地下水位,以减少对勘察工作和工程建设的影响。
可以进行地下水位的长期监测,及时掌握地下水位变化的趋势,为工程建设提供可靠的依据。
问题四:勘察技术难于应用岩土工程勘察技术的应用难度较大,需要具备一定的技术和专业知识。
在实际的勘察工作中,可能会遇到一些技术难题,影响勘察工作的进行。
解决对策:勘察单位应加强对勘察人员的培训和专业知识的提升,提高他们的技术水平和应对复杂问题的能力。
可以邀请国内外专家进行技术指导,共同探讨解决方案,提高勘察工作的质量和效率。
岩土工程勘察中的常见问题包括勘察资料不全面、地质构造复杂、地下水位过高和勘察技术难度大等。
收稿日期:2010-09-10作者简介:冉恒谦(1963-),男(汉族),重庆人,中国地质科学院勘探技术研究所地调科研处处长、教授级高级工程师,地质工程专业,博士,从事钻探装备研究工作,河北省廊坊市金光道77号,ranh q666@hei n fo .net ;冯起赠(1971-),男(汉族),吉林人,中国地质科学院勘探技术研究所高级工程师,钻探机械专业,从事全液压车装水井钻机及大直径套管钻机的研发工作,fengq iz eng @126.co m 。
我国干热岩勘查的有关技术问题冉恒谦,冯起赠(中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000)摘要:干热岩作为一种可再生的新型能源,具有热能大、分布广、开发利用对环境影响小、不受季节等自然条件的影响等优势。
而干热岩的勘查开发利用在我国还基本属于空白,因此对干热岩勘查关键技术开展研究有着非常现实的意义。
在简述国内外对干热岩勘查开发利用研究现状的基础上,分析了干热岩开发利用的技术关键,并提出了主要的研究内容和需要做的工作。
关键词:干热岩;勘查;地热能;热交换;热发电;钻井中图分类号:TD87;P 634 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2010)10-0017-05So m e T echn ical Issues on H ot Dry Rock Exp loration i n Ch i na /RAN H eng q i an ,FEN G Q i z eng (T he Institute o f Ex p l oration T echniques ,CAGS ,Lang fang H ebe i 065000,Ch i na)Abstrac t :A s a renew ab l e energy resource ,ho t dry rock (HDR )has advantages o f strong heat energy ,w ide d i str i bution ,environm enta l protection and no t be i ng affected by na t ural cond iti ons ,such as seasons .H ot dry rock exp l oration develop m ent and utilizati on is bas i ca lly a blank fie l d i n Chi na ,the study on t h i s key techn i que has a very rea listi c si gn ifi cance .Based on the i ntroducti on on t he current situa tion o f hot dry rock explorati on deve l op m ent and utili zati on both i n Ch i na and abro ad ,t he paper ana l y zed t he key techno l ogy and put forward the m a i n study targe t and w ork to be requ ired .K ey word s :ho t dry rock ;explorati on ;geother m al energy ;heat exchang e ;t her m a l po w er ;dr illi ng1 干热岩的概念干热岩(HDR -H o t D ry Rock)是指埋深超过2000m 、温度超过150 的地下高温岩体,其特点是岩体中很少有地下流体存在。
