電位遙測系統(tǒng)用于海拉爾油田陰極保護

大慶油田設(shè)計院

電位遙測系統(tǒng)用于海拉爾油田陰極保護

李超大慶油田設(shè)計院

為解決貝中轉(zhuǎn)油站站外集油系統(tǒng)陰極保護測試、維護、管理困難的問題，從2009年開始，對貝中轉(zhuǎn)油站所轄集油管道已建陰極保護系統(tǒng)，在管道末端、管道起點、遠離站場油井的集油管道處設(shè)置電位自動遙測系統(tǒng)現(xiàn)場分機。該電位自動遙測系統(tǒng)基于GPS傳輸方式，可實現(xiàn)電位遠程測量和管理，由主機、計算機、多個（最多可達上千個）現(xiàn)場分機及系統(tǒng)軟件組成。通過近3年的運行，系統(tǒng)實現(xiàn)了利用GPS地圖顯示現(xiàn)場分機某時間測量的陰極保護電位值、地理位置的經(jīng)緯度、測試點編號等信息，同時能實現(xiàn)任一現(xiàn)場分機某時間的單位變化情況，并形成電位—時間分布圖。

陰極保護；電位自動遙測系統(tǒng)；現(xiàn)場分機；太陽能供電系統(tǒng)

海拉爾貝中轉(zhuǎn)油站屬于貝中次凹區(qū)塊，地勢平坦，為廣闊草原，總體上呈東高西低的趨勢，海拔高程580～610m。貝中轉(zhuǎn)油站最終管轄油井190口，集油系統(tǒng)采用電加熱集油流程，油井產(chǎn)出的氣液混合物經(jīng)井口電加熱器升溫，電熱管道維溫，分9條集油干線多井串聯(lián)或并聯(lián)進入貝中轉(zhuǎn)油站。

1 陰極保護現(xiàn)狀及存在的問題

貝中轉(zhuǎn)油站所轄油井數(shù)量少、分布廣，集油干線長，巡檢測試區(qū)域大。從2008年開始對站外4條集油干線及系統(tǒng)管道實施區(qū)域性陰極保護，采用強制電流法，設(shè)組合式深井鈦材料陽極地床1座，50V/50A雙機型交流恒電位儀1臺，通電點1處，干線在通電點處均壓連接。通過1年多的運行發(fā)現(xiàn)如下問題：

（1）海拉爾冬季寒冷，氣溫經(jīng)常低于-35℃，降雪頻繁，陰極保護測試樁為混凝土預(yù)制，埋設(shè)完畢后露出地面0.6m，被大雪覆蓋，不易尋找，給陰極保護管理人員日常巡測帶來困難；同時低溫下測試用的便攜式硫酸銅參比電極準確率低，也給陰極保護測試和維護管理帶來困難。

（2）海拉爾夏季雨水大，牧草茂盛，土壤濕潤，陰極保護測試樁被牧草遮擋或被水淹沒，不易找到，無法正常測試維護。

（3）個別測試點距離站場較遠，位置多處于草原牧民的草場邊緣，混凝土測試樁經(jīng)常被牧民當作建筑垃圾而破壞，使得陰極保護電位測試無法進行，管道腐蝕情況無法監(jiān)測，腐蝕無法及時處理。

2 解決辦法

為解決貝中轉(zhuǎn)油站站外集油系統(tǒng)陰極保護測試、維護、管理困難的問題，從2009年開始，對貝中轉(zhuǎn)油站所轄集油管道已建陰極保護系統(tǒng)，在管道末端、管道起點、遠離站場油井的集油管道處設(shè)置電位自動遙測系統(tǒng)現(xiàn)場分機。該電位自動遙測系統(tǒng)基于GPS傳輸方式，可實現(xiàn)電位遠程測量和管理，由主機、計算機、多個（最多可達上千個）現(xiàn)場分機及系統(tǒng)軟件組成。現(xiàn)場分機可分為交流型和直流型，對于特殊位置沒有電源的測試點，可以采用太陽能直流供電系統(tǒng)，保證現(xiàn)場直流分機24h連續(xù)運行，電位自動遙測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 電位自動遙測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電位自動遙測系統(tǒng)主要技術(shù)特點如下：①電位測量機精度為±0.001mV；②當“參比電極”或“測量探頭”和“零位”線之間疊加有不大于30V的工頻干擾電壓時，系統(tǒng)可以正常工作；③可以按照管理人員設(shè)定的時間定時采集各個現(xiàn)場分機（測試點）的電位測試數(shù)值；④可以顯示任一現(xiàn)場分機（測試點）在任意時間段的電位變化情況，并形成統(tǒng)計表；⑤可顯示任一現(xiàn)場分機（測試點）在某一月份的“日電位—時間分布圖”和某一年份的“月電位—時間分布圖”，可直觀顯示任一現(xiàn)場分機（測試點）的電位波動情況，使管理人員隨時了解任一安裝現(xiàn)場分機的測試點的陰極保護狀態(tài)；⑥可以利用GPS地圖顯示所有現(xiàn)場分機（測試點）電位值及其所在地理位置的經(jīng)度、維度坐標，便于管理人員了解整個區(qū)域保護系統(tǒng)的管理狀態(tài)。

3 應(yīng)用效果

通過近3年的運行，該電位自動遙測系統(tǒng)實現(xiàn)了利用GPS地圖顯示現(xiàn)場分機某時間測量的陰極保護電位值、地理位置的經(jīng)緯度、測試點編號等信息，圖2是樁號為1018的現(xiàn)場分機電位及坐標等信息；同時能實現(xiàn)任一現(xiàn)場分機某時間的單位變化情況，并形成電位—時間分布圖，圖3為任一現(xiàn)場分機2013年9月30日的電位—時間分布圖。

圖2 樁號為1018的現(xiàn)場分機電位及坐標等信息

圖3 任一現(xiàn)場分機的電位—時間分布

該系統(tǒng)運行正常，電位測試結(jié)果與現(xiàn)場人工測量結(jié)果接近，出錯率低，可滿足海拉爾油田陰極保護運行管理要求。陰極保護管理人員通過該電位自動遙測系統(tǒng)提供的各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)和圖表，了解陰極保護運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和處理腐蝕問題，可減少陰極保護維護和管理人員數(shù)量，降低勞動強度。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.058