DB13 T 2553-2017 地热回灌运行操作规程.pdf
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1、ICS 27 F 15 DB13 河北省 地方标准 DB13/T 2553 2017 地热回灌运行操作规程 Operating procedures for geothermal reinjection 2017 - 09 - 06 发布 2017 - 10 - 06 实施 河北省质量技术监督局 发布 DB13/T 2553 2017 I 目 次 前言 . II 引言 III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 回灌水源要求 . 3 5 回灌设备类型及要求 . 3 6 运行前准备工作 . 4 7 回灌运行 . 5 8 回灌系统动态监测 . 6 9 停灌后系
2、统维护与保养 . 7 附录 A(资料性附录) 地热回灌水源水质推荐指标 . 8 附录 B(规范性附录) 地热回灌工艺流程图 . 10 附录 C(规范性附录) 回灌堵塞的判别及处理措施 11 附录 D(规范性附录) 地热回灌系统动态监测数据记录表 12 附录 E(资料性附录) 回灌对热储层影响评价 13 参考文献 . 15 DB13/T 2553 2017 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省国土资源厅提出并归口。 本标准起草单位:河北省地热资源开发研究所。 本标准主要起草人:郑喜珍、康清普、张朝辉、赵素杰、常江、寇秋焕、张海军、徐忠立、户子禄、杨
3、婷婷、陈穆贤。 DB13/T 2553 2017 III 引 言 制定地热回灌运行操作规程,对地热尾水回灌的适用性,回灌系统的运行、维护进行全面的科学规范。统一全省地热回灌操作运行程序,使回灌工作规范化、标准化,达到保护地热资源,实现地热资源持续利用和采补平衡的目的。 DB13/T 2553 2017 1 地热回灌运行操作规程 1 范围 本 标准规定 了地热回灌 运行 中应执行的操作程序和技 术要求,并对回灌运行中可能出现的问题提出了解决措施。 本标准 适用于河北省行政区域内的地热回灌工作。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅 注日期的版本适用于
4、本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 11615-2010 地热资源地质勘查规范 SL 187 水质采样技术规程 SY/T 5329 碎屑岩油藏 注 水水质推荐指标及分析方法 GB 3838-2002 地表水环境质量标准 3 术语 和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1 地热 Geothermal 地球内部所储存的热量 。 3.2 地热资源 Geothermal resources 能够经济地被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用部分。 3.3 地 热储 Geothermal reservoir 简称热储( heat rese
5、rvoir) ,指 埋藏于地下、具有 有效空隙 和渗透性的地层、岩体或构造带,其中储存的地热流体可供 开发利用 。 3.4 地热流体 Geothermal fluid 包括地热水和地热蒸汽,以及少量的非凝性气体,但不包括天然的碳氢化合物可燃气体。 3.5 DB13/T 2553 2017 2 地热回灌 Geothermal injection 为保持热储压力、充分利用能源和减少地热流体直接排放对环境的污染,对经过利用(降低了温度)的地热流体或其他水源通过地热井重新注回热储。 3.6 回灌系统 Injection system 地热回灌中,由 回灌井、水质净化装置 、排气设备、加压 泵 以及连通