干热岩勘查的有关技术问题1.国内外对干热岩勘查开发利用研究现状干热岩( HDR- Hot Dry Rock) 是指埋深超过2000 m、温度超过150 的地下高温岩体, 其特点是岩体中很少有地下流体存在。
目前, 人们对干热岩的开发利用, 主要是发电。
美国、法国、德国、日本、意大利和英国等科技发达国家已经掌握了干热岩发电的基本原理和基本技术。
干热岩发电的基本原理是: 通过深井将高压水注入地下2000~ 6000 m的岩层, 使其渗透进入岩层的缝隙并吸收地热能量; 再通过另一个专用深井( 相距约200 ~ 600 m 左右) 将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面; 取出的水、汽温度可达150~ 200, 通过热交换及地面循环装置用于发电; 冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。
整个过程都是在一个封闭的系统内进行。
见图干热岩地热发电系统美国利用地下干热岩体发电的设想, 是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。
迄今在干热岩发电技术方面迈出最大一步的试验是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和能源部在新墨西哥州芬顿山进行的试验。
该试验始于1973年, 最深钻孔达4500 m, 岩体温度为330 , 热交换系统深度为3600 m, 发电量由最初的3MW 到最后的10MW。
试验地选在火山地区, 干热岩体为花岗闪长岩, 每平方米的地热流值是地球表面平均地热流值的3倍, 达250mW。
2001年, 美国能源部终止了在芬顿山的干热岩试验项目, 开始了名为增强型地热系统!计划。
增强型地热系统( EGS- Enhanced GeothermalSystem s) 是指在干热岩技术基础上提出来的。
美国能源部的定义是采用人工形成地热储层的方法, 从低渗透性岩体中经济地采出相当数量深层热能的人工地热系统。
日本从1985年开始, 日本新能源与工业技术开发组织( NEDO)在H ijiori实验站开始了对干热岩发电的钻探、水压人工裂石、裂隙构图、人工热储水库等关键技术的研究。
干热岩井使用注意事项干热岩井是一种利用地热能的技术,它将高温的地热岩层中的热能转换为电能或热能。
干热岩井的使用需要注意以下几点:一、地质勘探和评估在选择建设干热岩井之前,需要进行地质勘探和评估工作,以确定地下岩层的适宜性和热能资源的丰度。
这包括地质调查、地热勘探、岩石力学测试等工作,以确保岩层的稳定性和热能的可利用性。
二、井设计与施工干热岩井的设计和施工是确保井口和井筒的完整性和稳定性的关键。
井筒的材料选择和施工工艺应符合岩层特性和地下水环境,以防止井筒的漏水和塌陷。
同时,井口的设计应考虑到井口设备的安装和维护需求。
三、热交换系统干热岩井的热交换系统是将地热能转换为电能或热能的关键设备。
热交换系统通常包括热交换器、热媒流体、管道和泵等组成部分。
在选择和设计热交换系统时,需要考虑热媒流体的选择、流量和温度控制、热交换效率和系统的可靠性等因素。
四、运行和维护干热岩井的运行和维护需要定期监测和维护井筒、热交换系统和其他设备的运行状态。
同时,还需要进行热媒流体的补充和更换、井筒的清洗和修复、设备的维护和更新等工作。
运行和维护过程中需要遵守相关的安全规范和操作规程,以确保系统的稳定运行和长期可靠性。
五、环境保护在使用干热岩井的过程中,需要注意对环境的保护。
这包括对地下水的保护,避免地下水污染和水资源的浪费;对地表环境的保护,避免土地破坏和生态系统的破坏;对大气环境的保护,减少温室气体的排放和空气污染。
同时,还需要遵守相关的法律法规和环境保护政策,确保干热岩井的使用符合环境可持续发展的要求。
六、经济可行性干热岩井的建设和运营需要考虑经济可行性。
这包括对热能资源的评估和预测、建设和运营成本的估算、电能或热能的市场需求和价格等因素。
在制定项目计划和决策时,需要进行全面的经济分析和评估,确保项目的投资回报和可持续发展。
干热岩井的使用需要综合考虑地质勘探和评估、井设计与施工、热交换系统、运行和维护、环境保护和经济可行性等因素。
