地埋管施工工艺.doc

目录
目录 1
第一章 地埋管施工工艺 2
第二章 地埋管施工工艺和方法 7
第三章 地源热泵施工工艺（户式中央空调） 11
第四章 地埋管施工工艺 19
第五章 空调管道安装及保温 26
第六章 风机盘管和诱导器安装施工工艺 29
第七章 冷凝水管安装施工工艺 31
第八章 电气布线 33

第一章 地埋管施工工艺
 一、地埋管换热系统施工准备
1  地埋管换热系统施工前应具备埋管区域的工程勘察资料、设计文件和施工图纸，并完成施工组织设计。
2  地埋管换热系统施工前应了解埋管场地内已有地下管线、其它地下构筑物的功能及其准确位置，并应进行地面清理，铲除地面杂草、杂物和浮土，平整地面。
3  地埋管及管件应符合设计要求，且应具有质量检验报告和生产厂的合格证。施工过程中，应严格检查并做好管材保护工作。
二、地埋管施工工艺
1、管路焊接与钻孔系统
管路选用高密度聚乙烯（HDPE）管。首先把每卷HDPE管拉直，根据埋孔的深度裁管。开启电熔器，待其温度达到300～400℃。采用短单U接头将两根裁好直管连接在一起，形成垂直U形管。并把焊好的U型管的进出口用热熔封住，防止污染物进入U型管。这种由管材厂家根据订货方的尺寸要求做好U形接头管，施工时可以直接使用成品，可以保证高质量和施工的方便。
按图纸在地面标号打井的位置，并把钻井机器分别开到这些标定的位置处开始打井。埋孔的口径与选用的钻头的大小有关，不同的土壤结构选用不同材质的钻头。打完井后立即下垂直U型管，并回灌回填土，同时从埋孔中取出钢管。实践证明，若这些工序不连续进行，埋孔内的泥浆会润湿土壤，时间间隙过长，埋孔周围的土壤会淤积包裹在钢管的周围，严重情况会导致取不出钢管、此井只能作废。同理，若不及时下管，埋孔内的泥浆会淤积在一起，以至U型管下到一定深度就下不去，也就浪费了以下深度的埋孔。
2、耐压实验、净化和冲洗
U型管道应在运至工地后即用空气试验。这将有助于检验管道是否因加工不良而存在有可能渗漏的气孔。每一个垂直U型管在下管前应用水试压检漏，试验压力为16m水柱（按环路最低点的静压水头不超过管子额定破坏压力来考虑），稳压4h。在这段时间内，可以接收的压降应不大于5m水柱。将U型管密封并插入埋孔，立即灌浆。用卷边/盖顶熔接密封。完成导管灌浆之后再稳压1h。
3、 回填和灌浆
垂直U型管埋地换热器系统中的埋孔应使用导管灌浆,本系统使用的导管是打井的钢管。对灌浆的选择取决于地下条件、灌浆材料的特性和埋地换热器预期运行温度。灌筑合适的灌浆可以加强土壤和热交换器之间的热接触，防止污染物从地面向下渗透，和防止各含水层之间水的移动。
灌浆材料一般使用泥浆或者水，回填材料一般使用膨润土或者沙子，都应在钻井完成和安装了U型管后立即进行。为尽可能减少每一批灌浆配料之间的准备时间，应使用大容量的灌浆混合器/分离储存灌。工程上采用一种最经济的做法是在埋孔附近挖一个大坑，在这个坑中搅拌泥浆或膨润土，让污水泵从大坑内吸取回填土从导管中向埋孔灌浆。并要求导管的内径不小于25mm，其前端带有一个光滑的叉子，叉住U型弯头，与U型管一同下到井底。     
灌浆的原则与注意事项：
3.1监督检测灌浆的运行操作，保证灌浆以正确的比例被充分混合，并有足够的粘性以便用泵将其冲入深井；
3.2灌浆要充分利用工地上能容易使用的设备，如埋孔的钢管做导管；挖坑代替泥浆储存灌等；
3.3正位移泵最适宜于将灌浆向下充入埋孔；
3.4灌浆泵的吸入管内径在75～100mm之间比较适合，灌浆导管内径应不小于25mm；
3.5水泥基料灌浆应由纯水泥和重量比为5％的膨润土粉组成。
（3.6水与水泥取0.55比0.6的重量比即可满足要求。
4、水平管道连接
  打完所有的钻井、埋管垂直U形管、回填都结束后，就是开挖水平沟与水管连接安装。水平沟是沿着每组埋管进行开挖，一般深度为-1.5米，宽为1米。确保水平沟的底面平整。
平沟开挖完，如有沟内有积水，必须用污水泵排除污水。按照施工图纸的要求，使得每组钻井内的每口井之间为同程形式，每组钻井之间也为同程形式。把每口钻井内的U形管焊接入主管道上。再把每组钻井的主管道接入分水器与集水器上。在装备水平管路之前应对其进行试压。装配完毕后，即回填分别在各自地沟中或同一地沟中分开的供回水管线。在回填地沟之前，需用16m水柱的压力做系统试压。分水器集水器与进机房的供回水主管道连接图。
三、注意事项
