我国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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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。
探讨解决岩土工程勘察中存在的技术问题岩土工程是土木工程的一个重要分支,应用广泛,涉及的领域包括建筑、交通、水利、能源等方面。
在岩土工程的勘察过程中,常常会遇到一些技术问题,如何解决这些问题,是岩土工程勘察工作的关键所在。
本文将探讨岩土工程勘察中存在的技术问题,并提出解决方法。
一、地质构造复杂多样在岩土工程勘察中,地质构造是一个非常重要的因素,会对此后的工程设计和施工产生很大的影响。
然而,地质构造十分复杂多样,有些地区的地壳运动比较频繁,地质环境也比较恶劣,导致勘察十分困难。
因此,如何准确判断地质构造及预测地质灾害,就变得尤为重要。
解决方法:在勘察过程中,需要认真分析地质构造和地质环境特点,选择合适的勘察方法和技术手段。
采用先进的遥感技术、三维扫描仪、激光雷达仪等设备,可以大大提高勘察的效率和准确性。
此外,还可以通过钻孔、地质雷达、地震勘探等多项勘察手段,全面收集地质信息,为后续的设计和施工提供参考。
二、土体性质复杂不同地区的土体性质也可能存在较大差异,对于勘察人员而言,需要对土体的特性有透彻的了解。
例如,某些土壤可能是粘性的或易液化的,这对工程的安全和稳定性产生了很大的影响。
在勘察过程中,准确了解土体的物理性质和力学性质十分重要。
解决方法:拓展勘察手段,利用精密仪器和敏感传感器进行快速、准确的土体性质测试。
例如,使用土壤密度仪、万能试验机、三轴试验机等设备,测量土体的密度、含水量、抗剪强度等参数,可以较容易得出土体的特性。
此外,也可以通过现场试验、模拟试验等手段,对土体进行更加全面的分析。
三、勘察场地不确定性大在进行岩土工程勘察的过程中,由于场地的不确定性,可能会出现各种意外情况,例如勘察设备被损坏、场地不稳定等。
这些问题都会严重影响勘察的准确性和效率,给后续的工作带来不必要的麻烦。
解决方法:在准备勘察前,应该先了解勘察场地的基本情况,包括地形、土壤类型、地质构造等。
同时,要对勘察设备进行充分检查和保养,确保其可以正常运行。
岩土工程勘察环节常见技术问题以及对策分析摘要:随着社会经济的快速发展,岩土工程勘察行业和企业的市场竞争日渐激烈。
其中,很多勘探组织机构低价中标,为节约勘察成本,购买低端设备,利用落后技术手段,以致于岩土勘察环节经常出现问题。
本文将对这些问题进行分析,并在此基础上就如何解决岩土工程勘察过程中的问题,谈一下个人的观点和认识,以供参考。
关键词:岩土工程;技术手段;勘察;问题;对策岩土工程项目建设过程中,勘察的主要对象是地下地质体,通常很难直接观察到。
多数拟勘察岩土体表现出非均质性以及各向异性特征,而且受力状态也非常的复杂,自然条件具有多变性。
在该种情况下,容易遇到多样性岩土工程勘察问题,需采取有效的措施予以解决,否则勘探工作难见成效。
一、勘察过程中的常见问题分析1、参数准确性差对于岩土工程项目而言,其勘察过程中存在的主要参数问题,集中体现在残积土、风化岩和粗颗粒土取样比较困难等方面,岩土层变形指标、承载力设计参数等不精准。
在此过程中,严重忽略了试验所得状态强度、土层性状等是否符合原位测试结果,以致于报告统计时的参数、本数之间存在着偏差;对近似的关联性概念没有进行细分,参数相互混淆在一起,影响了勘察报告数据的科学性和规范性。
2、勘察依据实用性差岩土工程项目勘察前,应当有明确的项目设计意图作为指导,而且还要大量收集工程影响资料,比如勘察对象的情况,工程结构性状和规模等,同时还包括地基荷载以及埋置深度和允许变形等资料。
然而,实践中却并非如此,很多岩土工程项目勘察前期所收集的资料并不完善,比如界面划分以及地质形态不清等,严重影响了勘察质量,勘察依据的实用性非常的差。
3、勘察报告的指导性差实践中可以看到,由于岩土勘察资料信息数据的失准,直接会影响勘察报告的可行性与实用性,因此勘察报告难以为岩土工程结构勘察与设计所利用,甚至会影响建筑设计的科学合理、施工质量。
除岩土工程勘察成果外,如果勘察报告中仅对基础参数做出了阐述而对岩土工程地基评价不切实际,缺乏针对性和实效性,则会导致勘察成果失去利用价值,勘察功效丧失殆尽。