解析岩土工程勘察中的常见问题及对策岩土工程勘察是指为工程建设提供地质、水文地质、土力学等方面的信息和数据,以评价、确定工程地质条件和地质灾害风险,并为工程设计、施工和运营提供科学依据。
在进行岩土工程勘察时,常会遇到一些常见问题,下面将对这些问题及对策进行详细解析。
1. 地层情况复杂:地质构造复杂,地层连续性差,地层性质异质性大等因素使得勘察难度增加。
解决这个问题的对策是应综合使用地质、水文地质、岩土力学等多种方法,增加勘察手段,如钻孔、钻探、采样等,获取更多的地层信息,对地层进行详细划分和描述。
2. 地下水问题:地下水位高、水压大等地下水问题对工程施工和运营具有重要影响。
应采取对策,如进行地下水水位监测,测定水文地质条件,预测和评估可能的地下水涌出、渗流等问题,设立相应的排水措施和防渗措施。
3. 地质灾害风险:地质灾害包括滑坡、地震、泥石流等,会对工程安全和稳定性产生重大影响。
对于地质灾害,可利用先进的遥感技术和地理信息系统,结合现场勘察和分析,评估地质灾害风险,制定相应的防灾对策。
4. 地基承载力不足:地基的承载力是工程稳定性的重要指标之一,如果地基承载力不足,将会给工程结构带来风险。
如遇到地基承载力不足的问题,可采取增加地基加固、加密桩、灌浆等相应措施,以提高地基承载力。
5. 岩石开挖困难:岩石开挖时,遇到岩层硬度高、坚硬、岩石含水量大等问题会增加开挖的难度。
对于岩石开挖困难的问题,可以采取喷砂、爆破等方法,以提高效率和质量,减少人力和物力消耗。
6. 沉降和地面沉降:由于地基工程施工时所引起的沉降、地面不均匀沉降等问题会给工程的正常使用造成损害。
对于沉降和地面沉降的问题,可以采取相应的地基处理措施,如加固地基、节制土方量等。
7. 地下管线问题:在进行岩土工程勘察时,需要关注地下管线的情况,避免对管道造成破坏。
为了解决地下管线问题,可以使用无损检测、地质雷达等技术手段,对地下管线进行精确探测,以避免对管线造成损坏。
热岩钻探和相关关键技术研究热岩钻探和相关关键技术研究由实验结果可以看出,该耐高温钻井液体系抗260℃高温,流变性能好,可以满足钻井液长时间高温循环的要求。
2高温井下钻具干热岩地层通常为火山岩,温度通常高于200℃,地层岩石研磨性强、可钻性差,对井下钻具的耐温能力、工作性能要求较高。
1耐高温涡轮钻具井下动力钻具是提高钻井效率的重要工具之一,目前最常用的井下动力钻具有涡轮钻具、螺杆钻具、液动冲击器等。
螺杆钻具耐温能力通常不高于150℃,高温螺杆钻具耐温能力通常不高于180℃,且在高温环境下螺杆钻具表现出性能不稳定、工作寿命短等问题。
液动冲击器可以有效提高钻速,然而现有的液动冲击器工作寿命普遍较短,且受钻井液性能和固相含量影响较大。
涡轮钻具具有耐高温、转速高、工作寿命长等优点,适合火山岩地层钻进.国外干热岩高温钻探通常采用高温涡轮钻具配合金刚石钻头进行复合钻进,钻探效率明显提高.北京探矿工程研究所研制了 127规格涡轮钻具,涡轮节采用独立悬挂结构,涡轮叶片为不锈钢精密铸造,可以有效提高涡轮叶片寿命和水力效率;采用独立轴承节结构,轴承为金刚石止推轴承;整套钻具采用全金属结构,无橡胶元件,钻具耐温性能大幅提高。
该规格涡轮钻具外径为127mm,匹配井径为152mm,工作转速为1000~1400rmin,工作压降为7.5~10.0MPa,制动扭矩为1300~1740N m,工作排量为14~16Ls.2钻头优选及设计1)钻头选型技术。
钻头选型技术目前已广泛应用于石油钻井过程中,目前常用的钻头选型方法是通过声波测井曲线预测地层的岩性特征和可钻性,通过对国内各区块钻头使用情况的调研,建立钻头参数数据库,从而进行地层与钻头的匹配和选型。
应用计算机软件建立地层岩性预测模型和钻头数据库系统,应用该系统可以对地层岩石的岩性和可钻性进行预测,从而进行钻头优选.2)金刚石钻头。
目前在火山岩地层钻进过程中通常采用高速牙轮钻头或金刚石钻头钻进。
岩土工程勘察中常见问题分析及对策岩土工程勘察是岩土工程设计的重要基础,通过对地下岩土体进行详细的调查和分析,可以为工程设计提供准确的参数和数据,有助于减少工程风险和确保工程安全。
在岩土工程勘察过程中,常常会遇到一些常见问题,影响勘察结果的准确性和可靠性。
本文将对常见问题进行分析,并提出相应的对策。