1 所有埋地管道应采用热熔或电熔连接。管道连接应符合《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101的有关规定。
2 垂直地埋管换热器的U型弯管接头，宜选用定型的U型弯头成品件，不宜采用直管道煨制弯管接头，也不宜采用两个900的弯管对接的方式构成U型弯管接头。
3 U型管的组对长度应能满足插入钻孔后与环路集管连接的要求，组对好的U型管的两开口端部，应及时密封。
4   地埋管换热系统施工时，应避免雨水和施工用水浸入管沟或钻孔。
5   水平地埋管换热器安装时，应防止块石等重物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应光滑，且应采取固定措施。
6    水平地埋管换热器回填土应细小、松散、均匀且不含石块及土块。回填压实过程应均匀，回填土应与管道接触紧密，且不得损伤管道。
7   垂直钻孔揭露多层地下水时，应采取回填封闭措施。当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，应设护壁套管。
8   垂直地埋管换热器安装应在钻孔钻好且孔壁固化后立即进行。需采用灌浆回填时，应将灌浆管和U型管一起插入孔中，直至孔底。下管过程中，U型管内宜充满水，并宜采取措施使U型管两支管处于分开状态。
9   U型管安装完毕后，应立即用灌浆材料回灌封孔。当埋管深度超过40m时，回灌应在周围临近钻孔均钻凿完毕后进行。
10   灌浆材料宜采用膨润土和细沙（或水泥）的混合浆或专用灌浆材料。当地埋管换热器设在密实或坚硬的岩土体中时，宜采用水泥基料灌浆。
11   地埋管换热器安装过程中应进行水压试验。安装前后应对管道进行冲洗，充注防冻和防腐液前，应进行排气。
12  室外环境温度低于0℃时，不宜进行地埋管的施工。
四、 埋管换热系统的检验与验收
1   地埋管换热系统安装过程，应由相关国家授权检测机构进行现场检验，并提供检验报告。检验内容应符合以下规定：
1.1管材、管件等材料应符合国家现行标准的规定；
1.2 钻孔、水平埋管的位置、深度以及地埋管的直径、壁厚及长度均应符合设计要求；
1.3 回填材料及其配比应符合设计要求；
1.4 水压试验应合格；
1.5 各环路流量达到平衡要求；
1.6 防冻剂和防腐剂的特性及浓度应符合设计要求；
1.7 循环水流量及进出水温差及流态均应符合设计要求。
2   水压试验应符合以下规定：
2.1  试验压力：当工作压力小于等于1.0MPa时，应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa；当工作压力大于1.0MPa时，应为工作压力加0.5 MPa。
2.2  垂直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少15分钟，压力不降，不渗不漏；将其密封后插入钻孔，完成灌浆之后再稳压1小时，压力不降，不渗不漏，则认为合格。
2.3  水平地埋管换热器放入沟槽前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压1小时，压力不降，不渗不漏，则认为合格。
2.4  垂直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少2小时，压力不降，不渗不漏，则认为合格。
2.5  环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少2小时，压力不降，不渗不漏，则认为合格。
2.6  地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下，稳压至少12小时，压力不降，不渗不漏，则认为合格。
2.7  水压试验宜采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试验。
3  对回填过程的检验应与安装地埋管换热器同步进行。
第二章 地埋管施工工艺和方法
根据工程特点分两大块，一是换热孔部分，另一个是联络管部分。现针对
这两块分别安排施工。
1、换热孔
1.2 施工方法
1.2.1 现场踏勘
根据换热孔的设计情况,以及项目的实际情况,在进行换热孔施工前应
对施工现场和环境进行实地踏勘,以便合理配备施工设备和人员.