岩土工程勘察中常见的技术问题及解决措施摘要:岩土工程勘察工作的任务是查明情况,提供各种相关的技术数据,分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议,以保证工程建设安全、高效运行,促进经济社会的可持续发展。
本文分析了岩土工程勘察中存在的主要技术问题关键词:岩土;工程勘察;技术问题;解决措施随着我国国民经济不断高速发展,众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建,基础和基坑开挖深度越来越深,各种公共建筑物的建筑风格迴异,其平面和立面变化大,给结构和勘察专业带来诸多的新课题,采用传统的勘察方法和手段已经很难满足设计的需要,存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。
一、岩土工程勘察中常见的技术问题1、地质形态和岩土参数问题: 主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和深度的确定。
岩土参数主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室内、外试验的岩土层如粗颗粒土和风化岩等,其岩土设计参数( 承载力、变形指标等) 难于确定。
2、综合能力问题: 主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨别真伪、去伪存真、归纳总结的能力。
缺乏建筑结构设计方面的知识,常造成勘察的目的性不明确,所提供的资料不能满足设计的需要。
3、技术素质问题: 主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题,勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流,对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解,导致碰到重大项目和复杂工程时束手无策,不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。
二、岩土工程勘察技术问题的解决措施1、重视勘察现场的岩土取样和原位测试工作。
岩土取样和原位测试是岩土工程勘探结果的重要数据来源,也成为解决岩土工程勘探技术问题的重点。
这首先是由于测试数据是分析评价的基础,没有完整、可靠、适用的测试数据,一切分析评价都是空中楼阁。
岩土工程设计计算的准确性和可靠性决定于计算模式和计算参数,计算参数比计算模式更重要。
浅谈岩土工程勘察中的技术问题与措施岩土工程勘察是箭在弦上必须发的工程环节,也是岩土工程设计的基础。
它的作用是通过对地质条件的详细勘察、分析和研究,为岩土工程的施工和设计提供充分的技术参数和依据。
在进行岩土工程勘察的过程中,会遇到许多技术问题和难点。
本文将就这些问题和难点,结合措施进行浅谈。
一、岩土勘察的技术问题1. 地质勘察岩土工程勘察的第一步是地质勘察,它是影响整个项目进程的关键环节。
但是在工程勘察中,地质勘察却有着很多问题,如:出现误差、漏勘、掩盖等。
这些问题会使得地质部分的结论存在偏差,为后续工程设计带来不必要的麻烦。
2. 工作人员的水平岩土工程勘察是一门需要高度专业技术和严谨工作态度的学科。
但是,在实际工作过程中,很容易出现骨干人员数量不足、技术水平参差不齐等问题。
这些问题不仅会影响到勘察质量和效率,还会引发其他不必要的损失。
3. 技术手段现代岩土工程勘察所涉及的技术手段非常多,而每一种技术手段都有着自己的适用条件和不足。
有时候,由于技术手段的选择不当,或是操作不当等原因,会使得勘察结果不能真实准确地反映实际情况。
4. 测量数据在岩土工程勘察的过程中,测量数据的准确性是非常重要的。
但是,有时候很难达到预期准确度,因为现场环境的复杂性会给测量工作带来一定的干扰。
如果不及时处理这些数据,岩土工程的勘察结果就无法得到科学准确的证明。
二、应对技术问题的措施1. 强化现场管理现场管理是岩土勘察的重中之重,它直接关系到勘察的成败。
只有强化现场管理,做到人员的到位和分工、机器和材料的科学调配、现场无障碍施工等,才能够有保证的完成勘察任务。
2. 建立助学机制岩土工程勘察需要具备高度的专业知识,这不仅是勘察人员和骨干人才自身发展的需要,也是企业队伍建设的需要。
因此,建立一套完善的助学机制是必不可少的。
