面临断流的高温热水井的技术改造及其观测效果.pdf

《面临断流的高温热水井的技术改造及其观测效果.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第3期地震地质Vo1．33．No．32011年9月SEISMOLOGYANDGEOL0GYSept．，2011面临断流的高温热水井的技术改造及其观测效果张常慧李海孝张彦青宋晓冰1)河北省怀来地震台，河北怀来0754002)河北省张家口中心台，河北张家151075000摘要河北省怀4地下流体综合观测井自2007年起水流不断减少，直至濒临断流，我们将其改造成竖井以保证持续进行地下水化学量浓度和水位综合观测。改造后一年多的实践表明，改造是较为成功的，不仅解决了该井停测的危机，还为其他高温热水自流井未来改造开拓了新的技术途径。关键词怀4井井孔改造地下流体综合观测中

2、图分类号：P315．723文献标识码：A文章编号：0253—4967(2011)03—0653—070引言怀4井位于河北省怀来县后郝窑地热异常区内，1970年成井以来井水自流，水温高达88℃。自1972年以来先后进行了水氡、水汞、气体、气氡、气汞、水位等多项地下流体动态观测，成为中国最重要的地震地下流体综合观测井之一，积累了大量高质量的观测数据，在中国地震地下流体学科的地震前兆监测与华北地区的地震预测及相关的科学研究中发挥了重要作用，多次获得全国资料统评的前三名，为1989年10月大同M6．1、1996年5月包头M6．4、1998年1月张北M6．2等强震预测都做出

3、了积极的贡献(河北省地震局，2005)。然而，随着当地经济的飞速发展，不断加大地热资源的开发，特别是1995年在距该井不足百米的距离内建成同层热水开采井电华2井，自2002年该井投入生产以来，使怀4井热水自流量与井口压力逐年递减(车用太等，2004)，至2007年7月开始出现井水时断时流，不仅各项地下流体动态受到严重干扰，而且造成不能正常连续观测的严重局面。面对如此严峻的形势，我们借鉴了山东聊城台的一些经验(王华等，2010)，于当年9月进行了以开挖深10m的竖井、降低观测井泄流口高程为核心的井孔改造。1怀4井概况怀4井地面海拔高程为487m。井深5o0：34m，

4、观测含水层是顶板埋深为278．5m的太古界片麻岩破碎带热水层，揭露含水层厚度>221m。该井为高温热水自流井，成井时的水头高度为2．75m，井水自流量为3．24m／h，水温为88℃，水化学类型为SO一N型，矿化度为0．962g／L，为大气降水渗入地下后经深循环上涌成因[收稿日期]2010—12-09收稿，2011—02—23改回。654地震地质的地下热水。无论其水头、水温与水质，都较适宜地下流体综合观测。该井1972年投入地震地下流体动态观测，前期以水氡观测与气体观测为主，后期逐步增加了水汞与水位观测，特别是2002年开始了气氡、气汞、水位的数字化连续观测。上述各

5、项观测，是通过在地面以上设置有泄流口的观测井中实现的。然而，随着当地热水资源的超度开采，井口压力逐渐减小，至2007年7月开始井水时断时流，使地下流体综合观测严重受挫，特别是地下水化学量的自动化连续数字观测技术无法有效实施。在这种情况下，从2007年9月起，台站开始进行井口改造与新的观测系统建设。2井口改造与新观测系统建设井口改造与新观测技术系统如图1所示。井口改造的核心是在距观测井(主井管)10m处建一竖井地下观测室。把原井的泄流口降低8m，确保在井自流的条件下开展气氡、气汞、水位数字化观测。办公室供暖图1怀4井竖井与新的观测技术系统示意图Fig．1Thedia

6、gramofverticalshaftandthenewobservingsystemofHuai一4well竖井深度10m，直径4．5～5m，制作厚30cm的钢筋混凝土护壁，护壁外设防水层，竖井底部建1．8×1．8m的储水池。观测井与竖井观测室间开挖1．2x1．8m断面的地下通道(通道作钢筋混凝土护壁)，其中设内石20mm的不锈钢引水管道，把观测井的水引入竖井观测室中，引水管的位置设在地面以下，相当于把泄流口高程降低约8m。引水管的直径为25．4mm，焊接在预先设置于观测井管上钢套上，并在观测井主井管上打15．0ram的引水孔，可以把井水引入观测室。引水管上设置

7、不锈钢阀门，以便控制稳定的泄流量。实现地下水化学量的综合观测，关键技术是从引水管中分离出3股水流，分别用于采集模3期张常慧等：面临断流的高温热水井的技术改造及其观测效果655拟水氡、水汞与气体样品，供气氡与气汞两个数字化观测的脱气用及数字水位观测。为了减少3股水用水的相互干扰，以达到最佳观测效果，我们采用在引水管上接一个Y形分流装置，垂直向上的一支作模拟观测用取水，另一个作数字水位观测用；向下的一支作数字气氡、气汞观测用，为排除气氡、气汞两种不同化学量观测问的互相干扰，又分成2个次级引水管分别引入脱气装置，脱气后的水排入储水池中。储水池内的热水，利用自动控制的扬水

8、系统送到地