1.勘测现场施工条件，钻机、管材等设备和物质的进场条件和堆放位
置。查明施工中水电油等物质条件情况。
2．勘测施工中的噪音、污水、废浆、废土对周围环境的影响，并制
定相应的措施。
3．对照施工图纸对钻孔场地的位置、大小、障碍物等进行核实。
1.2.2 施工准备
1．按照施工图，对钻孔位置进行放线定位，合理排定施工顺序。
2．设备就位后，应采用适当的降噪、防尘、排污等措施，减少施工
对周围环境的影响。
1.2.3 成孔施工
1．钻进设备就位后，由质检员查核钻孔位置，钻机水平度、钻头直
径，确认无误后签字开钻。钻头直径152mm。
2．钻进过程中，记录员认真填写钻进记录表，记录起停钻的时间、
钻进尺度，以及在钻进过程中的其它问题。
3．钻进到达要求深度后，报质检员查验钻孔深度和孔径，在下管程
序没有准备好以前不能过早提起钻具，并且必须保证泥浆循环。
1.2.4 下管准备
1．HDPE 管生产后，质检员应验管材合格证、规格型号，并抽检管
径大小，壁厚。
2．U 型接头熔接：双U 型的接头彩电熔接方法在工厂进行，熔接由
管材厂家的专业人员用专业设备按操作规范连接，每个U 型接头熔接成
功后，进行清洗再进行打压试验，打压2.4Mpa，不泄漏为合格：合格后
方可出厂。
3．清洗打压：先用干净的自来水冲洗，然后打压。下管前打压1.0 Mpa，
带压观测1 小时，不渗不漏无破裂，压力下降不超过0.05 Mpa 即为合格，
打压完后，每组双U 型换热管的管头上应立即密封，并且保持管内的打
压水。
4．安装管卡：为保证换热管能尽可能贴近孔壁，避免换热管之间的
短路传热，按照图纸要求的间隔安装管卡。管卡现场制作，应符合要求
尺对偏差不得大与5mm。
1.2.5 下管填料
1．四根管材应均匀平稳下入,下入过程中与地面垂直的地上管段不
得小于1 米。
2．下入换然管后，换热管与钻之间回填中砂直至地面，填料时要求
四周缓慢填入。
3．填料分次填入，填满后每过三两天就会自然下沉约1 米，发现下
沉要及时再次填满，加适量的水，大约三次就不再下沉。
1.2.6 二次打压
填料下完，经检验合格后，对管进行二次试压，试验压力1.2Mpa，
带压观测半小时以上，不渗不漏无破裂，压力下降不超过0.05 Mpa，即
为合格。
2．支干管
施工内容主要包括：室外管道土方开挖工程、回填、室外管道安装工
程。
2.1 施工工艺
2.2.1 土方开挖与运输
1．由于本工程土方量较大，采用机械挖土配合人工清理。
2．土方开挖时沿主干线顺序开挖，放坡度为1：0.375。其中A 区干
管埋深1.6 米，B 区干管埋深2.5 米。换热孔周围0.5 米处采用人工开挖，
防止碰坏管道。
3．开挖时，自卸车配合运土，土方堆积到现场空地以备回填。
2.2.2 基底清理
1．机械开挖时留10cm 土层采用人工清理，保证底部平整并不得扰动开
然地基。
管沟
开挖
基底
清理
管道
安装
阀部件
安装
压力
试验
土方
回填
检查井
砌筑
2．基底清理的土方可存放在槽上方，但堆土高度不得超过1.5，距离
槽边不得小于0.8m。
5.2.2.3 管道安装
1．管道预制根据图纸尺对，进行放样预制，断管是采用转用工具，
防止出现管头不齐、有飞剌等现象，各种规格管道预制好后分类、编号码
放。
2．干管安装装预制好的管道动到管沟，按图纸顺序摆放，管道连接
采用电熔连接，三通甩口对准支管位置。
3．支管连接每根干管连接好后，开始连接支管，将热孔支管引到干
管三通处，同样采用电熔连接。
4．遇到塑料管和钢管连接时采用专用钢塑接头。
5．连接时注意供回水分开，防止混接。
管理连接示意图如下所示：
5.2.2.4 阀部件安装
1．阀门到场后，必须经压力试验合格后方可进行安装，试验压力应
为公称压力的1.5 倍，阀体和填料处无渗漏为合格。
2．阀门安装时和管道保持平齐，注意朝向，防止装反。
3．安装完毕，及时做好保护，防止损坏。
5.2.2.5 压力试验
1．每区管道连接完毕后，做打压准备。将直管段部分用回填土覆盖
压住，接头处明露以便检查渗漏。
2．进行水压试验时试验压力1.0Mpa，60 分钟内压降不超过0.05 Mpa
为合格。
3．试验合格后进行管道冲洗，从供水管接入干净自来水，回水管排
出，连续冲洗，直到出水口水色和进水口一致为合格。
4．各区施工完并连接好后进行系统试验，试验方法同每区试验，试
验完毕进行冲洗。
5.2.2.6 土方回填