可以通过组织培训、实习、交流等形式来提升参与人员的专业素质和技术水平,从而提升团队整体水平。
3. 开展科技创新科技创新是岩土工程勘察的重要推动力量,它能够为勘察工作提供新的思路和方法。
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领域中的关键环节,其目的是确定岩土的物理力学特性和水文地质条件,为岩土工程设计和施工提供科学依据。
在实际勘察过程中,往往会遇到各种问题,如勘察效果不佳、勘察数据不准确等。
本文将针对岩土工程勘察中的常见问题进行解析,并提出相应的对策。
一、岩土样品收集不全或不准确在岩土勘察过程中,收集的岩土样品是确定岩土物理力学特性和水文地质条件的重要手段。
然而,由于勘察人员的操作不当或岩土样品收集工具不准确等原因,经常会导致岩土样品收集不全或不准确的问题。
为了避免这种问题的发生,必须采取以下措施:1.岩土样品收集前,必须对现场进行仔细的勘查和研究,确定取样位置和数量。
2.要选择合适的采样器具,对各种地层、岩层采用不同的采样器具和方法,确保采样的完整性和准确性。
3.对采样的岩土样品进行必要的标示,以保证数据的准确性。
二、岩土勘察数据处理不严谨岩土勘察数据处理的不严谨性,是导致诸如计算错误、勘察数据分析不准确等问题的重要原因。
为此,我们需要采取以下解决措施:1.在岩土勘察过程中,应确保所有勘察现场操作的准确性,以减少数据处理阶段的误差。
2.在对数据进行处理时,要确保数据的完整性和准确性,并进行科学分析和加工处理,避免出现数字变形、噪音、突变等问题。
三、勘察过程缺乏有效的监管和质量控制在实际勘察过程中,如果没有有效的监督和质量控制,勘察结果的准确性和可靠性就会大大受到影响。
为了防止这种情况的发生,我们需要:1.建立一个健全的勘察项目监督和质量控制体系,确保所有勘察环节的准确性和质量。
2.在勘察过程中,使用现代化的工具和技术,如GPS、雷达、超声波等,对岩土地质进行性质和分布的精确测量。
四、岩土勘察结果分析能力不足分析勘察结果是岩土勘察的另一个关键环节。
通常情况下,分析能力不足会导致错误的工程设计和建造。
因此,我们需要:1.在进行勘察过程中,要对勘察结果进行仔细的思考和分析,理解结构、岩土特性和地下水循环等相关因素,有助于正确的勘察结果,进而制订有效的工程方案。
热岩钻探和相关关键技术研究论文热岩钻探和相关关键技术研究论文干热岩资源是一种储量巨大、无污染、可再生的清洁能源,初步估算中国埋深3~10 km范围内的干热岩资源量相当于860万亿t标准煤,按2%的可开采资源量计算,相当于中国目前能源消耗总量的5200倍[1],实现干热岩资源开发利用可有效改善中国能源结构,促进经济发展。
世界上很多国家都在开展干热岩资源研究工作,部分国家已经建立增强型地热系统(EGS),实现了干热岩资源的开发利用[2].中国地热资源利用历史悠久,1975年西藏羊八井钻成中国第一口湿蒸汽井,同时建立了中国大陆上第一台兆瓦级地热发电机组,进入了工业性发电阶段,开创了世界中温浅层热储资源发电的先列。
目前中国已经将干热岩资源开发利用提上日程,国土资源部、中国地质调查局也将其列为重点发展方向,然而中国的干热岩资源开发利用工作尚属起步阶段,相关理论、技术、方法略显不足。
国际上普遍采用建立EGS的方法开采干热岩资源,即采用钻井的方法钻一口井作为注水井,钻一口或多口井作为生产井,采用水力压裂技术压通生产井和注入井形成循环系统,从注水井注入冷水,利用生产井开采蒸汽用于发电[3,4].可见,如何钻开储层形成EGS系统是干热岩资源开发的关键。
与石油和浅层地热钻探不同,干热岩地层上部通常为沉积岩盖层,下部储层为火山岩,地层温度高(通常高于200℃)、岩性复杂、可钻性差,钻探、压裂难度极大。
中国在干热岩钻探和水力压裂方面经验不足,开展干热岩钻探和相关关键技术研究对推动中国干热岩资源开发利用具有重要意义。
1 高温钻井液技术干热岩地层特点是埋藏深,温度为150~650℃。
在开发干热岩过程中,钻井液起着至关重要的作用,井内钻井液将长期处于高温环境。
恶劣环境对钻井液性能造成极其严重的破坏,直接影响孔壁稳定、携岩能力、施工安全及施工成本等;干热岩钻井过程中还可能遇到大量低压力地层,钻井液漏失严重。
因此如何保证高温环境下钻井液性能的稳定是干热岩钻探必需解决的问题,也是国内外钻井液技术研究的热点和重点。
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。
