由以往实践经验可知：浅埋型阳极地床不适合塔里木油田地质和水文条件，所以，笔者开始考虑研究深井阳极地床。

  深井阳极地床情报一览：

  定义

  将一支或多支辅助阳极垂直安装于地下15m或更深的井孔中，以提供阴极保护电流的一种技术。

  优点

  占地少，接地电阻小，电流分布均匀，干扰小，工作稳定。

  不足

  深井阳极所处位置的土壤电阻率沿垂直方向的分布，以及施工中需要特别注意控制的技术环节，鲜见专门探讨。

  今天，笔者将就深井阳极地床技术的不足之处展开研究与讨论。

  土壤电阻率的不等距测量方法

  在深井阳极的阴极保护设计中，土壤电阻率是一个非常重要的参数，它决定阳极的安装位置、阳极井的深度、电源设备的功率等设计参数。测量土壤电阻率的方法较多，但是由于实际原因，等距法并不太适用于正在发展的西部地区。所以笔者采用的是不等距法。具体测量接线方法见图1。

图1 不等距法土壤电阻率测量接线图

  采用不等距法时先计算确定四个电极的间距，此时b＞a。a值通常情况取5m~10m，b值根据测深计算确定，计算见式（1）：

  b=h-a/2……（1）式中：

  b——为外侧电极与相邻内侧电极之间的距离，m；

  h——测深，m。

  a——相邻两内侧电极之间的距离，m。

  根据确定的间距将测量仪的四个电极布置在一条直线上，电极入土深度应小于a/20。测量过程中若R值小于零时，加大a值并重新布置电极。

  测深h的平均土壤电阻率按式（2）计算。

  ρ=πR（b+b2/a）……（2）式中：

  ρ——从地表至深度h土层的平均土壤电阻率，Ω·m；

  R——接地电阻仪示值，Ω。

  本次测量中，a值取4m~12m，h值取20m~50m。平均土壤电阻率随深度的变化情况如图2所示。

图二电极间距a取不同值时土壤电阻率随深度的变化

  分析与讨论

  从不同深度平均土壤电阻率和深度关系曲线可以看出，土壤电阻率首先是沿深度方向呈减小趋势，在深度30m左右时达到最小，之后土壤电阻率又开始呈增大趋势。

  阳极井设计井深为50m，从土壤电阻率和经济两方面综合考虑，并不一定要设计如此之深，因为在深度为30m左右时土壤电阻率最小，井深设计为40m时应该是比较经济的。但是，阳极井深度的增加，对保护电流、保护电位的均匀分布显然是更有利些。另外，本次设计阳极体总长30m，直径219mm，通过有效增大阳极体的长度、直径和接地面积，同时采用导电性能良好的石油焦炭填料，并使其紧密填充在MMO阳极间，这些对降低接地电阻都是有利的。

  深井阳极施工中关键技术环节的控制

  在深井阳极施工中，我们应当注意以下几个方面的问题：

  1预制式阳极体的外观检查

  2阳极井钻井深度

  3排气管和电缆引线管的正确安装

  4阳极体的入井深度

  关键技术环节控制后的深井阳极效果

  1接地电阻

  如表1所示，两口阳极井总的接地电阻均＜1Ω，为阴极保护投运后，以较小的输出电压稳定的工作奠定了可靠的技术基础。同时，也可以判定在吊运（装）过程中，阳极电缆没有发生断路，深井阳极施工质量良好。

表1两口深井阳极的接地电阻

注：距离地面最近的一组阳极体为第1组阳极体，第5组阳极体处于最底部。

  2阴极保护效果

  新建的两口深井阳极及阴极保护系统于2014年12月初投运，分别与1#、2#深井阳极相连的2台恒电位仪运行正常，如表2所示。

表2处理场站内恒电位仪运行状况 

  为检验深井阳极对站内设备的保护情况，对保护区域的阴极保护电位进行了测试，实测数据见表3，表3中的电位是国家标准中的通电电位（含IR降）。

表3处理场站内管线设备保护前后电位测量数据

  通过保护前后电位测量数据的对比可以看出，深井阳极及阴极保护系统对保护对象起到了预期的保护效果。

  结语

  （1）采用不等距法测量了塔里木油田某场站新建深井阳极处的平均土壤电阻率沿垂直方向的分布，结果表明平均土壤电阻率并不是随地层深度的增加而持续减小，而是呈先减小后增大的趋势。

  （2）尽管加大井深对电流的均匀分布更有利，但从平均土壤电阻率和经济角度考虑，该场站阳极井并非越深越好，井深设计为40m时应该是比较经济的。另外，阳极体长度和直径的增加以及石油焦炭填料的选择，对降低接地电阻都是有利的。

  （3）提出了阳极井施工中需要特别注意控制的关键环节。深井阳极及阴极保护系统运行后测得的较低接地电阻和良好的保护效果，证实了在阳极井设计和施工中严格控制这些关键环节对于深井阳极使用效果与运行寿命是至关重要的。