1．采用现场堆放土原回填，管沟处所有土方须经10mm 钢丝筛人工
过筛处理；
2．回填时管底15cm 至管顶30cm 用细砂或过筛后的松散土回填，先
回填管道两侧，采用人工打夯，逐层夯密室。管顶部30cm 不能直接打夯，
回填第二步时在打夯，第二步以上开始采用蛙式打夯机打夯。
3．每步回填不得超过30cm 厚，分层振捣密实后在填下一层。
4．最后整体回填至室外水平面。
5．在支干管顶部距地表50cm 处，设10cm 宽警示带，以提醒将来开
挖时注意保护地下管道。
5.2.2.7 检查井砌筑
管道阀门安装好后，砌筑检查井和阀门井。砌筑方法参见91 SB 图
集。
第三章 地源热泵施工工艺（户式中央空调）
一、作业工具；
1 无压磅、DN140自由钳两把、DN127自由钳两把、200KG铁铊、DN140套管、大扳手、12吋管子钳、24吋管子钳、钢卡、套筒扳手、梅花扳手、梅花改锥、克丝钳等
2﹒钻进设备
2.1使用合格钻机，回转和给进系统工作必须正常，滑轨和机器之间不能有松旷。
2.2设备安装应符合质量标准。钻机必须正确水平安装在基台上，保证滑轮、立轴和孔的中心在一条直线上。
2.3钻具组配要合理。粗钻具与孔壁的间隙要小，可采用扶正器来加强钻具的稳定性，粗钻具长度要合理，一般为5～8m。钻具要准确、规范；不同岩层改换不同钻具；钻具不弯曲，不偏心。
二、钻孔准备
1了解并确定土壤地质条件。
2确定地下综合管线分布及设置情况，并做好明显的标识记号。
3平整土地，根据地埋管施工图，标示具体钻孔位置及总管管沟位置。
4确认钻孔支架打设位置。
5确认钻孔机械电源容量及供给情况。
6提供水源至钻孔现场。
三、工程钻孔
1根据工程实际情况，随时填写记录表并及时分析土壤实际状况。
2预先挖好泥浆池，利于泥浆收集和清理。
3采用原浆混合黄沙、膨润土进行泥浆护壁，防止产生孔壁坍塌。
4采用地源热泵专用全液压钻井机，以确保钻孔深度和垂直度，钻孔实际深度要大于设计深度。
5 利用岩芯管取出岩芯，观察地质情况，从而选择不同的钻头。
6钻孔完毕后，应及时埋设管道并注浆回填。
7地埋管施工完毕后应及时对现场进行清理，以利于土建单位下一步工作的顺利进行。
四、钻机操作步骤
1下钻联动操作步骤
当钻场准备工作完成后，要实现下钻联动操作步骤是：
1）回转手柄处于中位，实现主副泵合流状态；
2）起下钻功能阀手柄处于下钻位置，夹转联动与分离功能阀手柄处于夹转分离位置，副泵溢流加压给进与卡盘增压减压给进功能阀手柄置于副泵溢流加压给进位置；
3）操作起下钻手柄即可实现下钻联动功能。
2起钻操联动操作步骤
完成钻进工作或需要起钻时，要实现起钻联动操作步骤是：
1）回转手柄处于中位，实现主副泵合流状态；
2）起下钻功能阀手柄处于起钻位置，夹转联动与分离功能阀手柄处于夹转分离位置，副泵溢流加压给进与卡盘增压减压给进功能阀手柄置于副泵溢流加压给进位置；
3）操作起下钻手柄即可实现起钻联动功能。
3夹转分离溢流给进操作步骤。
准备实现钻进时，要实现夹转分离溢流给进操作步骤是：
1）回转手柄处于中位，各功能阀手柄处于：下钻位置、夹转分离位置、副泵溢流加压给进位置；
2）操作起下钻手柄，将动力头置于机身前端位置，使油路产生高压，将夹持器张开，同时关闭夹持器主油缸上的截止阀，使夹持器始终保持张开状态；
3）将副泵组减压溢流阀阀杆逆时针旋开至动力头停止状态；
4) 将回转手柄置于回转位置，动力头产生回转；
5）逐渐旋转溢流阀螺杆，调整钻进所需压力。
4拧卸钻杆操作步骤。
准备实现起钻时，要实现拧卸钻杆操作步骤是：
1）起下钻功能阀手柄置于起钻位置；
2）夹转分离与联动功能阀手柄置于夹转分离位置；
3）操作起下钻控制阀手柄往复操作，并且给动力头留出至少10cm的退扣距离；
4)操作控制阀反转手柄，实现退扣操作。
五 钻井工艺
地埋管土壤换热器的竖直孔采用冲洗正循环全面钻进法。钻进中对孔底岩石进行全面破碎，只要钻头还能工作就不断钻进而不提钻。钻头不断地破碎孔底岩石，产生大量岩粉堆积在孔底，同时又因钻头与岩石之间摩擦而积蓄了大量的热能，如不及时排除孔内岩粉和冷却钻头，钻进就无法继续进行。冲洗钻孔是钻进中的一个重要环节，冲洗不仅排除孔内岩粉和冷却钻头，而且利用冲洗介质的特殊性能来维护孔壁，保证正常钻进。有效地冲洗钻孔是保证正常钻进的必不可少的条件。冲洗介质总的来讲可分为以下三类：
     ① 气体——利用高压空气吹洗钻孔，达到清除孔底岩粉的目的。
