专利名称：可更换式深井阳极地床及施工工法的制作方法
技术领域：
本发明涉及可更换式深井阳极地床，尤其适用于埋地或与地面接触的金属物体，如钢管、储罐底板等的电化学保护。
背景技术：
阴极保护是对金属构筑物的一种比较合理有效的防腐蚀技术，它将被保护物体作为阴极，采用外部电源通过阳极体对保护物体提供电子，以减缓或消除金属的腐蚀。作为阴极保护系统的主要组成部分之一的深井阳极地床，对整个系统的有效运行起着至关重要的作用。目前，使用较多的阳极材料是石墨阳极或是高硅铸铁阳极，但在采用深井作为阳极地床时，由于材料自身重量较大，且铸铁脆性大，易于断裂，再加上焦炭等填充材料，要将十多支阳极顺利地安装到几十米甚至上百米深的阳极井中，其施工难度是很高的，一不小心就会造成阳极电缆断裂、塌井等事故。这种深井阳极地床施工完成后，填入的焦碳将阳极体固定在深井中，属于一次性工程，当阳极材料消耗完或在运行中出问题时，无法进行更换与维护，整个阳极系统也就废弃了。另外，在阳极井的运行过程中，由于电缆的断裂、电缆接头处的损坏、阳极的不均匀性溶解(端部效应和颈部效应)及气体阻塞等原因，深井阳极系统就会无法正常工作，而又无法进行修复，只能废弃重建，造成资源的浪费。
发明内容
鉴于已有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种体积小，重量轻，结构合理，施工方便，运行效果好，便于维修的可更换式深井阳极地床。
本发明可更换式深井阳极地床，它包括阳极井体，设在井体内的阳极棒，连接阳极棒的电缆，与恒电位仪连接的接线盒，所述阳极井体为多个用混凝土制成的套管构成，套管上布有通入地下水的若干渗水孔，以地下水为导电介质；套管与套管衔接部位设有扶正器，设在井体内的阳极棒为混合金属氧化物；所述制成阳极棒的混合金属氧化物以铜管为基体，基体表面镀以金属钛层，外层再涂以二氧化钌的氧化物导电层。
本发明可更换式深井阳极地床的施工工法，步骤1用混凝土预制多孔型套管，管道上的孔径及分布率以保证管道具有强度又能使水内外渗透为宜，根据工程要求设定套管的直径和长度的大小；步骤2用深井钻机在选定位置进行钻井，使用泥浆护壁，以保证在钻井过程中井壁不会塌陷；步骤3钻井完成后，提出钻机，将混凝土套管依次下入井中，每节套管之间采用扶正器对接，从井底到地面连接形成阳极井体；步骤4将金属氧化物阳极棒用高密度PVC绳按固定间距连成一串，依靠绳子及连接电缆将阳极棒悬挂在井中，并在井口固定，而后将电缆接入接线盒。
本发明的有益效果是采用布有若干孔的混凝土套管作为深井阳极地床的保护管，并用体积小、重量轻但防腐蚀性能优异的金属氧化物材料为阳极，以地下水为导电介质，按照先用混凝土预制多孔型套管、钻井、下套管和安放阳极棒的步骤顺序施工，整体结构既具有良好的可施工性，又具有良好的可维护性，地床在运行过程中产生的气体可直接益出，避免了由于气堵现象造成深井地床无法使用的问题。阳极材料与井体分离，在运行过程中一旦出现阳极材料耗尽或其它一些问题时，可以保留原有阳极井，只是将阳极取出，进行维修或更换，而不需重新打井，极大的节约了资源，降低了成本，适用于埋地或与地面接触的金属物体，如钢管、储罐底板等的保护，具广泛的实用性。
图1是本发明可更换式深井阳极地床结构图。
图2是图1的A-A剖视图。