岩土工程勘察技术常见问题和解决措施摘要:现阶段的工程行业发展速度不断加快,岩土工程勘察技术引起了社会各界的广泛关注,部分企业在项目建设的时候,没有掌握技术的先进性、准确性,导致技术操作没有创造出较高的价值,整体上的发展表现出较高的局限性。
岩土工程勘察技术的实施,应加强技术风险的识别、预防,站在不同的角度探究,把握好技术操作的规范、标准,逐步提高技术的可靠性、可行性,搭建优良的技术平台,推动建筑工程向前进步。
关键词:岩土工程;勘察技术;常见问题;解决措施岩土工程勘察技术的发展,对于各类项目的基础建设、质量提高存在巨大的影响,长期发展过程中要加强技术创新,站在不同的角度研讨,对岩土工程勘察技术的每一个构成部分合理的优化,降低技术操作的压力,扩大技术的发展空间,对不同的项目操作,按照个性化的技术应用方案完善。
另外,岩土工程勘察技术的问题解决,应明确技术问题的原因,从根源加强问题的解决,提高岩土工程勘察技术的综合价值。
一、岩土工程勘察技术的常见问题(一)技术监管体系不健全岩土工程的建设对各类建筑工程的发展存在巨大的影响,想要在今后的工作中得到更好的成绩,必须进一步加强技术监管体系的创新。
但是在调查的过程中发现很多项目对此的关注并不高,岩土工程勘察技术的监管表现出极度放松的情况,各项工作的开展并没有创造出较高的价值,技术操作的矛盾、冲突较多,整体上的规划出现较多的问题。
岩土工程勘察技术的监管意识薄弱,各项小问题没有放在心上,导致问题持续积累、加重,演变成严重的安全风险、质量风险,技术形象遭到严重破坏,岩土工程勘察技术的发展陷入到被动状态。
技术监管的机制并不完善,各项技术操作的现场指导方式,没有按照新的路线、新的方法应对,这对于岩土工程勘察技术的综合进步造成了严重的阻碍,后续工作的落实并不能得到预期目标。
(二)技术取样不准确岩土工程勘察技术的很多问题是长期积累的结果,想要在未来的工作中得到更好的成绩,应按照新的路线、新的方法进行优化。
岩土工程勘察中的技术问题分析与解决措施岩土工程勘察是工程建设的一个重要环节,其成果质量直接关系着整个工程的造价与安全。
本文归纳了当前岩土工程勘察中的常见技术问题,对其产生的原因进行了分析和探讨,并提出了相应的解决措施,为今后的岩土工程勘察工作提供参考借鉴。
标签:岩土工程勘察技术问题勘察技术岩土设计参数1引言近年来,随着我国经济的高速发展,各地的超高层建筑、高速铁路、桥梁隧道等工程建设如雨后春笋般迅速猛增,岩土工程勘察项目也越来越多,越来越大。
其中出现质量问题的工程项目也不在少数,关系着整个工程的造价与安全。
因此,对岩土工程勘察中存在的技术问题进行分析与解决有着重要的意义。
2岩土工程勘察中常见的技术问题2.1岩土层鉴别错误由于野外编录人员的出心大意或经验不足,岩土层野外鉴别错误是岩土勘察工作中常见的问题。
如砂岩与花岗岩的强风化层易错鉴别为砂层,人工回填的碎石层易错鉴别为基岩的风化层等。
而不同的岩土层各项设计参数(承载力、变形指标等)差别较大,岩土层鉴别错误往往会给工程建设带来一定的安全问题。
2.2部分特殊性岩土种类难于确定我国是一个地质灾害多发的国家,特殊性岩土种类众多,存在的岩土工程问题复杂多样[1]。
在勘察中,特殊性岩土的遗漏或鉴别错误时有发生,特别是溶洞、空洞及其分布形态、埋藏位置和深度的往往难以确定或者被遗漏。
2.3原状土样保护不当原状土样又称不扰动土样,用于测定天然土的物理、力学性质,如重度、天然含水率、渗透系数、压缩系数和抗剪强度等。
而在野外勘察工作中,原状土样往往密封不当,甚至还在太阳底下暴晒数日,而使土样的天然含水率及天然结构发生变化,导致测定天然土的物理、力学性质失真。
2.4岩土设计参数难以确定主要是那些难于取到原状岩土样岩土层,如粗颗粒土、残积土、淤泥、淤泥质土和风化基岩等;其次是岩溶或裂隙发育极不均匀的基岩;再次为人工回填较厚的地段。
其岩土设计参数难于确定。
2.5资料搜集不全由于部分勘察单位急功近利,勘察前期往往忽视甚至忘记了对场区及附近已有勘察资料和场地地质状况资料的收集,仅仅根据几个钻孔资料来推断地基类型往往与实际大相径庭。
资源与环境化 工 设 计 通 讯Resources and EnvironmentChemical Engineering Design Communications·157·第46卷第10期2020年10月地热资源是一种清洁可再生的能源,具有利用率高、稳定、安全、运行成本低等众多应用特点。