     ② 液体——利用水泵将液体压送入孔内进行冲洗，以达到清除孔底岩粉和冷却钻头的目的。常用的有清水、乳状液、泡沫和人们常用的一种冲洗介质——泥浆。粘土和水是组成水基泥浆的最基本原料，粘土的种类较多，以蒙脱石为主的膨润土，其水化性能强、吸附性能好是配制泥浆的优质材料。
在松软壤土、硅藻土、粘土和黄土地层钻孔，借助泥浆泵自然造浆，将一定量的清水送入钻孔内，再从钻具或钻孔的环状间隙返回到地面的泥浆池，就这样清除岩粉和冷却钻头。经过几个环路，清水变成泥浆，对破碎地层的孔壁起保护作用，减轻了坍塌损坏程度，减轻了漏水量。对于复杂的地层，在钻孔中要特意配制泥浆进行冲洗，这样可以提高钻探效率，保证质量，降低成本。
③ 泡沫——由气体、液体及发泡剂等组成。在漏失地层可减轻漏失量。
钻井时泵量的大小应根据所钻岩层的性质，和所选择的钻压转速参数来确定，也就是由单位时间内所产生的岩粉量来确定。增大冲洗液量，对提高转速有一定的好处。如果冲洗液量不足时，孔底颗粒大的岩粉不能被冲洗，会造成孔底重复破碎量的增大，使破碎效率下降。
保持合适的粘度，可使泥浆有效悬浮固相颗粒和有效护井，稳定井孔。加入膨润土提高泥浆粘度，最佳粘度为40g/L左右。膨润土为高岭石、蒙脱石为主的粘土质，又名钠土。配浆时，要检查水的PH值，PH值为8～9的水能使膨润土造浆达到最佳状态。维持PH的最佳方法是加纯碱。泥浆中添加聚合物聚丙烯酰胺来提高粘度，增加润滑性，降低失水，防止失水量过大造成的井塌和缩孔的可能性。
六、钻孔理论
利用钻机和其他钻探设备向地下进行钻凿孔眼，目前采用较多的是机械方法钻孔，主要分冲击钻进、回旋钻进和冲击回旋钻进三种。
冲击钻进是利用钻头凿刃，周期的对孔底岩石进行冲击，使岩石受到突然的集中冲击载荷而破碎，当孔底岩石粉达到一定数量后，应提起钻头，用专门工具将岩粉捞出清除，然后再下入钻头继续冲击，如此反复的进行冲击、捞砂，以加深钻孔。
回旋钻进是利用钻头在轴向压力和水平回转力同时作用下，在孔底以切削、压皱、压碎和剪切等方式粉碎岩石，被粉碎的岩屑、岩粉随冷却钻头的冲洗液及时带出孔外，孔深随钻进时间延长而增加。回旋钻进过程中可以控制钻压、转速及冲洗液量三个参数值，使钻进达到最好钻孔经济指标。
冲击回旋钻进是钻头在孔底回转破碎岩石的同时，施加以冲击载荷。冲击回旋钻进主要应用于坚硬岩石
地源热泵系统中的地埋管土壤换热器的垂直孔一般钻进在第一、二类松软岩石，如次生土、壤土、黄土、粘土等第四纪地层及泥炭、矽藻土等。破碎岩石容易，岩石研磨性小，钻进效率高，相应的缺点是孔内产生的岩粉多、岩粉颗粒大，有时孔壁易坍塌。此类岩石大都是塑岩层，都有粘性，钻进时易产生糊钻、憋水、缩径等现象，所以钻进时要解决的关键是憋水、糊钻，保持孔内清洁并保护孔壁等。应选用高转速、大泵量、较小钻压的钻进规则。如果钻进时遇到泥岩、泥质岩时，应选用小切削具钻头，采用钻压大、泵量大、转速快的规则。钻孔是地源热泵工程中的主要施工项目之一。
松软、松散、软硬不均的第四季地层（粘土、粉砂、粗砂、砂砾、卵石）以及风化基岩。岩石性质的复杂多变必然导致钻孔方法的多样化。采用机械回旋式钻机，正循环方式冲洗钻进，不仅能高效率的适应复杂多变的地层，钻机成孔，而且还具有安装地埋管和孔的回填功能。因此要求钻机具备以下特点：
1．地埋管钻孔数量多，密度大，孔径小，成孔速度快，钻进时间短，设备迁移频繁等特点，要求钻孔设备便于迁移、拆装。
2．钻孔设备能简便的水平安装在基台上，并且确保滑轮、立轴、和孔轴呈一直线。
3．钻孔设备要完成钻孔、成孔、安装和回填等多项工艺过程，要求实现钻具、钻杆的拧卸和提升要机械化、省力、快速。
4．钻具组配要合理，钻具要安装准确、规范、不弯曲、不偏心，连接后其轴线要同心。
七、钻孔钻具
所谓钻具是指方钻杆、钻杆、钻键、接头、稳定器、减震器以及在特定的钻井条件下使用的其他井下工具的统称。在钻井的过程中，将方钻杆、钻杆、钻键等各种接头连接起来组成的入井管串称为钻柱。
1 钻具的合理组合
合理的组合钻具对有效的控制井斜、保证井深质量，使钻头工作稳定，提高钻速、减少钻具事故，增加钻具的可下深度及延长钻具的使用寿命都有重要的意义。
钻具的组合主要考虑钻头尺寸，钻机的提升能力和工程现场的地质条件、岩土结构等。钻具的组合应尽量简单，以便于钻柱的卸下操作和井下事故的处理；应尽量选用较大尺寸的方钻杆，下接头的外径与相连接的钻杆接头外径相近。随井深的增加可选用两种尺寸的钻杆组成的复合钻柱，其尺寸只能相差一级，而且是将壁厚大的和强度高的放在上面，而所选用的钻键要根据计算来确定，尺寸应与钻杆尺寸相近。