6、装置构成的整个回灌体系。 3.7 动态监测 Regime monitoring 通过布设监测仪器仪表和其他装置或远程系统对地热 回灌井的温度、地热水压力、产量和化学成分等进行定期测量。 3.8 悬浮物 Suspended sediment(SS) 通常指 在水中不溶解而又 存 在于水中不能通过过滤 器的固体物质。 本标准规定的悬浮物固体是指采用平均孔径为 50 m的纤维素脂微孔膜过滤,膜上不溶于水的固体矿物质。 3.9 铁细菌 Iron bacteria 能将二价铁盐氧化成三价铁化合物,并能利用此氧化过程中产生的能量来同化二氧化碳进行生长的细菌的总称。 3.10 腐生菌 Saprophytic
7、 bacteria 腐生菌是“异养”型的细菌,在一定条件下,它们从有机物中得到能量,产生粘性物质,与某些代谢产物累积沉淀可造成堵塞。 3.11 硫酸盐还原菌 Sulfate reducing bacteria 在一定条 件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子,进而形成硫化氢,对金属有很大腐蚀作用的一类细菌,腐蚀反应中产生的硫化铁沉淀可造成堵塞。 3.12 孔隙型热储 Porous geothermal reservoir 一般指新生界松散岩类热储。 3.13 裂隙型热储 Fracture geothermal reservoir 一般 指碳酸盐岩类 岩溶热储、岩体及构造带 裂隙热储。 3.14
8、自然回灌 Natural injection DB13/T 2553 2017 3 是指 回灌水源 经过常规过滤处理以后,在自然条件,未采取任何助力措施,直接注入回灌井的方式。 3.15 压力回灌 Pressurized injection 是指 回灌水源 经过常规过滤处理以后,在加压条件下,将回灌水注入回灌井的方式。 4 回灌 水源 要求 4.1 同层回灌 回灌目的层与地热开采热储层基本相同,回灌水源应是供暖后尾水经过密闭系统进入回灌井。 4.2 异层回灌 进行异层回灌时 ,要求开采层的水质与 回灌井热储 层的水质 类型 基本一致, 矿化度相近,且开采井水质优于回灌井。同时应在回灌前 对二种
9、水质进行 配伍 试验, 并对回灌水源水质进行 评价 。 在保证回灌热储层不受回灌水影响的前提下方可回灌,否则不应回灌。 4.3 回灌水源水质评价 回灌水源 水质评价方法及判断标准按照 GB/T 11615-2010执行,回灌水 水源 要求应 参照 地热回灌水推荐主要控制指标见附录 A。 5 回灌设备类型及要求 5.1 回灌管路材质 地热水具有腐蚀、结垢特征,回灌管路 宜 采用耐腐蚀性较强 的 不锈钢或 PVC-U管。回灌管路中的法兰、阀门、弯头、蝶阀 等, 应 采用不锈钢材质。 5.2 回灌过滤装置 粗过滤精度为 50 m, 精过滤精度 1 m 3 m, 粗过滤器宜 采用自清洗且多台并联安装,
10、 精过滤器宜采用多台并联安装 。 过滤器应采用不锈钢材质 。 5.3 排气罐 排气罐 应采用不锈钢材质, 顶部设置自动排气装置及压力表。 5.4 氮气保护装置 宜 利用自动控制充氮装置,将 回灌井液面之上的井管充满氮气,防止空气 进入 。 5.5 井口装置 井口装置应 具备 回扬、 回灌和监测功能。 应 防止因热胀冷缩引起的泵座破坏及地面下沉而引起的漏水事故 ;阻止 空气 混入地热水, 造成 井壁、井管 等被 腐蚀。 5.6 加压泵 DB13/T 2553 2017 4 宜 采用离心泵,系统运行时根据实际情况,选择合适型号的离心泵进行加压。 5.7 各类仪器仪表 5.7.1 回灌系统中应安装流
11、量计、水位监测仪、压力计、温度计等。 5.7.2 仪器、仪表材质应考虑防腐蚀、防结垢。精度要求:水位监测仪 0.01m,流量计 0.01m3,压力计 0.01MPa,温度计 0.1。 6 运行前准备工作 6.1 操作原则 6.1.1 地热供暖后尾水 经过过滤、排气后,利用自然回灌或加压回灌方式,至回灌井中,工艺流程示意图见附录 B。 6.1.2 操作人员上岗前应熟悉地热水回灌系统,掌握各种设备操作要领。 6.1.3 系统运行前认真检查一次;井口装置、过滤装置等要试运行,查看设备状况是否良好、运行是否正常。 6.2 回灌系统检查 6.2.1 电器仪表 回灌运行前 应对电器仪表严格检查,确保回灌系
