油田工程阴极保护系统调试过程的典型问题
更新：2019-10-26
摘要：本文针对今朝我国油田现场采用的阴极庇护系统，依据电化学、电学等基来源根基理，解析油田阴极庇护系统工程在调试进程中泛起的典型问题，并提出了响应的解决法子，在现实运用中有一定的实用价值。
关头词：油田工程 阴极庇护系统 调试
TypicalQuestionsoftheProtectingSystemoftheCathodeoftheOil-fieldProjectintheDebuggingProcess Abstract:thisarticleisdirectedagainsttheadoptingprotectionsystemofthecathodeabouttodayoil-fieldprojectofchina,accordingtothebasicprinciplesofelectrochemistry,electricityandotherscienses,toanalysethetypicalquestionsofthedebuggingprocessofthesystem,andtoputforwardsomemethodsofsettlingrelevantquestions,thesemethodsmayhaveagivenusevalueinpracticalapplication. Keyword:theprotectionsystemofthecathode 1、油田阴极庇护系统概述 油田工是今朝人类哄骗自然资本的主要行，也是今朝推动人类成长的主要支柱。油田工作为炼油工的上游工艺企，主要进行原油的钻采和储运工作，其华夏油储运主要靠钢储罐和钢管道实现。原油储罐和管道使用寿命的长短直接关系到油田工能否持久稳定和正常生产，也关系到油田的经济效益和成本。而原油储罐和管道的使用寿命主要受电化学侵蚀的影响，今朝解决原油储罐和管道电化学侵蚀的主要方式是对其接纳阴极庇护措施。阴极庇护系统在延长油田原油储罐、管道的使用寿命方面，起着不成替换的庞大作用。 油田阴极庇护系统凡是是牺牲阳极法和强制电流法的综合运用，下面划分对其主要组成部门进行简要说明： 1、恒电位仪：在强制电流法中，给需庇护金属体提供接连可调的阴极庇护电流。 2、辅助阳极：主要有深井阳极和阳极床，在强制电流法中，用来使恒电位仪所提供的阴极庇护电流形成回路。 3、牺牲阳极：经常使用的主要有三年夜类：镁基（包括高纯镁）牺牲阳极、锌基（包括高纯锌）牺牲阳极、铝基牺牲阳极。主要用于强制电流不宜和不能使用的地方，如钢储罐内等。 4、参比电极：是进行阴极庇护系统丈时的参照极。油田用参比电极的主要种类有：饱和甘汞参比电极（电极组成为Hg/HgCL2、饱和KCL）、饱和氯化银参比电极（电极组成为Ag/AgCL2、饱和KCL）、饱和硫酸铜参比电极（电极组成为Cu/CuSO4、饱和CuSO4）等。 5、电缆：主要有阴极电缆、阳极电缆、接零电缆、均压电缆、参比电缆、接阴电缆等，主要用于毗连阴极庇护系统的各组成环节。 6、控制台：主要是对阴极庇护系统进行统一经管和集中控制。 7、自动监测系统：是阴极庇护系统的辅助系统，主要对阴极庇护系统运行效果进行实时监测。该系统主要包括：侵蚀旌旗灯号检测探头、侵蚀旌旗灯号接收装配、自动监测系统主机等。 8、测试桩：是在放哨阴极庇护系统各监测点时，提供电气接线的装配。 2、油田阴极庇护系统调试中的典型问题及其解决法子 由于油田阴极庇护系统主要采用牺牲阳极法和强制电流法，下面主要就这两种方式在现场调试进程中表露出的典型问题，进行深进计议，解析其缘由，并提出解决法子。 1、现场实测自然电位与设计电位不符 这一问题是油田阴极庇护系统调试进程中的普遍问题，若不能解决此问题，则没法判定阴极庇护系统是否有用。 