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地熱勘查的手段和要求

更新時間：2021-06-18　點擊量：2222

地熱田地質勘查工作，依據勘查地熱田的具體條件，有選擇地選用航衛片解譯、地面地質調查、地球化學調查、地球物理勘查、地熱地質鉆探、成井試驗、動態監測、人工回灌試驗及巖、土、水實驗測試等綜合手段。各種手段的運用條件、目的、要求概述如下：

1航衛片解譯

主要應用于構造隆起區地熱田地質勘查工作的初期，配合地面地質調查工作進行，通過最新航衛片圖像的解譯，判斷地熱田地貌、地質構造基本輪廓及其隱伏構造，地熱田及其相鄰地區地面泉點、泉群、地熱溢出帶及地表熱顯示的位置，地表的水熱蝕變帶分布范圍，為地熱田地面地質調查提供依據和工作方向。

2地面地質調查

在航衛片解譯及充分利用區域地質調查資料的基礎上進行，調查范圍盡可能包括地熱田的補給區、排泄區。

通過調查，實地驗證航衛片解譯的成果、難點；

查明地熱田的地層時代、巖性特征、地質構造、巖漿活動及地熱田形成的地質條件；

查明地表熱顯示的類型、規模、分布范圍及其與地質構造的關系；

選定地熱田進一步工作的重點地區，為地熱田下一步的勘查工作提供依據。

3地球化學調查

應用于地熱田地質勘查工作的各個階段，主要是：
采取地熱田及其周邊地區的地熱水（井、泉）、常溫地下水、地表水樣進行化驗分析，對比分析彼此的關系；
利用地熱水中特征離子（組分）如氟、二氧化硅等高于常溫地下水的變化與分布規律，圈定地熱異常區的范圍；
測定地熱田內代表性地熱水（井、泉）中穩定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C）含量，推斷地熱水的成因和年齡；
分析研究代表性地熱水（井、泉）中特殊組分（SiO2、K、Na、Mg）等的含量變化，進行溫標計算，推斷深部熱儲溫度；
對地表巖石和鉆孔（井）巖心中的水熱蝕變礦物進行取樣鑒定，分析推斷地熱活動特征及其發展歷史等。

4 地球物理勘查

是地熱資源勘查工作的重要組成部分，一般應在地熱田普查階段進行，詳查階段選擇近期有開發利用價值的地段進行。主要是：
圈定地熱蝕變帶、地熱異常范圍和熱儲體的空間分布；
確定地熱田的基底起伏及隱伏斷裂的空間展布，圈定隱伏火成巖體和巖漿房位置；
一般利用地溫勘查圈定地熱異常區；
利用重力法確定地熱田基底起伏（凸起和凹陷）及斷裂構造的空間展布；
利用磁法確定水熱蝕變帶位置和隱伏火成巖體的分布、厚度及其與斷裂帶的關系；
利用電法、α卡、210Po法圈定熱異常和確定熱儲體的范圍、深度；
利用人工地震法準確測定斷裂位置、產狀和熱儲構造；
利用磁大地電流法確定高溫地熱田的巖漿房及熱儲位置與規模；
利用微地震法測定活動斷裂帶。
地球物理勘查成果，是作為地熱鉆探井布置的重要依據。

5地熱地質鉆探

是地熱資源勘查工作最重要也是耗資最多的手段，用于查明地熱田形成的地質條件、準確確定熱儲層的空間分布及其開發利用條件，查明熱儲的壓力、溫度、水位、地熱流體的流量及質量，獲取計算評價地熱資源的各項參數。
鉆探深度一般應達到有開采利用價值的熱儲層底界或當前技術經濟合理的開采深度內（對沉積盆地層狀熱儲類型的地熱田開采深度，國內目前控制在2000m左右）；
鉆探控制網度視勘查工作階段不同而定，根據我國目前地熱資源勘查、開發的實踐經驗，參照數據進行。