图中1-阳极井体，2-阳极棒，3-水，4-电缆，5-接线盒，6-扶正器。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述本发明本可更换式深井阳极地床，它主要由阳极井体1，设在井体1内的阳极棒2，连接阳极棒的电缆4，与恒电位仪连接的接线盒5组成，该阳极井体1由多个用混凝土制成的套管构成，每个套管上布若干渗水孔，以便通入以水为导电介质地下水3，套管上的孔径及分布率以保证管道具有一定的强度又能使水能够内外渗透为宜，套管与套管衔接部位采用角钢制成的扶正器6，扶正器6分三个角对称设置，以此保证套管与套管之间不错位。井体内的阳极棒3采用混合金属氧化物，该混合金属氧化物以铜管为基体，基体表面镀以金属钛层，外层再涂以二氧化钌的氧化物导电层。
本发明可更换式深井阳极地床的施工工法，采用混凝土预制多孔型套管，管道上的孔径及分布率以保证管道具有强度又能使水内外渗透为宜，根据工程要求设定套管的直径和长度的大小，如可设定套管直径为300mm，长度以1m。采用深井钻机在选定位置进行钻井，使用泥浆护壁，以保证在钻井过程中井壁不会塌陷；在阳极井钻探到要求的深度后，提出钻机，将多孔型混凝土管道下入井中作为井壁的保护管，以保证井壁不会塌陷又能使井内外保持电连通性(以水为介质)，混凝土每节套管与套管之间采用扶正器6对接，从井底到地面连接形成阳极井体1。将金属氧化物阳极棒用高密度PVC绳按固定间距连成一串，依靠绳子及连接电缆4将阳极棒悬挂在井中，并在井口固定，阳极材料与井体分离。阳极电缆汇总后接入接线盒5，通过接线盒5引入阴极保护间，连接到恒电位仪的相应端子上。
权利要求
1.可更换式深井阳极地床，它包括阳极井体(1)，设在井体(1)内的阳极棒(2)，连接阳极棒的电缆(4)，与恒电位仪连接的接线盒(5)，其特征在于所述阳极井体(1)为多个用混凝土制成的套管构成，套管上布有通入地下水(3)的若干渗水孔，以地下水为导电介质；套管与套管衔接部位设有扶正器(6)，设在井体内的阳极棒(2)为混合金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的可更换式深井阳极地床，其特征在于所述制成阳极棒(2)的混合金属氧化物以铜管为基体，基体表面镀以金属钛层，外层再涂以二氧化钌的氧化物导电层。
3.根据权利要求1所述的可更换式深井阳极地床的施工工法，其特征在于步骤1用混凝土预制多孔型套管，管道上的孔径及分布率以保证管道具有强度又能使水内外渗透为宜，根据工程要求设定套管的直径和长度的大小；步骤2用深井钻机在选定位置进行钻井，使用泥浆护壁，以保证在钻井过程中井壁不会塌陷；步骤3钻井完成后，提出钻机，将混凝土套管依次下入井中，每节套管之间采用扶正器(6)对接，从井底到地面连接形成阳极井体(1)；步骤4将金属氧化物阳极棒用高密度PVC绳按固定间距连成一串，依靠绳子及连接电缆(4)将阳极棒悬挂在井中，并在井口固定，而后将电缆接入接线盒(5)。
全文摘要
本发明可更换式深井阳极地床及施工工法，采用布有若干孔的混凝土套管作为深井阳极地床的保护管，并用体积小、重量轻、防腐蚀性能高的金属氧化物材料为阳极，以地下水为导电介质，按照先用混凝土预制多孔型套管、钻井、下套管和安放阳极棒的步骤顺序施工，具有良好的可施工性和维护性，地床在运行过程中产生的气体可直接益出，有效避免了由于气堵现象造成深井地床无法使用的问题。设置阳极材料与井体分离，便于更换阳极材料，维修方便，极大的节约了资源，降低了成本，适用于埋地或与地面接触的金属物体，如钢管、储罐底板等的保护，具广泛的实用性。
文档编号C23F13/00GK1752292SQ200510094559
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者郭敏智, 张延丰, 李平, 陈学江 申请人:华东管道设计研究院