1. 判断岩土体层边界的困难:在实际勘察中,有时由于地下水位的影响,岩土体层边界的判断变得困难。
解决这个问题的关键是选择合适的探测方法,如地质雷达和地震勘探等,结合实地勘察工作,综合分析各种资料,尽可能准确地判断岩土体层边界。
2. 取样困难:有些岩石地质构造复杂,取样困难,可能导致取样质量不好,不能真实反映地下岩土体的实际情况。
解决这个问题的方法是在勘察前进行周密的调查和分析,选择合适的取样点和取样方法,如岩芯钻取或钻孔取样,并对取样点进行现场验证,确保取得的样品能够准确反映地下岩土体的性质。
3. 岩土体性质变化大:有些地区的地质条件复杂,地下岩土体性质变化大,导致勘察工作难以准确把握。
解决这个问题的方法是加强室内试验和现场测试,对不同取样点的岩土体样品进行综合分析,尽可能准确地描述岩土体的性质和变化规律,为工程设计提供准确的参数和数据。
4. 数据不准确或不完整:勘察过程中,可能由于设备故障、人为疏忽或其他原因,导致数据的准确性和完整性受到影响。
解决这个问题的方法是在勘察过程中加强现场监督和质量控制,对数据进行严格审核和核对,确保数据的准确性和完整性。
5. 地下水位测定困难:地下水位的测定是岩土工程勘察中的重要内容,对设计和施工都有重要影响。
由于地下水位的波动和季节性变化,导致地下水位的测定困难。
解决这个问题的方法是采用多点连续监测的方法,结合现场观测和资料分析,尽可能准确地测定地下水位的变化情况。
针对上述常见问题,我们可以采取以下对策:1. 加强勘察前的资料调查和分析,充分了解勘察区域的地质情况,为勘察工作提供准确的背景资料。
探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题岩土工程勘察是工程建设中的重要环节之一,但在实际操作中常常存在一些技术问题需要解决。
以下将探讨一些常见的岩土工程勘察中存在的技术问题,并给出相应的解决方法。
1. 岩土样品采集问题:在岩土工程勘察中,样品采集的准确性和代表性是非常重要的。
在实际操作中经常会遇到样品不连续、变形或被污染的问题。
为解决这个问题,应严格按照规范要求进行样品采集,并在采集过程中注意保持取样工具的清洁和正确使用方法。
2. 岩土勘探设备问题:岩土工程勘察常用的设备包括探针、贯入试验仪等,然而在操作中常常会遇到设备故障或误差大的问题。
为解决这个问题,应定期检查设备的工作状态,及时更换损坏的零部件,并进行校正和调试,以确保勘探设备的准确性和可靠性。
3. 岩土勘探数据处理问题:岩土勘探中所获得的大量数据需要进行处理和分析,以确定地质结构和地质力学参数等。
在处理过程中常常会遇到数据误差、数据不连续或数据丢失的问题。
为解决这个问题,应在勘探过程中采取有效的数据质量控制措施,如严密监测仪器仪表的工作状态、加强数据的备份和存储等。
4. 岩土力学参数的确定问题:岩土力学参数是岩土工程设计的基础,但在勘察中常常会存在参数测定方法不准确或参数估计不准确的问题。
为解决这个问题,应根据实际情况选择合适的试验方法,并进行适当的数据处理和分析,以提高参数的准确性和可靠性。
5. 岩土勘测技术的更新问题:随着科学技术的不断发展,岩土工程勘察技术也在不断更新。
在实际操作中很多勘察单位仍然使用传统的勘测技术,无法满足现代岩土工程勘察的要求。
为解决这个问题,勘测单位应不断学习和掌握新的勘察技术,提高勘察人员的综合素质和专业水平。
岩土工程勘察中存在的技术问题需要通过严格遵循规范要求、定期检查和校准设备、加强数据处理和分析以及学习和掌握新的勘测技术等方法来解决,以确保岩土工程勘察的质量和可靠性。
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根据其成因、产出条件可以分为干热岩型地热资源、水热型地热资源以及浅层低温能型地热资源。
干热岩是埋深在地下温度150℃,超过2km ,没有水或是含有少量水,致密不渗透的高温岩体,在地壳3~10km 干热岩所蕴含的热能等用于100亿夸特,相当于全世界范围内所有的天然气、煤炭、石油所蕴含能量的30倍,对于其的勘查、开发技术的使用十分重要。
1 干热岩勘查开发现状我国对地热与温泉的开发利用历史已经有5 000多年了,我国自二十世纪五十年代开始,就已经在全国各地先后建设温泉疗养院,后来1 000m 浅层地热开发利用得到了快速的发展,九十年代,地热资源开始获得更加迅速的发展。
