由以往實(shí)踐經(jīng)驗可知：淺埋型陽極地床不適合塔里木油田地質(zhì)和水文條件，所以，筆者開始考慮研究深井陽極地床。

    深井陽極地床情報一覽：

    定義

    將一支或多支輔助陽極垂直安裝于地下15m或更深的井孔中，以提供陰極保護(hù)電流的一種技術(shù)。

    優(yōu)點(diǎn)

    占地少，接地電阻小，電流分布均勻，干擾小，工作穩(wěn)定。

    不足

    深井陽極所處位置的土壤電阻率沿垂直方向的分布，以及施工中需要特別注意控制的技術(shù)環(huán)節(jié)，鮮見專門探討。

    今天，筆者將就深井陽極地床技術(shù)的不足之處展開研究與討論。

    土壤電阻率的不等距測量方法

    在深井陽極的陰極保護(hù)設(shè)計中，土壤電阻率是一個非常重要的參數(shù)，它決定陽極的安裝位置、陽極井的深度、電源設(shè)備的功率等設(shè)計參數(shù)。測量土壤電阻率的方法較多，但是由于實(shí)際原因，等距法并不太適用于正在發(fā)展的西部地區(qū)。所以筆者采用的是不等距法。具體測量接線方法見圖1。

圖1 不等距法土壤電阻率測量接線圖

    采用不等距法時先計算確定四個電極的間距，此時b＞a。a值通常情況取5m~10m，b值根據(jù)測深計算確定，計算見式（1）：

    b=h-a/2……（1）式中：

    b——為外側(cè)電極與相鄰內(nèi)側(cè)電極之間的距離，m；

    h——測深，m。

    a——相鄰兩內(nèi)側(cè)電極之間的距離，m。

    根據(jù)確定的間距將測量儀的四個電極布置在一條直線上，電極入土深度應(yīng)小于a/20。測量過程中若R值小于零時，加大a值并重新布置電極。

    測深h的平均土壤電阻率按式（2）計算。

    ρ=πR（b+b2/a）……（2）式中：

    ρ——從地表至深度h土層的平均土壤電阻率，Ω·m；

    R——接地電阻儀示值，Ω。

    本次測量中，a值取4m~12m，h值取20m~50m。平均土壤電阻率隨深度的變化情況如圖2所示。

圖二電極間距a取不同值時土壤電阻率隨深度的變化

    分析與討論

    從不同深度平均土壤電阻率和深度關(guān)系曲線可以看出，土壤電阻率首先是沿深度方向呈減小趨勢，在深度30m左右時達(dá)到最小，之后土壤電阻率又開始呈增大趨勢。

    陽極井設(shè)計井深為50m，從土壤電阻率和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮，并不一定要設(shè)計如此之深，因為在深度為30m左右時土壤電阻率最小，井深設(shè)計為40m時應(yīng)該是比較經(jīng)濟(jì)的。但是，陽極井深度的增加，對保護(hù)電流、保護(hù)電位的均勻分布顯然是更有利些。另外，本次設(shè)計陽極體總長30m，直徑219mm，通過有效增大陽極體的長度、直徑和接地面積，同時采用導(dǎo)電性能良好的石油焦炭填料，并使其緊密填充在MMO陽極間，這些對降低接地電阻都是有利的。

    深井陽極施工中關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的控制

    在深井陽極施工中，我們應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面的問題：

    1預(yù)制式陽極體的外觀檢查

    2陽極井鉆井深度

    3排氣管和電纜引線管的正確安裝

    4陽極體的入井深度

    關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)控制后的深井陽極效果

    1接地電阻

    如表1所示，兩口陽極井總的接地電阻均＜1Ω，為陰極保護(hù)投運(yùn)后，以較小的輸出電壓穩(wěn)定的工作奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。同時，也可以判定在吊運(yùn)（裝）過程中，陽極電纜沒有發(fā)生斷路，深井陽極施工質(zhì)量良好。

表1兩口深井陽極的接地電阻

注：距離地面最近的一組陽極體為第1組陽極體，第5組陽極體處于最底部。

    2陰極保護(hù)效果

    新建的兩口深井陽極及陰極保護(hù)系統(tǒng)于2014年12月初投運(yùn)，分別與1#、2#深井陽極相連的2臺恒電位儀運(yùn)行正常，如表2所示。

表2處理場站內(nèi)恒電位儀運(yùn)行狀況 

    為檢驗深井陽極對站內(nèi)設(shè)備的保護(hù)情況，對保護(hù)區(qū)域的陰極保護(hù)電位進(jìn)行了測試，實(shí)測數(shù)據(jù)見表3，表3中的電位是國家標(biāo)準(zhǔn)中的通電電位（含IR降）。

表3處理場站內(nèi)管線設(shè)備保護(hù)前后電位測量數(shù)據(jù)

    通過保護(hù)前后電位測量數(shù)據(jù)的對比可以看出，深井陽極及陰極保護(hù)系統(tǒng)對保護(hù)對象起到了預(yù)期的保護(hù)效果。

    結(jié)語

    （1）采用不等距法測量了塔里木油田某場站新建深井陽極處的平均土壤電阻率沿垂直方向的分布，結(jié)果表明平均土壤電阻率并不是隨地層深度的增加而持續(xù)減小，而是呈先減小后增大的趨勢。

    （2）盡管加大井深對電流的均勻分布更有利，但從平均土壤電阻率和經(jīng)濟(jì)角度考慮，該場站陽極井并非越深越好，井深設(shè)計為40m時應(yīng)該是比較經(jīng)濟(jì)的。另外，陽極體長度和直徑的增加以及石油焦炭填料的選擇，對降低接地電阻都是有利的。

    （3）提出了陽極井施工中需要特別注意控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。深井陽極及陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后測得的較低接地電阻和良好的保護(hù)效果，證實(shí)了在陽極井設(shè)計和施工中嚴(yán)格控制這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)對于深井陽極使用效果與運(yùn)行壽命是至關(guān)重要的。

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責(zé)任編輯：王元

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