2  钻头
钻进时，根据地层结构、岩石性质和钻孔的目的，采用不同钻进方式，选用不同的钻具，借助钻机，切削粉碎岩石，逐步使钻孔加深。在地埋管土壤换热器工程中，钻孔多采用硬质合金钻进、牙轮钻进和冲击回转钻进。
2.1干式回旋全面钻进用钻头
作为一种干式回转钻进方法，螺旋钻杆不断的将岩粉输送至地面，而不是用循环冲洗液清除岩粉。在钻进过程中，螺旋钻杆与钻孔实际组成一个“螺旋输送机”，在无砾石及硬夹层的松软岩石中钻进时，钻进效率会提高。较多的是用短螺旋钻进作井孔钻进，钻头由钻头体、翼片、螺旋带和连接部分组成。钻头上带有螺旋带，钻杆为普通钻杆，反复进行四次钻进，每次钻进深度与螺杆长度相等。
2.2硬质合金全面钻进用钻头
把不同几何形状和一定尺寸的硬合金块，按照一定要求镶嵌在钻头体上。这种钻头应用范围广，在软岩和中硬岩石中钻进效率高、钻进质量好、钻进材料消耗量小、成本低、钻进操作简便、钻进方法灵活，为了提高钻进效率和质量，可选用不同结构的钻头。在全面钻进不取心钻孔时，常采用翼片钻头。
a.鱼尾钻头：切削刀翼用高强度合金钢锻造成曲面形状或用两个翼片焊在粗径管或接头料上，切削翼片底、外侧镶有硬质合金，该钻头用于钻进松软疏散的次生土、壤土、黄土、粘土、风化变质的页岩、泥灰岩等岩石中。
b.三翼钻头：将三个翼片焊在贯眼接头体上，三翼成120°，钻头尖端成30°～60°，合金密集均匀分布，此类钻头适用于钻进风化变质的覆盖层、粘土、砂质粘土、灰质粘土及少部分流沙岩层等。
2.3金刚石全面钻进用钻头
钻头工作面成冠状，常见的外形有：双锥阶梯形和脊圈式。它适用于钻进软、中硬和较硬的岩石，钻头寿命长，效率高。在地埋管土壤换热器工程钻孔时因成本高很少采用。
2.4牙轮钻头
牙轮钻头最常用的是三牙轮钻头，钻头由钻头体、牙轮爪、牙轮轴承、水眼、储油密封补偿系统等部分组成。
牙轮钻头工作时，牙轮滚动，牙齿交替接触井底，破岩扭矩小，牙轮的牙齿与井底接触面积小、比压大，易吃入地层，工作刃总长度大，因此相对减少了磨损。钻头绕轴线作顺时针旋转时，牙轮也绕钻头轴线旋转，这种旋转称为钻头公转。牙轮绕钻头轴线旋转的同时，受到井底岩石牙轮的摩擦阻力，牙轮向钻头前进的方向绕牙轮的轴线作反时针旋转，这种旋转称为牙轮自转。
钻头在井底工作时，钻头和牙轮绕钻头轴线公转，同时牙轮绕其自身轴线自转，牙轮交替的以单、双齿轮流接触井底，如此交替进行，钻头便随牙轮轴心高低的位移而产生上下、往复的运动——振动。这种振动对井底岩石产生冲击，可有效的破碎岩石。因此，牙轮钻头适用于从软到硬的多种地层，在卵石层钻进效果最佳。
八、 钻孔的技术要求
钻孔中心的平面位置最大允许偏离是20cm，钻头轴心与垂直线的允许最大垂直倾角为2°，孔越深允许垂直倾角越小。成孔要在一定的时间内不存在沉陷现象，保证换热器顺利按装。
1 造成钻孔垂直倾角的原因：
1.1地质因素：由于钻孔所穿过的岩层状态多变，结构复杂，尤其穿过具有一定倾角的，硬度不均的岩层时，因软硬岩石的抗破碎能力不同，使孔底对钻头产生不均匀阻力而引起钻孔变斜。
1.2钻孔设备：陈旧的设备，技术性能不良，钻进中立轴或机身晃动严重，都会使钻具回转稳定性差，极易造成钻孔弯曲变斜。设备安装不能保证滑轮、立轴和孔中心在一直线上。
1.3钻具结构装配不合理：钻具本身有弯曲度，钻具失去了导向作用，均已造成钻孔弯曲。
1.4钻进工艺掌握不熟练，转速不当，钻压过大，泥浆的配置和流量不合理，必然造成钻孔弯曲。
2  钻孔的护壁与堵漏
钻进过程中，随着钻孔的形成，破坏了岩层的原始状态。于是一些松散、破碎、风化、溶洞遇水膨胀等。地层中的钻孔易出现缩径、坍塌、掉块、涌漏水等现象，会严重影响钻孔工作的顺利进行。为防止这些现象的发生，就要采取一些相应的护孔堵漏的措施，来保证正常顺利的钻进。
泥浆在钻进中的循环过程由于失水而在孔壁上形成泥皮。泥皮很薄，有韧性，不易破坏。由于泥皮的存在减弱了钻具对孔壁的直接敲击，防止了循环液对孔壁的直接冲刷，有利孔壁的稳定。调节泥浆的密度，可起到稳定孔壁，防止和减轻泥浆漏失，孔壁坍塌，掉块，涌水，缩径的作用。
在一些复杂的地层可采用水泥浆护壁堵漏和化学浆护壁堵漏。在漏水特别严重的地表层，利用向孔内下入套管来封隔坍塌或漏失。
钻头使用注间事项：
1钻头正确使用的方法是开钻时要匀速开钻，由慢到快，保持匀速稳定回转；停钻时要匀速停转，由快到慢，避免急开急停的操作方式；
