區域陰極保護的防腐及維護分析

趙云輝

（大慶油田第五采油廠第六作業區，黑龍江 大慶 163000）

1 工程概況

某油田采油隊管轄內的油田中轉站、計量間及油井自2003年以來陸續投入使用區域陰極保護，以下針對區域陰極保護的使用效果以及區域陰極保護在應用中的管理與維護問題進行案例分析。

2 區域陰極保護的使用效果

2.1 區域陰極保護的分類

在目前的油田生產當中所采用的區域陰極保護主要分為外加電流陰極保護和犧牲陽極陰極保護兩類。其中，犧牲陽極陰極保護的電流較小，針對油田聯合站、中轉站、計量間、油井淺表層套管等進行大面積保護的效果不夠理想，因此在該油田的中轉站、計量間及油井內重要采用外加電流區域陰極保護的方式。

2.2 區域陰極保護的對象

該油田區域陰極保護主要針對單井管線和站內系統進行保護，以下將結合具體案例對區域陰極保護的應用效果進行分析：

（1）對單井管線的保護。該油田采油隊管轄范圍內的油井共47座，自2006年投入使用區域陰極保護以來年油井年平均穿孔次數如表1所示，通過圖示可以發現油井使用區域陰極保護后年平均穿孔次數有了明顯下降。針對單井管線及恒電位儀的管理及保護，需要由專人負責進行全面的監控和巡視，針對管轄范圍內發現的問題按照規定第一時間采取措施進行處理。一般而言，恒電位儀需要將電位保持在-0.850～-1.200的區間范圍以內[1]。通過對采油隊管轄范圍內恒電位儀的運行數據進行分析，通過將區域陰極保護用于單井管線的保護當中，在全線使用區域陰極保護后年平均穿孔的次數僅為應用區域陰極保護年的一半，并且在應用區域陰極保護期間，恒電位儀的運行狀態良好，在實際的運行過程中未發生較大的儀器故障。但是，在區域陰極保護的應用過程中，隨著恒電位儀運行時間的增加，儀器發生故障的幾率也隨之增加，當恒電位儀頻繁發生故障時，年平均穿孔的次數也相應有所增加，這也印證了陰極保護的應用對油井管道防腐的重要性；

表1 采油隊管轄范圍內油井年平均穿孔次數

（2）對站內系統的保護。通過對該采油隊管轄范圍內的站內系統采用區域陰極保護裝置，自2006年投入使用以來全站發生管線穿孔的次數有了明顯下降，其中通過對加熱爐防控管線的穿孔現象進行研究檢測發現其在運行狀態下發生了比較嚴重的腐蝕，在更換新管線后這一問題得到了明顯緩解。

3 區域陰極保護的防腐及維護

3.1 區域陰極保護在生產中的故障表現

根據區域陰極保護的應用要求，恒電位儀的日常運行中電位值應當控制在-0.850～-1.200的區間范圍以內，一旦在運行當中發現恒電位儀的電位超出規定范圍，應當立即將故障進行上報，并對區域陰極保護的故障問題進行調查分析。在表2當中，對區域陰極保護在生產中的常見故障類型進行了整理。

表2 區域陰極保護的常見故障現象

3.2 區域陰極保護的故障處理

根據表2所示區域陰極保護在運行中的常見故障類型，需要結合實際情況采取相應的維護措施：

（1）有電流但電流值低于0.1A（序號1）。針對區域陰極保護運行中發現的有電流在電流值低于0.1A的故障現象，在這種情況下如果使用手動模式和自動模式都不能提高電流值，就需要考慮區域陰極保護發生故障。引起此類故障的原因主要是由于陽極電纜或陰極電纜存在虛接的情況，如果在電纜接線的接頭位置發生腐蝕，腐蝕物附著在這些位置上導致測量儀器無法準確的檢測出虛接點，就會增加故障檢測和維修的難度，針對這一問題就需要使用搖表對隱藏的虛接點進行檢測，再將線路重新進行連接[2]；

（2）無電流、無電壓（序號2）。一般而言，區域陰極保護在運行中發生無電流、無電壓的故障是由于陽極電纜的斷裂或分線箱連接處接觸不良所引起的。針對區域陰極保護的此類故障，需要繪制簡易的電纜走向圖，根據電纜走向圖進行線路的銜接和調整，同時也為后續區域陰極保護的維護管理提供依據；

（3）電流低、電壓高（序號3）。表3所顯示的就是區域陰極保護中電流值低、電壓值高的故障類型。針對此類故障顯示了區域陰極保護的接地電阻值過高，可能已經超過了幾歐姆甚至是幾十歐姆，針對這種情況就需要就是更換陽極地床，避免造成更大的危害。

表3 恒電位儀電流低、電壓高的顯示

3.3 區域陰極保護的日常維護

針對區域陰極保護在應用中的常見故障及問題，為了優化區域陰極保護的運行效果，減少區域陰極保護在實際應用中的故障幾率，需要在日常加強對區域陰極保護的維護與管理，制定健全的區域陰極保護維護管理機制，加大巡查防護的力度，提高相關人員的責任心與專業技能，一旦發現區域陰極保護運行的異常情況，第一時間進行上報并采取措施加以解決，盡可能減少區域陰極保護故障的危害。具體而言，區域陰極保護的日常維護可以從以下方面入手：

（1）為了給區域陰極保護的應用創造安全可靠的環境，油田企業可以在油井管線的各個跨接點設置標識樁，對區域陰極保護裝置的安裝進行標識，以免在油井作業中對管線、電纜等造成破壞；

（2）為了減少外力破壞對區域陰極保護造成的不利影響，可以在控制區域陰極保護的空開上安裝一個保護器，通過保護器可以減少極端天氣、外力破壞等所導致的區域陰極保護突然斷電或來電的情況，確保區域陰極保護裝置中電流均衡穩定，減少因電流失衡引起的故障；

（3）健全區域陰極保護的維護管理機制，加強日常的巡視檢查，提高故障識別與處理的能力，定期對區域陰極保護室進行衛生清潔，對相關儀器和設備進行規范化的管理。

4 結語

區域陰極保護在油井作業中的應用對于保障油井安全生產起到了一定的作用，是目前油田生產中比較常見的一種保護裝置，區域陰極保護在應用當中也存在著一定的故障幾率，為了確保區域陰極保護安全可靠的應用，需要做好區域陰極保護的防腐及維護工作，加強監督管理力度，為區域陰極保護的應用創造良好環境，減少區域陰極保護的故障問題。