区域性阴极保护自动监测调控系统研究与应用

（大庆油田第二采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

随着油田现代化、数字化管理水平的不断提高，区域性外加电流阴极保护技术也呈现出由无人值守来替代人工巡检的演化趋势。因此，大庆油田研发并应用了阴极保护远程自动监测调控系统，实现了阴极保护系恒工作参数远程检测、采集、分析、自动调控等功能，有效提升了保护时率，降低了岗位员工劳动强度。

1 远程自动监测调控系统

1.1 系统构成及工作流程

一是组成部分，主要由现场数据采集组块、站内接收与输出组块和远程调控中心组块3部分组成；二是基本保护回路，阴极保护间内直流恒电位仪电源负极与管道连接，正极与辅助阳极（阳极地床）连接，从而构成保护回路。

各组块间信号传递流程如下：

（1）管道保护电位信号传输流程：电位测量探头→（电缆）→电位遥测分机→（无线跳转）→恒电位仪运行管理装置→（网线）→交换机→（局域网）→电位自动遥测系统主机→数字化管理平台；

（2）恒电位仪运行工况传输流程：恒电位仪→（RS485）→电位无线远传装置→（无线跳转）→恒电位仪运行管理装置→（网线）→交换机→（局域网）→电位自动遥测系统主机→数字化管理平台；

（3）远程调控信号传输流程：数字化管理平台→电位自动遥测系统主机→交换机→（网线）→恒电位仪运行管理装置→（无线跳转）→电位无线远传装置→（RS485）→恒电位仪。

1.2 现场数据采集组块

该组块为系统信息检测、采集与传输的前端模块，设置在阴极保护管道上方，主要由极化探头、遥测分机、无线远传装置、专用金属检测桩4部分组成，起到动态检测现场阴极保护管道保护电位，并将采集数据上传至运行管理装置的作用。

1.3 站内接收与输出组块

该组块为系统信息传输与交换的中端模块，设置在阴极保护间内部。主要由多功能恒电位仪、远程控制终端（恒电位仪运行管理装置）、无线远传装置等组成。恒电位仪用于输出连续可调控的直流电压和电流，输出电压恒定，调控安全，运行效率高；运行管理装置用于将接收到的前端阴极保护管道的保护电位、参比电位，以及恒电位仪的工况数据信号通过油田内网传送到数字化管理平台，并将管理平台发出的调整指令回传至恒电位仪调节工作参数等，实现远程在线监控系统运行状况，达到阴极保护管道安全高效运行的目的。

1.4 远程调控中心组块

远程调控中心为信息收集存储、分析处理、调控指令发出的终端模块，设置在值班室内和厂规划防腐室内。主要由主机和相应数字化管理平台（软件系统）组成，由计算机上的数字化管理平台提供人机交互界面，通过油田内网接收恒电位仪运行管理穿装置传送的电流、电压、电位等工况数据，并通过数字化管理平台直接显示阴极保护设备的运行状态，以及异常状态的分析和判断，并作出针对性反馈。

2 现场应用

自动调控系统应用以来，实现了对管道阴极保护状况的在线检测，系统监测电位与实际监测电位误差率低、符合度较高。以某系统“转联-中计-单井”管道施加远程调控系统以来，各监测点位实际情况为例，发现运行期内各类型阴极保护管道处于有效保护状态，电位误差率平均为0.84%、0.10%和0.82%，精确度超过均值2.33个标准差。此外，通过在线监控方式实时根据保护需要调整恒电位工作状态，使得整个阴极保护系统具备高时率、高保护合格率的状态，对被保护管道起到了有效的防腐蚀目的。同时，该系统的应用填补了大庆油田集输系统站外埋地管道阴极保护统一集中管理的技术空白，提高了阴极保护管理的科学性、准确性和及时性，收到了良好的经济效益。

3 结语

集输系统站外埋地金属管道采用区域性外加电流阴极保护在线管理自动调控系统，不仅能够通过人性化的操作和清晰的图表，直观及时地查看各监测点的状况，以便能及时排除故障，还能大幅降低基层站队日常管理难度和岗位员工劳动强度，对提高阴极保护运行时率、合格率，减少管道腐蚀及延长管道使用寿命，提升大庆油田管道和站场完整性管理水平有着积极的借鉴意义。