对于干热岩进行开发利用的第一步就是进行勘查,首先需要确定干热岩资源的具体地理位置,然后开始进行大规模钻井,并进一步的核实资源,然后使用石油开发工艺技术开采资源,而地层渗透性不足则需要借助水力压力。
最后,监测利用干热岩资源所提取出的热能过程[1]。
1.1 钻井技术在进行开发过程中,要使用许多的生产井,注入井为直井,而开发井也会是定向井的形式。
由于压裂能力存在制约,所以注入井和开发井之间不能超过900m 的距离。
由于地层具有非常高的温度,所以,在开展空气钻井、泡沫钻井时,使用到的测井设备、动力钻具以及导向工具等相关设备需要具有良好的抗高温性能。
而干热岩主要是在火成岩、变质岩以及结晶岩花岗岩等开展钻井,因此地质十分坚硬,裂缝发育,研磨性强,因此需要采用质量好的钻头。
而干热岩钻井相较于油气钻井来说,需要选择硬度更高的钻头,在进行空气钻井的时候可以使用镶齿牙轮钻头。
干热岩钻探技术规程
干热岩钻探技术规程是针对干热岩资源开发的钻探作业过程中的技术规定和操作流程,旨在确保钻探作业的安全高效进行,并提高资源勘探的准确性和可靠性。
主要内容包括以下几个方面:
1. 钻探设备选择和准备:根据实际钻探需求,选择适当的钻探设备,并进行设备维护和调试,确保设备处于良好工作状态。
2. 钻探作业安全与环境保护:制定安全操作程序和应急预案,确保钻探过程中人员和设备的安全;同时保护环境不受钻探作业的影响,防止泥浆、废水等对地下水的污染。
3. 钻井液配置和管理:根据地质特点和钻探目标,合理配置钻井液,确保其在钻探过程中的性能稳定,并及时监测和处理钻井液的污染问题。
4. 钻井工艺和操作要点:根据地质情况和钻探目标,制定合理的钻探工艺和操作流程,包括钻探深度、冲洗方式、取芯方式等,确保钻孔的质量和进度。
5. 钻遇快速反应和处理:根据岩性遇变情况,及时调整钻探参数和钻具组合,以确保钻探的连续进行,并对可能遇到的问题进行预警和应对措施的制定。
6. 钻探数据记录和报告:认真记录和整理钻探过程中的各项数据和观测结果,编制钻探报告,包括岩芯描述、地层分析、岩
性判定等,为后续的资源评估和开发提供基础数据。
总之,干热岩钻探技术规程是指导干热岩资源勘探工作的技术规定,通过规范钻探作业流程和操作要点,确保钻探作业的高效安全进行,并提高资源勘探的准确性和可靠性。
解析岩土工程勘察中的常见问题及对策岩土工程勘察是岩土工程设计的基础,是保障工程质量和安全的重要环节。
在进行岩土工程勘察时,常常会遇到一些问题,这些问题如果不能及时解决,就会对工程质量产生不良影响。
了解并解决这些问题,对于保障工程质量具有十分重要的意义。
下面将对岩土工程勘察中的常见问题及对策进行具体分析和探讨。
一、地下水问题地下水是岩土工程勘察中常见的问题之一。
地下水对于土体和岩体的稳定性有着重要的影响,因此在进行岩土工程勘察时,需要对地下水情况进行充分的了解和分析。
常见的地下水问题包括地下水位高、地下水水质较差等。
对于地下水位高的情况,可以采取降水井排水、土壤改良等措施进行处理。
对于地下水水质较差的情况,可以考虑采取化学处理或隔离措施进行改善。
二、地质构造问题地质构造对于岩土工程有着重要的影响,地质构造的复杂性可能会导致工程难以实施或者施工困难。
在进行岩土工程勘察时,需要充分了解地质构造情况,针对不同地质条件采取相应的对策。
对于复杂地质构造区域,可以考虑采取钻孔灵活选择、地质雷达勘察等技术手段加强勘察,保证勘察质量和准确性。
三、土层特性问题土层特性对于基础工程和地基处理有着重要的影响,土层的厚度、土质、密实度等参数对于工程设计和施工具有重要意义。
在进行岩土工程勘察时,需要对土层特性进行充分的了解和分析,确保工程设计和施工的合理性和科学性。
对于土层特性不明确的情况,可以采取岩土勘察、野外取样、室内试验等手段进行进一步的研究和分析,充分了解土层特性,为工程设计和施工提供科学依据。
地下管线是城市建设中常见的问题,地下管线的存在可能对岩土工程勘察和施工带来一定的影响。
在进行岩土工程勘察时,需要对地下管线进行充分的了解,确保勘察和施工的顺利进行。
对于地下管线的存在,可以采取地下雷达勘察、探头钻进等技术手段进行管线检测,确保地下管线的准确位置和埋深,为勘察和施工提供科学依据。
岩土工程勘察中常见的问题及对策有很多,需要结合实际情况进行具体分析和处理。
干热岩勘查的有关技术问题