12、统中电源安全、状态良好,各种仪表、仪器 运转正常。 6.2.2 回灌管网 抽取开采井地热水通过回灌管网至 旁路 出水口排出,检查回灌管网是否通畅;关闭 两端 阀门,对回灌管网进行注水,检查管网是否漏水、漏气。 6.2.3 回灌水源净化(过滤)处 理系统 检查排污管道是否通畅;过滤装置 有 回灌水经过时, 进出口 是否存在压差, 当压差达到 50kPa 60 kPa时, 要及时 更换或清洗滤料,保证过滤系统通畅 。 6.2.4 排气罐 检查排污管道是否通畅;有回灌水经过时,关闭排气罐后的阀门,查看自动放气阀是否正常排气。 6.2.5 氮气保护装置 检查氮气保护装置 的输气管道是否通畅或漏气 ,充
13、氮瓶压力应大于大气压。 6.2.6 压力回灌装置 采用压力回灌时,应检查加压离心泵 是否正常运行, 同时在回灌井井管上增设放气阀。 6.2.7 回扬 系统 回扬 前检查潜水泵安装是否正确, 回扬排水系统是否通畅,下泵深度是否合适 。 DB13/T 2553 2017 5 6.3 管路冲 洗 回灌生产运行前,对整个系统管路进行彻底冲洗,包括回灌井管路、输水管网等。冲洗时间视尾水的清洁程度而定,至水清无杂质后方可进行回灌。 7 回灌运行 7.1 基本要求 7.1.1 回灌运行时,应始终保证回灌水管下入回灌井的水位液面以下。 7.1.2 密切监视回灌井的水位、回灌量、过滤装置、管路压力等数据变化情况
14、,正确判断系统是否产生了堵塞等影响回灌效果的情况,及时采取有效措施予以防治,回灌堵塞的判别及处理措施参见附录C。 7.1.3 确保回灌井井口监测系统(远程或专用的人工监测仪器仪表)正常,观测到的数据客观真实、正确无误,尤其是人工监测的流量表的准确性 和水位测管的通畅,一旦发现仪器仪表损坏,应及时更换、维修。 7.2 自然回灌运行 7.2.1 回灌开始前,应对回灌系统动态起始数据进行监测(监测内容参见附录 D 表 D.1)。 7.2.2 将各阀门调至回灌模式,让回灌水源从回灌水管内注入回灌井中。 7.2.3 依据回灌试验或上年度回灌量数据,确定基础回灌量。 7.2.4 利用控制阀调节回灌量,宜采
15、用回灌量 20 m3/h、 30 m3/h、 40m3/h从小到大逐渐增加,一直到基础回灌量。 7.2.5 密切观测管路压力表数值,确认回灌系统通畅,回灌井内水位上升无快速、明显变化时,稳定回灌量,回灌正常运行。 7.2.6 当回灌井水位上升较快时注 意加密监测,水位上升距井口小于 5m 时,及时停止回灌进行回扬。 7.2.7 按要求定时记录观测数据,确保数据记录准确、完整。记录表格式参见附录 D 表 D.1。 7.2.8 回灌基本稳定后(一般回灌正常运行 2 小时后),在回灌井井口参照 SL 187 进行取样、送检。 7.3 压力回灌运行 7.3.1 回灌开始前,应对回灌系统动态起始数据进行
16、监测(监测内容参见附录 D 表 D.1) 。 7.3.2 将各阀门调至回灌模式,让回灌水源从回灌水管内注入回灌井中。 7.3.3 依据回灌试验或上年度回灌量数据,确定基础回灌量。 7.3.4 利用控制阀调节回灌量,宜采用回灌量 15 m3/h、 20 m3/h、 25 m3/h、 30m3/h从小到大逐渐增加,待回灌水从井管放气阀溢出后,再关紧放气阀,回灌量调至基础回灌量。 7.3.5 密切观测管路压力表数值,确认回灌系统通畅,回灌井内压力无快速、明显的变化时,稳定回灌量,回灌正常运行。 DB13/T 2553 2017 6 7.3.6 先利用开采井潜水泵压力进行带压回灌,压力不足时开启离心泵
17、进行加压回灌。 7.3.7 回灌系统应符合设计压力要求,最大加压应小于回灌系统设计压力值,保证系统安全运行。 7.3.8 加压离心泵不应断水打空泵,压力均从小到大逐渐迭加。 7.3.9 按要求定时记录观测数据,确保数据记录准确、完整。记录表格式参见附录 D 表 D.1。 7.3.10 回灌基本稳定后(水位到达井口且压力趋于稳定后),在回灌井井口取样、送检。 7.4 回灌井 回扬 运行 7.4.1 孔隙 型 热储回灌井 回扬 7.4.1.1 回扬设施:根据回灌井抽水试验最大水量选用适宜的潜水泵,泵管一侧应焊接有专用水位测管。潜水泵下入至深度具体参照抽水试验最大降深确定。 7.4.1.2 潜水泵和
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