2在钻进中要尽量保持匀速钻进，不能忽快忽慢钻进；
3钻头接触孔底岩石时要保持温柔操作，切忌不可用力冲撞，破坏钻头；
4要保持钻头水眼出水畅通，随时观察孔内出水情况，若发生水量减少、断水等情况时，应及时停钻，判断孔内发生的具体情况，避免发生钻头烧毁；
5在处理孔内事故时应尽量减少长时间的强力起拔、回转方式来处理事故，除非在不得已的情况下而为之；
6要禁止钻头在提离孔底的情况下，空载回转。
附：泡沫钻井技术泡沫钻进
在钻孔钻进中，会遇到各种各样的地层，所施工的区域也是千变万化的。在那些比较复杂的地层中钻进则常常需要使用泥浆进行钻进和护壁堵漏。但对于那些严重漏失，地面压力比较低的生产层，或是缺水干旱的沙漠地区，需经常使用低密度的流体作为钻孔的冲流介质。所谓低密度钻井流体是指密度小于1.0kg/L的钻孔流体，如稳定泡沫、硬胶泡沫、充气泥浆等。
泡沫钻进技术是一项新的，用于对付特殊的自然地理条件、复杂的地质条件的钻孔技术，它利用均匀稳定的泡沫流体作为钻孔时的循环介质，因为泡沫的上返速度慢，对孔壁的冲刷作用小，因此在易坍塌的、胶结性差的地层中可有效的防止孔内事故的发生，有效的解决了在高原、沙漠等干旱缺水地区的钻进技术难题。泡沫把孔内岩屑连续不断、有效的从孔内携带到地表，从而减少了在孔底形成岩粉垫，有利于提高钻进效率。泡沫降低了热量在钻头上的聚集，避免了烧钻，提高了钻头的使用寿命。
①  泡沫剂和稳泡剂
泡沫剂又称发泡剂，是在搅拌的条件下易定向吸附在气、液两相界面上而形成泡沫的表面活性剂。
泡沫剂的种类很多，人工合成的泡沫剂有阴离子型、非离子型和复合型。阴离子型产品有
肥皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基璜酸钠，非离子型的有聚氯乙烯醚、氯化叔胺等，复合型的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸脂钠盐。
稳泡剂就是以延长泡沫持久性为目的而加入的外加剂，如尼钠尔就是一种很好的稳泡剂。
②  泡沫钻进设备
泡沫钻进除正常钻进所需的设备外，还有空气机、泡沫注入泵、泡沫发生器，消泡设置、孔口密封设置。泡沫钻进的方式有开式循环和闭式循环。闭式循环系统比较复杂，需要专用的机械消泡装置。
泡沫的上返速度和泡沫灌注量根据地层的变化需要调节，因此，泡沫泵排量采用的档级范围应大些较有利。
泡沫钻进具有很多优点，良好的安全措施是实现这些优点的根本保证。
4﹒坑道钻孔
坑道钻孔又称地下钻，是在坑道内进行的钻孔工作。坑道钻孔与地表钻孔虽然同等于钻孔过程，但由于其施工空间条件不同，而且通常属于不同角度的“定向”，所以形成了区别于其它钻孔方法的坑道钻孔施工技术。
我国早期生产的坑道钻孔机有ZSK-50，DK-100机械动力头钻机。目前，生产的坑道钻井机有采用电动机驱动的KY系列通用型坑道钻孔机，和电动机驱动、机械回转、油压拉送钻具的MK系列全液压坑道钻孔机。
坑道钻孔机可钻不同倾角的孔，如俯孔、仰孔和水平孔，只是设备安装和施工工艺不同。在施工过程中要注意的是防水、卡钻、堵塞、跑钻和孔斜等问题。  

第四章 地埋管施工工艺
一、施工准备
1、材料要求
1.1  管材
与其他供暖系统共用同一集中热源水系统，且其他供暖系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时，管材宜有阻氧层，以有效防止渗入氧而加速对系统的氧化腐蚀。
1.1.1 在国家标准未制定前，各厂家企业标准应等同采用国际标准或国外先进标准。
1.1.2 管材的外径、最小壁厚及允许偏差，应符合规范规定的相关要求。
1.2   管件的质量要求。
1.2.1 管件与螺纹连接部分配件的本体材料，应为锻造黄铜。使用PE-RT管作为加热管时，与PE-RT管直接接触的连接件表面应镀镍。
1.2.2 管件的外观应完整、无缺损、无变形、无开裂。
1.2.3 管件的物理力学性能，应符合规范规定的要求。
1.2.4 管件的螺纹应符合国家标准《非螺纹密封的管螺纹》(GB／T 7307—1987)的规定。螺纹应完整，如有断丝和缺丝，不得大于螺纹全丝扣数的10％。
1.3   绝热板材的质量要求。
1.3.1 绝热板材宜采用挤塑式聚苯乙烯隔热保温板，其物理性能应符合下列要求：
①密度不应小于20kg／m。
 ②导热系数不应大于O.03W／(m.K)。