1.国内外对干热岩勘查开发利用研究现状
干热岩( HDR- Hot Dry Rock) 是指埋深超过2000 m、温度超过150 的地下高温岩体, 其特点是岩体中很少有地下流体存在。
目前, 人们对干热岩的开发利用, 主要是发电。
美国、法国、德国、日本、意大利和英国等科技发达国家已经掌握了干热岩发电的基本原理和基本技术。
干热岩发电的基本原理是: 通过深井将高压水注入地下2000~ 6000 m的岩层, 使其渗透进入岩层的缝隙并吸收地热能量; 再通过另一个专用深井( 相距约200 ~ 600 m 左右) 将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面; 取出的水、汽温度可达150~ 200, 通过热交换及地面循环装置用于发电; 冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。
整个过程都是在一个封闭的系统内进行。
见图
干热岩地热发电系统
美国
利用地下干热岩体发电的设想, 是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。
迄今在干热岩发电技术方面迈出最大一步的试验是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和能源部在新墨西哥州芬顿山进行的试验。
该试验始于1973年, 最深钻孔达4500 m, 岩体温度为330 , 热交换系统深度为3600 m, 发电量由最初的3MW 到最后的10MW。
试验地选在火山地区, 干热岩体为花岗闪长岩, 每平方米的地热流值是地球表面平均地热流值的3倍, 达250mW。
2001年, 美国能源部终止了在芬顿山的干热岩试验项目, 开始了名为增强型地热系统!计划。
增强型地热系统( EGS- Enhanced GeothermalSystem s) 是指在干热岩技术基础上提出来的。
美国
能源部的定义是采用人工形成地热储层的方法, 从低渗透性岩体中经济地采出相当数量深层热能的人工地热系统。
日本
从1985年开始, 日本新能源与工业技术开发组织( NEDO)在H ijiori实验站开始了对干热岩发电的钻探、水压人工裂石、裂隙构图、人工热储水库等关键技术的研究。
1991年, 该实验站通过一个注水井( SKG 22 ) 和 3 个生产井( HDR 21、HDR 22 和HDR 23) , 将地下1800 m 温度为250 的热水和蒸汽抽出。
其中, 渗漏的水大约占注入水的20%, 其
余的经生产井回收, 热水和蒸汽输出热能约8MW。
德国和法国
第一阶段( 1987~ 1997年): 在3900 m 处建立岩石裂隙网, 温度超过165 。
经过一系列的水压测试, 包括长达几个月的水流循环测试, 得到水流持续循环的技术参数: 注入流量为25 L /s, 超过140, 注水井和生产井两井相距450 m, 没有流量损失, 仅需水泵功率250 kW, 输出热能达10MW h。
第二阶段( 1998~ 2001年): 将生产井GPK2继续钻井到5000 m 深, 建立新的热储层, 温度达200。
在1500 m处又钻了微地震监测井。
第三阶段( 2001~ 2004年): 采用注水井和两口生产井的三井方式, 新钻井GPK3(注水井)到5000m 深, 距G PK 2约600 m, 两井下人工热储裂隙系统连通; 新钻生产井GPK4同样到5000m 深, 距GPK3约600 m, 建立人工热储与已建立的热储连通, 形成高渗透的裂隙系统。
第四阶段( 2005~ 2008年): 采用二井模式实现增强型地热系统, 注水井流量100 kg/s, 生产井均为50 kg / s, 装机为6 MW。
2. 干热岩钻探关键技术研究
( 1) 抗高温耐腐蚀液动冲击器研制; ( 2) 高温取心工艺及器具研究; ( 3)高温环境钻孔测斜仪研究; ( 4) 高温钻井液体系研究; ( 5) 井口高温安全防护装备研究; ( 6)干热岩钻探设备配套研究。
3.我国干热岩勘查关键技术研究项目立项申请状况
我国干热岩的勘探开发利用至今仍停留在很肤浅的工作层面。
大体状况如下: 没有对全国地热梯度开展进一步的普查、没有探明干热岩体的埋藏地和深度、没有圈定哪些地区或位置存在干热岩开发利用的可能、没有确定适合开展干热岩发电试验的选区等等。