因今朝油田阴极庇护系统的自动监测装配和其他检测仪表，均不带智能温度批改功能，而需庇护金属体相对参比电极的自然电位，随着温度的分歧偏移较年夜。故在分歧温度情况下，进行监测自然电位时，需进行偏移电位批改。批改后的自然电位可按下式计较。 Rzr=Rsc Rqb K(t–25℃) 其中：Rzr——批改后的自然电位 Rsc——实测自然电位 Rqb——氢标参比电极25℃时的尺度电位 K——温度批改系数 t——情况温度 2、当电力系统有较年夜负荷起停时，部门原本正常的阴极庇护电位跳变为不正常 电力系统相对阴极庇护系统从电的角度而言，前者属高电压、年夜电流的交流电系统，后者属低电压、小电流的直流电系统；从施工角度而言，前者的接地系统属埋地展设，后者的牺牲阳极、辅助阳极、输油管道、侵蚀旌旗灯号检测探头也属埋地安装。电力系统中较年夜负荷的起停，势必泛起不服衡电流，且经由过程其接地系统排进年夜地，而电力接地系统在自然地坪以下排流，以半球状形式散流，且其散流半径达15米～20米。若是阴极庇护系统的牺牲阳极、辅助阳极、输油管道、侵蚀旌旗灯号检测探头，有一项处于电力接地系统散流区内，由于杂散电流的影响和干扰，势必致使阴极庇护电位的跳变。 为了使阴极庇护系统避免电力接地系统排流的影响和干扰，必需使阴极庇护系统的埋地部门，处于电力接地系统排流区之外，即在电力系统接地装配半径20米之外埋设牺牲阳极、辅助阳极、输油管道、侵蚀旌旗灯号检测探甲等阴极庇护系统的埋地部门。 3、长输管道上测试点的施工没有问题，但部门测试点的庇护电位总是达不到设计要求。 因长输管道一般采用牺牲阳极的阴极庇护法，管道及牺牲阳极的埋设深度通常是2米～2.5米，但油田各站场间的长输管道一般长达50千米左右，由于自然地貌的缘由，有些管道的两头落差高达几十米甚至上百米。同时管道两头地下水位分歧和地情况的分歧，致使部门管道所处土壤的土壤电阻率太高。而牺牲阳极的阴极庇护法不适合在高土壤电阻率区域使用（参照阴极庇护方式选择图）。由于强制电流法的运用不受土壤电阻率的限制，故解决这一问题的法子是，将高土壤电阻率段管道牺牲阳极庇护法改成强制电流庇护法。 4、多台恒电位仪同时投运时，会泛起恒电位仪保险熔断现象，更换保险重复投运，则重复熔断。 各台恒电位仪将交流输进整流为直流时，各自的直流输出没有直接电气毗连（如图一所示），负极用阴极电缆与被钢管道毗连，正极用阳极电缆与各自的辅助阳极毗连。在同时投运多台恒电位仪时，泛起恒电位仪保险重复熔断现象，其缘由只有一种可能，就是至少有一台恒电位仪的正极，误接到了其他恒电位仪的辅助阳极，使两台恒电位仪经由过程钢管道而并联（如图二所示），加上各恒电 位仪的输出电位其实不同步相等，则两台恒电位仪和钢管道上有短路电流回流，会造成恒电位仪保险熔断现象。 5、单台恒电位仪在调试时，各监测点庇护电位均正常，当同时投运多台恒电位仪时，个体监测点庇护电位跳变为不正常。 以图三为例，当恒电位仪V1、V2零丁调试时，监测点处的庇护电位均正常，当现肆意投运一台恒电位仪，调至监测点处庇护电位正常后，在投运另外一台恒电位仪时，监测点处的庇护电位突然跳变为不正常。运用电荷基赋性不难发现，虽然两台恒电位仪所提供的阴极庇护电流有各自的电气回路，但在两个电气回路相接近处，由于同性电荷相斥的缘由，形成了阴极庇护电流不能到达的“盲区”，若监测点正处于该“盲区”内，则会泛起上述现象。要解决这一问题，就要使阴极庇护电流“盲区”不笼盖监测点，现场有两种法子：一是将监测点从阴极庇护电流“盲区”移开；二是调理恒电位仪的输出电流，使阴极庇护电流“盲区”偏移。 3、竣事语 本文主要是在中石化西北分公司油境地面建设工程中，经由过程持久介入工程施工和调试工作，经总结研究而来，文中有不妥的地方，诚请家和同批评指正。