 ③压缩应力不应小于lOOkPa。
  ④吸水率不应大于4％。
  ⑤氧指数不应小于32。
注：当采用其他绝热材料时，除密度外的其他物理性能应满足上述要求。
1.3.2为增强绝热板材的整体强度，并便于安装和固定加热管，对绝热板材表面可分别作如下处理。
①敷有真空镀铝聚脂薄膜面层。
②敷有玻璃布基铝箔面层。
③铺设低碳钢丝网。
2、作业条件
2.1 设计图纸及其他技术文件齐全。
2.2 有经批准的施工组织设计或施工方案。
2.3 安装各专业人员认真熟悉图纸及相关标准图集并详细绘制出各类管线位置、标高的交叉草图，图纸会审时着重对以下几点进行确定、落实以下内容。
2.3.1各种管道穿内墙、外墙及楼板孔洞的标高、几何尺寸。
2.3.2主要材料的选型、新型材料的施工工艺。
2.3.3精装修工程的吊顶标高、楼地面、墙面做法及其厚度是否与本系统安装设计有冲突。
2.3.4地板辐射采暖系统施工前，应了解建筑物的结构，着重熟悉设计图纸、施工方案及其与土建工种间的配合要求。
二、操作工艺
施工准备→材料准备→安装分水器→连接主管→铺设保温层、边界膨胀带→铺设反射铝箔层→铺设盘管→连接分水器→根据施工图进行埋地管材铺设→设置过 门伸缩缝→中间验收（一次水压试验）→细石混凝土填充层施工→完工验收（二次水压试验）→运行调试
1、地暖施工前，楼地面找平层应检验完毕。
2、分、集水器的安装：施工时先将分、集水器以水平方向按图纸尺寸位置要求固定于墙壁上。分水器于上集水器于下，间距200mm。集水器中心距地面高度不小于300mm安装牢固 
3、用乳胶将10mm边角保温板沿墙粘贴，要求粘贴平整，搭接严密。
4、在找平层上铺设保温层（如2cm厚挤塑保温板、保温卷材或进口保温膜等），板缝处用胶粘贴牢固，在地暖保温层上铺设铝箔纸或粘一层带坐标分格线的复合镀铝聚脂膜，保温层要铺设平整。
5、在铝箔纸上铺设一层Ф2mm钢丝网，间距200×200mm，规格2m×1m，铺设要严整严密，钢网间用扎带捆扎，不平或翘曲的部位用钢钉固定在楼板上。设置防水层的房间如卫生间、厨房等固定钢丝网时不允许打钉，管材或钢网翘曲时应采取措施防止管材露出砼表面。
6、按地暖设计要求间距将加热管，用塑料管卡将管子固定在挤塑板上，固定点的间距，弯头处间距不大于300mm，直线段间距不大于600mm，大于90°的弯曲管段的两端和中点均应固定。管子弯曲半径不宜小于管外径的8倍。安装过程中要防止管道被污染，每回路加热管铺设完毕，要及时封堵管口。
7、检查地暖铺设的加热管有无损伤、管间距是否符合设计要求后，进行水压试验，从注水排气阀注入清水进行水压试验，试验压力为工作压力的1.5～2倍，但不小于0.6Mpa，稳压1小时内压力降不大于0.05Mpa，且不渗不漏为合格。
8、地暖辐射供暖地板当边长超过8m或面积超过40m2时，要设置伸缩缝，缝的尺寸为5～8mm，高度同细石混凝土垫层。塑料管穿越伸缩缝时，应设置长度不小于400mm的柔性套管。在分水器及加热管道密集处，管外用不短于1000mm的波纹管保护，以降低混凝土热膨胀。在缝中填充弹性膨胀膏（或进口弹性密封胶）。
9、加热管验收合格后，回填细石混凝土，加热管保持不小于0.4Mpa的压力；垫层应用人工抹压密实，不得用机械振捣，不许踩压已铺设好的管道，细石混凝土接近初凝时，应在表面进行二次拍实、压抹，以防止顺管轴线出现塑性沉缩裂缝。表面压抹后应保湿养护14天以上，垫层达到养护期后，管道系统方允许泄压。
10、地暖分水器进水处装设过滤器，防止异物进入地板管道环路，水源要选用清洁水。
11、抹水泥砂浆找平，做地面。
12、立管与分集水器连接后，应进行系统试压。试验压力为系统顶点工作压力加0.2Mpa，且不小于0.6Mpa，10分钟内压力降不大于0.02Mpa，降至工作压力后，不渗不漏为合格。
13、供热支管后的分配器竣工验收后，应对整个供水环路水温及水力平衡进行调试。采暖向地板供水时，应选用预热方式，供热水温不得骤然升高，初始供水温度应为20℃～25℃，保持3天，然后以最高设计温度保持4天，并以≤50℃水温正常运行。
三、安全生产和成品保护措施
1、对PE-RT管、管件、分(集)水器、水表等半成品进行严格的进货检验，不合格品禁止流人施工现场，以免误用。
2、PE-RT管在运输、搬动过程中，不能有划伤、压伤、折断等损伤，轻装、轻卸，不能拖拉运送，在敷设前应认真检查，发现不合格者绝对不能使用，并对不合格产品