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。
岩土工程勘察中的技术问题与解决对策分析发布时间:2021-04-15T14:08:56.390Z 来源:《建筑科技》2021年1月下作者:龚凯波聂静[导读] 岩土工程勘察工作主要是需要根据建设工程的具体要求,分析并评价建设场所的地质条件、岩土工程条件以及环境特征等并形成完善的勘察文件。
岩土工程勘察对于工程建设起着非常重要的作用,在控制工程建设治理和节约成本等方面有着非凡的意义。
四川成都金海矿产资源开发有限公司(核工业西藏地质调查院)龚凯波聂静 610000摘要:岩土工程勘察工作主要是需要根据建设工程的具体要求,分析并评价建设场所的地质条件、岩土工程条件以及环境特征等并形成完善的勘察文件。
岩土工程勘察对于工程建设起着非常重要的作用,在控制工程建设治理和节约成本等方面有着非凡的意义。
如果若岩土工程勘察工作出现问题,很容易造成不良工程的地质问题,即便是上部构造设计完善且施工非常优质也是非常容易受到破坏。
因此,本文全面分析了岩土工程勘察工作中存在的主要技术问题,并根据实际情况提出了具体可操作性的解决对策,这有这样才能够全面掌握工程建设的地质条件,避免因为不良的地质对岩土工程建设项目的影响。
关键词:岩土工程、勘察、技术问题、解决对策进行岩土工程勘察工作的主要目的是使用科学的测试手段和方法深入的研究和分析建筑场地,掌握各种工程建筑的地质条件和建设项目对于自然地质环境的影响,在进行地基、基础和上部结构的工作时能够确保地基的强度和稳定性,并采取有效的措施提升地基的承载能力,提供基础设计与施工的地基加固等所需要的岩土工程资料等。
开展岩土工程勘察工作时在工程建设前期非常关键的基础工作,涉及到岩土工程地质环境中地形地势、地下水文条件和土壤条件等,需要通过合理有效的勘察手段,得到工程地质的主要参数,全面掌握和了解岩石的基本属性、地质的主要构造、地下水的性质极其类型等关键信息,能够为大型的工程建设项目的施工提供较为完善的准备和保障工作。
岩土工程勘察中的主要技术问题分析及解决方法摘要: 工程地质调查在中国经过近20年的努力,已实现了在岩土工程方向发展,技术人员的知识更新。
岩土工程技术无论从勘探方法、测试设备、计算机技术的应用或技术人员知识的广度和深度有了很大的提高。
进一步加快城市化、城市基础设施建设项目和建设也不断建设,传统的工程勘察方法和手段是难以满足现代建筑设计的需要,在工程测量技术有许多缺陷。
本文就岩土工程勘察中长期存在的一些技术缺陷问题进行归纳分析,并结合实例阐述了其解决方法。
关键词:工程勘察,技术,方法一、前言近年来,随着社会经济的快速发展,科学技术的进步,许多工程和现代高层,超高层建筑。
由于越来越多的现代工程建设项目的基础是更复杂的,基础的跨度的不断增加,建筑的高度越来越高,所以该项目也是越来越高的设计要求,所以对岩土工程勘察技术规范越来越严格的要求。
它应该是需求工程施工现场地质条件反映侦查阶段的施工,查明不良地质作用和地质灾害,仔细的调查,提交数据的完整性,和调查数据,技术先进,经济合理的正确评价,确保工程质量和施工安全,提高工程投资效益。
二、岩土工程勘察中主要存在的技术问题(1)地质和岩土参数:地下不明物体的主要问题,空无一人,确定分布、位置和深度。
参数的岩石和土壤主要是那些很难获得完整的岩石和土壤样本和难以测试室内,岩层等粗粒土和风化岩石,岩石和土壤的设计参数(如承载力、变形指数)是很难确定的。
(2)综合能力:主要部分的员工调查技术缺乏专业的室内和现场调查,原始数据排序,使用缺乏分析能力,如何确定真实性,摒弃虚假,保留真实的,总结的能力。
结构设计知识的缺乏,往往创造了客观的调查不清楚,提供的信息不能满足设计的需要。
(3)技术的质量问题:主要是问题的广度和深度和技术人员和专业知识,调查缺乏内部沟通、交换技术,发展各自的对象的技术服务和技术的不了解,导致没有政策遇到的重大项目和复杂的项目,不知道的技术方法来解决遇到的技术问题。
岩土工程勘察技术问题及对策摘要:随着科学技术的快速发展,我国各个领域均得到了很好的发展。
岩土勘察技术也在与日俱进,但是岩土工程勘察中还存在一些尚不如人意的地方。
论文首先阐述了岩土工程勘察的概念,并指明岩土工程勘察中存在的技术问题,然后又从三个方面阐述了解决这些问题的技术措施。
关键词:岩土工程;勘察;技术问题;对策引言我国的岩土工程勘察技术的应用,进行工程的地质调查,应用各种不同的勘察的技术手段,获得岩土层的数据信息资料。
