攀枝花川05井脫氣裝置改造及效果分析

何 躍，徐 靜，張世鳳，羅玉來

(四川省地震局攀枝花基準臺，四川 攀枝花 617061)

攀枝花川05井為國家II類水化基本臺，是四川省地震局攀枝花基準臺所屬的一個地震前兆觀測井，位于倮果斷層南側，距倮果斷層約6 km。該井孔為構造裂隙承壓水，126.12～143.66 m為破碎帶，是本井孔的主要含水段。該井自1982年開始投入觀測，2011年進行了“十五”數字化改造，現有氣氡、氣汞、水位、水溫、氣壓和模擬水氡等測項。“十五”數字化改造后水位觀測一直受到氣汞抽氣干擾。為解決這一問題，在流體學科專家指導下，對井口脫氣裝置進行了改造，以期從根本上解決氣汞抽水時對水位觀測的影響。

1 井口裝置改造

1.1 原脫氣裝置存在的問題

川05井改造前采用的是濺落式脫氣裝置(見圖1)，由于整個裝置處于密閉狀態，氣汞儀抽氣時，脫氣裝置內會形成負壓，導致水位下降，水位整點觀測值均會出現一個大的突跳(見圖2)，同時對氣氡觀測造成干擾。

圖1 攀枝花川05井原脫氣裝置圖

圖2 攀枝花川05井水位抽氣干擾曲線圖

圖3 川05井井口脫氣裝置改造示意圖

1.2 脫氣裝置的改造過程

針對抽氣干擾，攀枝花基準臺在流體學科組專家的指導下制定了改造方案(見圖3)。2017年1月1日開始對氣路進行改造，增加了氣水分離器、冷凝裝置、變容式貯氣裝置，但改造后川05井水位仍會下降。2017年1月19日將脫氣裝置變為自吸氣鼓泡脫氣裝置，水位記錄增加很多臺階。2017年3月13日增加恒流管，水位仍然有較多臺階產生。2017年7月20日增加恒流箱，對氣路進行了再次疏理，但也沒有解決水位臺階問題，氣氡數據也不穩定。綜合分析是由于川05井流量小，水流不夠大，脫氣裝置出水口封住后造成漏氣，引起氣氡數據變化。2018年1月15日更換了小管徑的自吸氣鼓泡脫氣裝置，抬高了恒流箱的位置，至此氣氡、水位觀測數據穩定，達到了預期效果。

2 改造前后的觀測效果對比分析

2.1 改造后動水位觀測效果分析

本次改造完全消除了氣汞儀抽氣引起的臺階的影響，水位觀測曲線更加平穩光滑(見圖4)。同時由于恒流箱水位變動，水位值和改造前有較大變動，但是動水位曲線變化平穩、年變清晰，真實反映了水位變化情況。

2.2 改造后水溫觀測效果分析

本次改造對水溫觀測的影響小，改造前后水溫動態變化規律基本一致，無明顯變化(見圖5)。

圖4 改造前(a)后(b)動水位觀測曲線

圖5 改造前(a)后(b)中層水溫觀測曲線

2.3 改造后氣氡觀測效果分析

圖6 改造前(a)后(b)氣氡觀測曲線對比圖

圖6為川05井改造前后氣氡觀測值的變化曲線，從圖中可看出本次脫氣改造對氣氡觀測的影響較大，改造后水氡觀測值比改造前更小，這主要是因為脫氣裝備由原來的濺落式脫氣裝置更換成自吸氣鼓泡脫氣裝置，整個系統發生了較大變化。在裝置更換完成后，氣氡觀測值較改造前穩定性更好，觀測效果更好。

2.4 改造后水氡、氣汞觀測效果分析

改造后水氡觀測值比改造前有較大的變化，是因為改造后取水口發生了變化，引起觀測值的變化，但是年變趨勢，短期動態特征都沒有發生變化，本次改造對水氡觀測沒有影響(見圖7)。川05井氣汞觀測，由于測值一直偏低，改造后測值始終在檢測值以下，沒有大的變化，本次改造對氣汞觀測沒有影響(見圖8)。

圖7 改造前(a)后(b)水氡觀測曲線

圖8 改造前(a)后(b)氣汞觀測曲線

3 結論

本次改造對攀枝花川05井氣氡、水溫的觀測沒有影響，水位觀測的效果更好，排除了抽氣對水位的干擾。盡管川05井井壁常有鐵銷掉落堵塞出水口，造成水位觀測數據會有6 mm的小臺階，但總體功能設計達到了預期要求。

致謝：感謝新疆地震局許秋龍高級工程師對本次改造的大力支持。