地熱田類型	占井數（個）
地熱田類型	普查	詳查	勘探
Ⅰ-1	0~2	5~10	7~15
Ⅰ-2	0~2	5~7	10~15
Ⅰ-3	0~2	7~10	7~10
Ⅱ-1	0~2	5~7	7~10
Ⅱ-2	0~2	3~5	5~7
Ⅱ-3	0~2	3~7	5~10

鉆探井位的確定應進行嚴格審定，對大型沉積盆地層狀熱儲類型的地熱田，應盡可能布置在*開發利用價值的地熱水富集地區和富集層位；對于構造隆起區帶狀熱儲類型的地熱田，則應盡可能布置在主要導水、導熱斷裂構造帶上。鉆探工程必須確保工程質量，取全取準各項資料。

6成井試驗

是地熱地質鉆探工作的后續環節和測定地熱資源評價參數的重要手段。地熱鉆探井和探采結合井都應進行成井試驗，以測定地熱資源評價必須的計算參數。低溫（小于90℃）熱水井一般進行抽（放) 水試驗，中、高溫熱水井進行放噴試驗。成井試驗按照地熱資源評價的需要分為：單井試驗、多井和群井試驗。
單井試驗：主要在普查階段進行，指在一個井內做三個落程穩定延續8～12h的抽（放）水試驗，用于初步確定熱儲層參數。
多井試驗：指在一個孔抽（放）水，一個或一個以上觀測孔進行觀測的試驗，一般在詳查階段進行，用于較準確的確定熱儲層參數、井間干擾系數，為地熱水開采井群的初步布置提供依據。
群井試驗：指在兩個或兩個以上熱水井進行抽（放）水，同時在多個觀測孔進行觀測的試驗，一般只在勘探階段結合開采方案進行，用于準確測定抽（放）水水量、水位、水質、水溫，影響邊界的動態變化，為準確評價地熱資源開采量及開采環境影響問題，確定合理開采方案提供可靠依據。

7地熱水、土、巖實驗分析

在地熱資源勘查中，應比較系統的采取水、土、巖等樣品進行分析鑒定，以獲取熱儲的有關參數。

為評價地熱水水質，應進行地熱水的全分析（主要陰、陽離子和F、Br、I、SiO2、B、H2S）、微量元素（Li、Sr、Cu、Zn等）、放射性元素（U、Ra、Rn）及總放射性的分析，對溫泉出露點和淺埋熱儲，還應增加污染指標（酚、氰等）的分析；

為研究地熱水的成因、年齡、補給來源等可視條件進行穩定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C）的測定；

為確定熱儲的密度、比熱、導熱率、滲透率、孔隙度等物性參數，則應選取代表性巖、土試樣進行分析測定。

8動態監測工作

動態監測是準確評價地熱資源及熱田開發可能引起的環境問題的重要手段。一般從熱田勘查工作開始，就著手建立熱田的動態觀測系統，及時掌握地熱水的天然動態和開采動態，對已開發的地熱田，則應建立比較完善的地熱水觀測系統，監測地熱水開采水量、水位、水質、水溫的變化及開采降落漏斗、地面沉降或地面塌陷的發展變化趨勢，為地熱資源的可采量評價和地熱資源開發管理提供依據。

9地熱回灌試驗

一般是在地熱田由勘探轉入開發后進行。目的在于提高地熱資源的利用率，保持熱儲的生產壓力，延長地熱田使用壽命，防止地面沉降和熱水排放造成的污染等。通過試驗選擇合適的回灌位置、回灌水溫度、回灌壓力、回灌量等參數，對地熱田可否回灌或如何進行生產性回灌提供依據。

從國內部分地熱田的回灌試驗資料表明，熱儲層為孔隙傳導型的地熱田，回灌試驗效果較好，熱儲層為裂隙對流型的地熱田，回灌試驗效果較差，甚至不宜進行回灌。

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶要求距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

地熱勘查的手段和要求

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