经过专业的解释和分析,确定岩土层的建筑条件,对建筑工程项目提供可靠的地质参数,提高岩土勘察技术的应用效果,并预测岩土工程勘察技术的发展趋势,使其满足建筑施工的技术要求。
1岩土工程勘察的主要内容依照工程施工的技术要求对施工地地土质、岩土工程条件以及地区环境进行勘察,要求要详细科学的调查、分析与评价。
进行岩土勘察时,需要技术人员先施工地做好必要的水文地质条件的分析勘察,对获得的水文地质数据真实详细的进行记录,按照实际环境绘制测绘图,这样可以有效的减少勘察技术在工程建设中的不适用,其次,对于一个科学的勘察方案的设定也是非常重要的,所以在进行实际的勘察工作前需要先结合相关实际情况以及工程要求进行勘察方案的制定,有个科学有效的勘察方案可以对后期的审核工作带来极大的便利,可以确保勘查数据的精准性,并且该数据可以在岩土勘查技术当中发挥相应作用。
进行工程施工时,其中土质勘察工作是极为重要的,如果勘察工作没有严格按照工程施工要求进行,这样会导致工程在建设过程中产生质量问题,做好前期工程准备条件,防止不同的种类的勘查规模与活动,给地质带来影响,进而使岩土工程的技术评价问题得以解决。
2岩土工程勘察技术存在的问题2.1内部管理问题近年来,我国越来越重视现代化的建设,对于岩土工程勘察也给予了足够的关注,不仅增大了资金投入,还设置了专业的勘察机构,对勘察技术也进行了优化、创新。
由于部分岩土工程勘察机构在实际运行中,盲目追求经济效益和强调勘察效率,存在较严重的内部管理问题。
谈岩土工程勘察中的技术问题与措施摘要:随着我国经济建设的不断发展,岩土工程勘察技术得到了越来越广泛的应用,并受到各界的关注。
要想保证工程建设质量,就必须做好岩土工程勘察工作。
本文主要分析了岩土工程勘察中的技术问题,并提出了相应的解决对策,希望能够为地勘企业提供参考,以不断提高我国岩土工程勘察水平和勘察质量。
关键词:岩土工程;勘察;技术问题引言社会经济的发展促进了城市化进程的加快,推动了我国城市工程建设项目的发展。
岩土工程勘察在整个工程项目过程建设中起着重要的作用。
我国的岩土工程勘察技术已经积累了数十年的实践经验,尤其是改革开放以来所带来的科学技术领域的重大进步,更进一步的提高了我国的岩土工程勘察技术,为我国工程建设作出了重要贡献。
对于许多大型的、复杂的、难度系数较高的岩土工程的勘察、设计和实施,比如核电站、围海造陆、超高层建筑等工程,我国都已经具备了相当的能力。
然而,目前我国岩土工程勘察及技术上存在的一些问题,亟待解决。
1岩土工程勘察中的技术问题1.1勘察资料收集不全面要想提高岩土工程勘察质量,就必须高度重视拟建工程资料的收集、整理与分析,否则在岩土工程勘察过程中就有可能出现漏洞。
尽管从总体上来看,我国各级各类岩土勘察单位都高度重视拟建工程资料的收集,但仍然有一些岩土工程勘察单位对此重视不足。
比如,岩土工程勘察纲要是勘察工作的重要指导性文件,对于确保勘察质量至关重要,但个别岩土工程勘察单位在勘察过程中存在着一定的盲目性,没有制订科学、规范、完整的勘察纲要;再比如,尽管很多岩土工程勘察单位制定了勘察纲要,但在具体工作过程中缺乏“执行力”,导致岩土工程勘察缺乏指导性,极易出现质量技术问题。
1.2勘察方法单一众所周知,岩土工程勘察涉及到很多技术,而且勘察程序也比较复杂,特别是不同的拟建项目、不同的地质环境,都需要采取不同的勘察技术、勘察方法、勘察手段和勘察设备。
尽管从总体上来看,我国岩土工程勘察方法呈现出“多元化”的趋势,但仍然存在勘察方法单一的问题。
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,ranhq666@heinfo.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,fengqizeng@126.com。
