关于对油田工程阴极保护系统调试的探究

王晓兵

(四川石油天然气建设工程有限责任公司电气仪表安装公司,四川成都 610213)

关于对油田工程阴极保护系统调试的探究

王晓兵

(四川石油天然气建设工程有限责任公司电气仪表安装公司,四川成都 610213)

本文对油田工程阴极保护系进行了简明的介绍,主要包括系统的三种工作方法和八个组成部分。重点提出了系统各个部分在调试中比较常见的问题和合理的解决办法,并且分析了系统各种工作方法的适用性。

油田工程 阴极保护 系统调试

1 引言

油田工程阴极保护系统是对储油罐和输油管道的重要保护措施，它关系到原油储运的安全以及油田企业的正常运行，因此对阴极保护系统调试的研究具有很大现实意义，对调试中常见问题解决办法的探索具有重要的理论意义，本文将对此加以探究，以期对油田生产所有借鉴作用。

2 油田工程阴极保护系概述

油田工业是对自然资源进行开采加工的重要产业，它的安全发展与人们的生产生活息息相关。油田工业的主要业务是对原油进行开采，并且对开采的原油进行储存和运输，这些业务是依靠钢材质的储油罐和输油管道完成的。因此，储油罐和输油管道的工作时限直接影响到了油田的正常运营和长远的经济效益。而电化学腐蚀是影响储油罐和输油管道工作时限的主要因素，油田企业目前大多采用阴极保护系统来应对储油罐和输油管道的电化学腐蚀，长久以来的生产实践表明，阴极保护有利于储油罐和输油管道工作时限的延长。

2.1 油田工程阴极保护系工作方法

阴极保护就是要使钢质的储油罐和输油管道免于电化学腐蚀，究其根源就是对钢质储油罐和输油管道进行失电子保护。目前，油田工程阴极保护系有一下集中工作方法：第一，牺牲阳极法。这种方法就是选用比钢铁活性更强的其他金属，使其与钢质储油罐和输油管道结合，形成一种不同的腐蚀电池。在这情况下，活性较低的钢铁是阴极，因而不发生失去电子的现象，而另一种活性较强的金属会失去电子，这样产生腐蚀电流，这样一来也就达成了阴极保护的目标。第二，强制电流法。这种方法就是用外部的电源对钢质储油罐和输油管道施以阴极电流，同时要在钢质钢质储油罐和输油管道装置阳极，以形成回流，这一来就不会发生电子失去，起到了防止电化学腐蚀的作用。第三，排流保护法。这种方法并不是常见的阴极保护方法，如果输油管的铺设与电力线临近时，杂散电流会对其造成影响，导致对输油管道的腐蚀，因此要采取措施对杂散电流进行排除。极性排流、电气连接法、强制排流是最主要的三种排出杂散电流的方法。

2.2 油田工程阴极保护系的组成部分

一般情况下，油田工程阴极保护系是强制电流与牺牲阳极法的结合运用，阴极保护系主要包括8个组成部分。(1)恒电位仪。当采用强制电流法时，恒电位仪需要向被保护的储油罐和输油管道施以持久的阴极电流，而且这种电流是可调的。(2)辅助阳极。当采用强制电流法时，辅助阳极主要是帮助阴极电流形成回流。辅助阳极包括阳极床和深井阳极。(3)牺牲阳极。它的主要是对强制电流替补。当强制电流不能使用时，例如储油罐的内部，牺牲阳极就会发挥作用。比较常用的牺牲阳极包括铝基、锌基和镁基三种。(4)参比电极。它是系统测量的参照物。比较常用的参比电极有饱和硫酸铜型、饱和氯化银型和饱和甘汞型。(5)电缆。它阴极保护系统的连接装置。一般有阴、阳极电缆、参比电缆等等。(6)控制台。它是阴极保护系的管理和控制中枢。(7)自动监测系统。它主要是起到辅助作用，对阴极保护系统进行实时监测，保证其处于正常运行状态。自动监测系统包括主机、腐蚀信号的探测器和接收器等重要部分。(8)测试桩。它负责在系统巡查中提高电气接线。

3 油田工程阴极保护系调试中的常见问题与应对办法

3.1 实际测试中电位不符状况

在现场实际测试时，自然电位很可能会出现与设计电位不符的情况。电位不符是阴极保护系统调试中较为常见的问题，它关系到系统有效性的判断，因此对这一问题的排除工作是刻不容缓的。随着温度的变化，钢质储油罐和输油管道相对于参比电极的自然电位会发生较大的偏移。但是，通常的自动检测系统中都没有温度调节的功能，所以，在温度发生变化时，要对偏离的电位进行校正。

3.2 某些阴极电位因跳变而发生异常

与电力系统的高电压、大电流、交流电等特点相比，阴极保护系统是电压、电流较小的直流电。但是二者在施工方面是相同的，都属于埋地作业。这就使得二者出现了临近交汇的可能，电力系统往往会产生杂散电流，辐射半径可达15-20米，所以阴极保护系统很可能会受到这些杂散电流的影响，使电位跳变，进而导致异常情况的发生。要解决这一问题，在阴极保护系统设备埋设时避开电力系统，使其处于杂散电流辐射范围以外。

3.3 长输管道部分测试点电位设计不合格

长输管道的一般站间距离可达到50千米以上，这种长距离的管道铺设，必然会经过不同的地质地貌以及土壤环境。这种情况，一些管道的两端落差较大，其所处的土壤环境也大不相同，最主要是土壤的电阻率存在差异。我通常对管道采用的牺牲阳极法仅适用于电阻率低的土壤中，而对于在较高电阻率的土壤中不能使用，这就导致了在施工正常的情况下，某些测试点的保护电位设计不合格。对于这一问题，可以在土壤电阻率较高的区域采用不受地质土壤环境影响的强制电流法阴极保护来代替阳极牺牲法。

3.4 多台恒电位仪运行时,某些保护电位因跳变而发生异常

在运用电荷性质中看出，即使几台恒电位仪的保护电流都能形成阴极电流回路，但是在它们位置比较接近时，会因电荷排斥现象而出现保护电流达不到的盲区，如果该盲区恰好是监测点设定位置，那么就会出现电位跳转异常。要解决这一问题，或者改变监测点的位置，避开盲区；或者通过调节阴极保护电流来改变盲区的位置。

4 结语

油田工程阴极保护系统是对钢质储油罐和输油管道进行防电化学腐蚀的重要手段，它的采用具有重要的安全和经济意义。但是，在阴极保护系统的调试中，系统会因不同的实际情况而发生一些异常问题，这就需要采取较为具有针对性的合理办法来应对这些问题，以此来保证石油储运安全。

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