攀枝花川05井脱气装置改造及效果分析

何 跃，徐 静，张世凤，罗玉来

(四川省地震局攀枝花基准台，四川 攀枝花 617061)

攀枝花川05井为国家II类水化基本台，是四川省地震局攀枝花基准台所属的一个地震前兆观测井，位于倮果断层南侧，距倮果断层约6 km。该井孔为构造裂隙承压水，126.12～143.66 m为破碎带，是本井孔的主要含水段。该井自1982年开始投入观测，2011年进行了“十五”数字化改造，现有气氡、气汞、水位、水温、气压和模拟水氡等测项。“十五”数字化改造后水位观测一直受到气汞抽气干扰。为解决这一问题，在流体学科专家指导下，对井口脱气装置进行了改造，以期从根本上解决气汞抽水时对水位观测的影响。

1 井口装置改造

1.1 原脱气装置存在的问题

川05井改造前采用的是溅落式脱气装置(见图1)，由于整个装置处于密闭状态，气汞仪抽气时，脱气装置内会形成负压，导致水位下降，水位整点观测值均会出现一个大的突跳(见图2)，同时对气氡观测造成干扰。

图1 攀枝花川05井原脱气装置图

图2 攀枝花川05井水位抽气干扰曲线图

图3 川05井井口脱气装置改造示意图

1.2 脱气装置的改造过程

针对抽气干扰，攀枝花基准台在流体学科组专家的指导下制定了改造方案(见图3)。2017年1月1日开始对气路进行改造，增加了气水分离器、冷凝装置、变容式贮气装置，但改造后川05井水位仍会下降。2017年1月19日将脱气装置变为自吸气鼓泡脱气装置，水位记录增加很多台阶。2017年3月13日增加恒流管，水位仍然有较多台阶产生。2017年7月20日增加恒流箱，对气路进行了再次疏理，但也没有解决水位台阶问题，气氡数据也不稳定。综合分析是由于川05井流量小，水流不够大，脱气装置出水口封住后造成漏气，引起气氡数据变化。2018年1月15日更换了小管径的自吸气鼓泡脱气装置，抬高了恒流箱的位置，至此气氡、水位观测数据稳定，达到了预期效果。

2 改造前后的观测效果对比分析

2.1 改造后动水位观测效果分析

本次改造完全消除了气汞仪抽气引起的台阶的影响，水位观测曲线更加平稳光滑(见图4)。同时由于恒流箱水位变动，水位值和改造前有较大变动，但是动水位曲线变化平稳、年变清晰，真实反映了水位变化情况。

2.2 改造后水温观测效果分析

本次改造对水温观测的影响小，改造前后水温动态变化规律基本一致，无明显变化(见图5)。

图4 改造前(a)后(b)动水位观测曲线

图5 改造前(a)后(b)中层水温观测曲线

2.3 改造后气氡观测效果分析

图6 改造前(a)后(b)气氡观测曲线对比图

图6为川05井改造前后气氡观测值的变化曲线，从图中可看出本次脱气改造对气氡观测的影响较大，改造后水氡观测值比改造前更小，这主要是因为脱气装备由原来的溅落式脱气装置更换成自吸气鼓泡脱气装置，整个系统发生了较大变化。在装置更换完成后，气氡观测值较改造前稳定性更好，观测效果更好。

2.4 改造后水氡、气汞观测效果分析

改造后水氡观测值比改造前有较大的变化，是因为改造后取水口发生了变化，引起观测值的变化，但是年变趋势，短期动态特征都没有发生变化，本次改造对水氡观测没有影响(见图7)。川05井气汞观测，由于测值一直偏低，改造后测值始终在检测值以下，没有大的变化，本次改造对气汞观测没有影响(见图8)。

图7 改造前(a)后(b)水氡观测曲线

图8 改造前(a)后(b)气汞观测曲线

3 结论

本次改造对攀枝花川05井气氡、水温的观测没有影响，水位观测的效果更好，排除了抽气对水位的干扰。尽管川05井井壁常有铁销掉落堵塞出水口，造成水位观测数据会有6 mm的小台阶，但总体功能设计达到了预期要求。

致谢：感谢新疆地震局许秋龙高级工程师对本次改造的大力支持。