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;P634 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2010)10-0017-05SomeTechnicalIssuesonHotDryRockExplorationinChina/RANHeng-qian,FENGQi-zeng(TheInstituteofEx-plorationTechniques,CAGS,LangfangHebei065000,China)Abstract:Asarenewableenergyresource,hotdryrock(HDR)hasadvantagesofstrongheatenergy,widedistribution,environmentalprotectionandnotbeingaffectedbynaturalconditions,suchasseasons.Hotdryrockexplorationdevelop-mentandutilizationisbasicallyablankfieldinChina,thestudyonthiskeytechniquehasaveryrealisticsignificance.BasedontheintroductiononthecurrentsituationofhotdryrockexplorationdevelopmentandutilizationbothinChinaandabroad,thepaperanalyzedthekeytechnologyandputforwardthemainstudytargetandworktoberequired.Keywords:hotdryrock;exploration;geothermalenergy;heatexchange;thermalpower;drilling1 干热岩的概念干热岩(HDR-HotDryRock)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。
当然,这是比较宽泛的干热岩概念。
干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体中,较常见的干热岩有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。
干热岩上一般覆盖有沉积岩或土等隔热层。
干热岩主要被用来提取其内部的热量,因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。
一个温度超过150℃的地下高温岩体的存在,一定会给周围的地温环境带来很大的异常,所以许多研究人员也把地温梯度是否超异常来研究地下是否存在干热岩体。
2 干热岩的开发利用价值目前,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2000~6000m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200~600m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1。
图1 干热岩地热发电系统干热岩存在于地壳浅层的某些构造区,是一种清洁的新能源。
全球干热岩蕴藏的热能十分丰富,比蒸汽型、热水型和地压型地热资源大得多,比煤炭、石油、天然气的热能总和还要大。
干热岩地热资源与核能(裂变和聚变)、太阳能或者其它可再生的能源相比,具有如下优势:(1)干热岩地热能是巨大的,在许多国家存在并广泛分布。
例如美国高等级地温梯度的地热资源约占全国面积的10%,中等地温梯度大约占30%,低级地温梯度约占60%[1]。
(2)干热岩地热资源的使用,没有废气(CO2、SOx、NOx等)排放,也没有其它流体或固体废弃物,干热岩地热资源系统可以维持对环境最低水平的影响。
(3)干热岩地热开发系统是安全的,没有爆炸危险,更不会引起灾难性事故或伤害性污染。
它适合于基本负荷或高峰负荷的电力供应,是能源计划中最理想的组成部分。
(4)干热岩地热开发可以提供不间断的电力供应,不受季节、昼夜等自然条件的影响。
(5)美国、日本等国的高温岩体地热前期开发试验已充分说明,高地温梯度(80℃/km)的高温岩体地热发电电价,在今天已具有商业竞争能力;而对中等和低级地温梯度的高温岩体地热资源,通过进一步改进开发技术,也可以与以化石能源为基础的电价有商业竞争能力。
3 干热岩开发利用的技术关键3.1 地下热交换系统的建立水通过深井注入地下干热岩体,渗透进入岩层的缝隙并吸收地热能量,即在干热岩体内形成热交换。
形成地下热交换系统有如下3种模式。
(1)人工高压裂隙模式,最早由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室提出,即通过人工高压注水到井底,干热的岩石受水冷缩作用形成很多裂隙,水在这些裂隙间穿过,即可完成进水井和出水井所组成的水循环系统热交换过程。
