關于對油田工程陰極保護系統調試的探究

王曉兵

(四川石油天然氣建設工程有限責任公司電氣儀表安裝公司,四川成都 610213)

關于對油田工程陰極保護系統調試的探究

王曉兵

(四川石油天然氣建設工程有限責任公司電氣儀表安裝公司,四川成都 610213)

本文對油田工程陰極保護系進行了簡明的介紹,主要包括系統的三種工作方法和八個組成部分。重點提出了系統各個部分在調試中比較常見的問題和合理的解決辦法,并且分析了系統各種工作方法的適用性。

油田工程 陰極保護 系統調試

1 引言

油田工程陰極保護系統是對儲油罐和輸油管道的重要保護措施，它關系到原油儲運的安全以及油田企業的正常運行，因此對陰極保護系統調試的研究具有很大現實意義，對調試中常見問題解決辦法的探索具有重要的理論意義，本文將對此加以探究，以期對油田生產所有借鑒作用。

2 油田工程陰極保護系概述

油田工業是對自然資源進行開采加工的重要產業，它的安全發展與人們的生產生活息息相關。油田工業的主要業務是對原油進行開采，并且對開采的原油進行儲存和運輸，這些業務是依靠鋼材質的儲油罐和輸油管道完成的。因此，儲油罐和輸油管道的工作時限直接影響到了油田的正常運營和長遠的經濟效益。而電化學腐蝕是影響儲油罐和輸油管道工作時限的主要因素，油田企業目前大多采用陰極保護系統來應對儲油罐和輸油管道的電化學腐蝕，長久以來的生產實踐表明，陰極保護有利于儲油罐和輸油管道工作時限的延長。

2.1 油田工程陰極保護系工作方法

陰極保護就是要使鋼質的儲油罐和輸油管道免于電化學腐蝕，究其根源就是對鋼質儲油罐和輸油管道進行失電子保護。目前，油田工程陰極保護系有一下集中工作方法：第一，犧牲陽極法。這種方法就是選用比鋼鐵活性更強的其他金屬，使其與鋼質儲油罐和輸油管道結合，形成一種不同的腐蝕電池。在這情況下，活性較低的鋼鐵是陰極，因而不發生失去電子的現象，而另一種活性較強的金屬會失去電子，這樣產生腐蝕電流，這樣一來也就達成了陰極保護的目標。第二，強制電流法。這種方法就是用外部的電源對鋼質儲油罐和輸油管道施以陰極電流，同時要在鋼質鋼質儲油罐和輸油管道裝置陽極，以形成回流，這一來就不會發生電子失去，起到了防止電化學腐蝕的作用。第三，排流保護法。這種方法并不是常見的陰極保護方法，如果輸油管的鋪設與電力線臨近時，雜散電流會對其造成影響，導致對輸油管道的腐蝕，因此要采取措施對雜散電流進行排除。極性排流、電氣連接法、強制排流是最主要的三種排出雜散電流的方法。

2.2 油田工程陰極保護系的組成部分

一般情況下，油田工程陰極保護系是強制電流與犧牲陽極法的結合運用，陰極保護系主要包括8個組成部分。(1)恒電位儀。當采用強制電流法時，恒電位儀需要向被保護的儲油罐和輸油管道施以持久的陰極電流，而且這種電流是可調的。(2)輔助陽極。當采用強制電流法時，輔助陽極主要是幫助陰極電流形成回流。輔助陽極包括陽極床和深井陽極。(3)犧牲陽極。它的主要是對強制電流替補。當強制電流不能使用時，例如儲油罐的內部，犧牲陽極就會發揮作用。比較常用的犧牲陽極包括鋁基、鋅基和鎂基三種。(4)參比電極。它是系統測量的參照物。比較常用的參比電極有飽和硫酸銅型、飽和氯化銀型和飽和甘汞型。(5)電纜。它陰極保護系統的連接裝置。一般有陰、陽極電纜、參比電纜等等。(6)控制臺。它是陰極保護系的管理和控制中樞。(7)自動監測系統。它主要是起到輔助作用，對陰極保護系統進行實時監測，保證其處于正常運行狀態。自動監測系統包括主機、腐蝕信號的探測器和接收器等重要部分。(8)測試樁。它負責在系統巡查中提高電氣接線。

3 油田工程陰極保護系調試中的常見問題與應對辦法

3.1 實際測試中電位不符狀況

在現場實際測試時，自然電位很可能會出現與設計電位不符的情況。電位不符是陰極保護系統調試中較為常見的問題，它關系到系統有效性的判斷，因此對這一問題的排除工作是刻不容緩的。隨著溫度的變化，鋼質儲油罐和輸油管道相對于參比電極的自然電位會發生較大的偏移。但是，通常的自動檢測系統中都沒有溫度調節的功能，所以，在溫度發生變化時，要對偏離的電位進行校正。

3.2 某些陰極電位因跳變而發生異常

與電力系統的高電壓、大電流、交流電等特點相比，陰極保護系統是電壓、電流較小的直流電。但是二者在施工方面是相同的，都屬于埋地作業。這就使得二者出現了臨近交匯的可能，電力系統往往會產生雜散電流，輻射半徑可達15-20米，所以陰極保護系統很可能會受到這些雜散電流的影響，使電位跳變，進而導致異常情況的發生。要解決這一問題，在陰極保護系統設備埋設時避開電力系統，使其處于雜散電流輻射范圍以外。

3.3 長輸管道部分測試點電位設計不合格

長輸管道的一般站間距離可達到50千米以上，這種長距離的管道鋪設，必然會經過不同的地質地貌以及土壤環境。這種情況，一些管道的兩端落差較大，其所處的土壤環境也大不相同，最主要是土壤的電阻率存在差異。我通常對管道采用的犧牲陽極法僅適用于電阻率低的土壤中，而對于在較高電阻率的土壤中不能使用，這就導致了在施工正常的情況下，某些測試點的保護電位設計不合格。對于這一問題，可以在土壤電阻率較高的區域采用不受地質土壤環境影響的強制電流法陰極保護來代替陽極犧牲法。

3.4 多臺恒電位儀運行時,某些保護電位因跳變而發生異常

在運用電荷性質中看出，即使幾臺恒電位儀的保護電流都能形成陰極電流回路，但是在它們位置比較接近時，會因電荷排斥現象而出現保護電流達不到的盲區，如果該盲區恰好是監測點設定位置，那么就會出現電位跳轉異常。要解決這一問題，或者改變監測點的位置，避開盲區；或者通過調節陰極保護電流來改變盲區的位置。

4 結語

油田工程陰極保護系統是對鋼質儲油罐和輸油管道進行防電化學腐蝕的重要手段，它的采用具有重要的安全和經濟意義。但是，在陰極保護系統的調試中，系統會因不同的實際情況而發生一些異常問題，這就需要采取較為具有針對性的合理辦法來應對這些問題，以此來保證石油儲運安全。

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