(2)天然裂隙模式,由英国卡门波矿产学校(CamborneSchoolofMines)提出的,即充分利用地下已有的裂隙网络。
已有的裂隙虽然一方面阻止了人工高压注水裂隙的发育,但另一方面当人工注水时,原先的裂隙会变宽或错位更大,增强了裂隙间的透水性。
在这种模式下,可进行热交换的水量更大,而且热量交换得更充分。
(3)天然裂隙-断层模式,由欧洲Soultz干热岩工程中的研究人员提出。
这种模式除了利用地下天然的裂隙,还利用天然的断层系统,这两者的叠加使得热交换系统的渗透性更好。
该模式的最大优势也是最大的挑战,即不需通过人工高压裂隙的方式连接进水井和出水井,而是通过已经存在的断层来连接位于进水井和出水井之间的裂隙系统。
以上3种模式研究最多的是人工高压裂隙模式,即靠人工建造具有充分尺度和相当寿命的、可以获得各级温度梯度的热储层。
通过人工热储的致裂、监测和连通实现与地表的水流连通,形成地下热交换系统。
3.2 地面发电供热系统从生产井提取到高温水、蒸汽等中间介质后,即可采用常规地热发电的方式发电,包括直接蒸汽法、扩容法以及中间介质法等[2]。
由于直接蒸汽法要求从井下取出高温蒸汽,效率较低,因此应用较少。
扩容法是将生产井中的热水先输送至扩容器,通过减压扩容产生的蒸汽推动汽轮机发电。
我国西藏羊八井地热电站即属扩容法地热发电。
目前研究较多的是应用中间介质法地热发电,例如有机朗肯循环,或用氨/水混合物作二次工质的卡里纳循环等[3]。
蒸发器是中间介质法干热岩发电的关键设备,地热水通过蒸发器把低沸点物质加热,使其产生高压蒸汽并通过汽轮机发电,做完功的排气在冷凝器中被还原成液态低沸点物质。
3.3 钻井技术注水井和生产井数量根据不同的具体情况而异。
井的配置方式有:一口注水井和一口生产井(两井模式),一口注水井和2口生产井(三井模式),一口注水井和4口生产井(五井模式)。
根据各国试验站经验,一般采用三井模式,沿热储构造长轴方向布置注水井,在注水井的两侧各钻一口生产井,保证获取足够的热量。
如果应用于大规模的发电站,采用五井式或更多。
干热岩地热能源供应的价格主要由钻井和人工储留层建造的费用所决定。
较低的单井钻井成本和较高的储层流动速率将大大降低供应的电价。
降低低温度梯度资源钻井和储留层建造费用,将大幅度减少干热岩地热开发费用。
所以,使用先进的钻井技术,减少在硬岩中和干热岩体中高额的钻井费用,将能够降低干热岩地热发电的价格,从而使干热岩地热资源在世界各地都具有竞争优势。
4 国外的试验研究以及开发利用状况4.1 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4500m,岩体温度为330℃,热交换系统深度为3600m,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-EnhancedGeothermalSystems)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。
增强型地热系统通过注入井注入水在地下实现循环,进入人工产生的、张开的连通裂隙带,水与岩体接触被加热,然后通过生产井返回地面,形成一个闭式回路(图1)。
建立增强型地热系统的第一步是进行勘探,以鉴别和确定最适宜的开发区块。
然后施工足够深度的钻孔,达到可利用的岩体温度,进一步核实和量化特定的资源及相应的开发深度。
如果钻遇低渗透性岩体,则对其进行水压致裂,以造成采热所需的大体积储水层,并与注入井-生产井系统实现适当的连通。
如果钻遇的岩体在有限的几何界限内具有足够的自然渗透性,采热工艺就可能采用类似于石油开采所采用的注水或蒸汽驱油的成熟方法。
其他的采热办法,包括井下换热器或热泵,或交替注入和采出(吞吐)的方法。
最近,美国地质调查局正在建立一个关于干热岩的政府-私人间的合作计划。
该计划要求美国地质调查局勘探、优选并划分出全美国不同利用潜力的干热岩地区,还要为干热岩的利用做些开发活动并发布相关信息。
4.2 日本从1985年开始,日本新能源与工业技术开发组织(NEDO)在Hijiori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(SKG22)和3个生产井(HDR21、HDR22和HDR23),将地下1800m温度为250℃的热水和蒸汽抽出。