陳宇

(大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163853)

1 概述

1.1 我廠埋地金屬管道概況

采油九廠自1986年投入開發(fā)建設(shè)至今已經(jīng)有25年了，油田開發(fā)面積已達(dá)1.552萬平方公里。截止到2010年底，全廠已建埋地金屬管道2241.4km。

我廠大部分油田處于中性腐蝕地區(qū)，土壤腐蝕性較強(qiáng)。且隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，埋地金屬管線腐蝕老化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，管線穿孔現(xiàn)象頻繁發(fā)生，不但嚴(yán)重影響油田正常生產(chǎn)，而且對(duì)環(huán)境造成了破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008、2009年我廠平均年更換腐蝕老化管線為10.25km，2010年更換腐蝕老化管線達(dá)到了15.195km，可以說，管線腐蝕問題已嚴(yán)重影響著油田的安全生產(chǎn)。

1.2 我廠在用陰極保護(hù)系統(tǒng)現(xiàn)狀

從2004年開始，我廠陸續(xù)采用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)的方式對(duì)原有陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)建設(shè)，目前我廠有陰極保護(hù)站15座，陰極保護(hù)恒電位儀22臺(tái)，所保護(hù)的管道總長(zhǎng)度為834.87km。

2 我廠陰極保護(hù)存在的問題及解決措施

根據(jù)我廠2010年對(duì)全廠在用陰極保護(hù)系統(tǒng)的電位檢測(cè)，依據(jù)各陰極保護(hù)系統(tǒng)所保護(hù)管道的最遠(yuǎn)端電位值達(dá)到-0.85V以下為判斷標(biāo)準(zhǔn)。從檢測(cè)情況來看，現(xiàn)有的陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，但也有一部分管道達(dá)不到保護(hù)要求，另有一小部分管道無法評(píng)價(jià)。通過這次對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中暴露出的問題，分析其原因。主要存在著以下幾個(gè)問題：

2.1 無輸出電流

現(xiàn)象：輸出顯示有電壓，無電流，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)整，系統(tǒng)始終無法正常運(yùn)行。

原因分析：（1）用萬用表的歐姆檔測(cè)試零位線和陰極線的通斷，導(dǎo)通顯示時(shí)，為陽(yáng)極線斷線。（2）電阻為10Ω以上時(shí)確認(rèn)零位線或陰極線的斷線，調(diào)換零位線、陰極線接線，機(jī)器手動(dòng)工作，說明陰極線斷線。

解決措施：電纜線維護(hù)

埋地電纜斷線后，可參照埋地電力電纜接頭的做法恢復(fù)電連接。

2.2 末端電位達(dá)不到最小保護(hù)電位

現(xiàn)象：陰極保護(hù)投入運(yùn)行一段時(shí)間后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在規(guī)定的保護(hù)電位下，輸出電流增加，管道保護(hù)距離縮短的現(xiàn)象。

原因分析：（1）被保護(hù)管道與未被保護(hù)管道或金屬構(gòu)筑物有連接。如后期增加支管而未絕緣。（2）管道間各焊接點(diǎn)的絕緣效果不好。（3）絕緣法蘭或絕緣接頭失效，導(dǎo)致電流流失。

解決措施：電纜線維護(hù)

絕緣裝置失效或漏電，或由于絕緣零件受損或變質(zhì)，使絕緣裝置不再絕緣或介質(zhì)中有一些電解質(zhì)雜質(zhì)使絕緣裝置導(dǎo)通，不再具有絕緣性能，需要做維修或更換。埋入地下的絕緣裝置要設(shè)絕緣井架空，不得接觸水或土壤。若再發(fā)現(xiàn)問題，首先要查找漏電點(diǎn)，逐一加以解決。

（1）安裝絕緣接頭和絕緣法蘭維護(hù)

絕緣接頭的老化或者損壞只能采用更換的方式進(jìn)行維護(hù)。絕緣法蘭的維護(hù)一般是觀察判斷絕緣失效位置，采取清理或者更新絕緣墊片、套筒的方式解決。

（2）采用犧牲陽(yáng)極法降低非保護(hù)體電位

由于停產(chǎn)困難的電絕緣失效部位可以考慮應(yīng)用局部加犧牲陽(yáng)極的辦法維護(hù)電絕緣。增加犧牲陽(yáng)極的數(shù)量可參照犧牲陽(yáng)極設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行局部保護(hù)設(shè)計(jì)。

2.3 電位值測(cè)量存在差異

現(xiàn)象：在陰極保護(hù)站旁的通電點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，所測(cè)數(shù)值有高于機(jī)器顯示數(shù)值的現(xiàn)象。

原因分析：（1）檢測(cè)使用參比電極與各通電點(diǎn)處長(zhǎng)效參比電極自然電位值存在差異。（2）陽(yáng)極井與被保護(hù)體之間的金屬構(gòu)筑物產(chǎn)生不同電場(chǎng)的影響、不同陰極保護(hù)系統(tǒng)之間的影響。（3）各陰極保護(hù)站通電點(diǎn)附近的高壓線所形成的雜散電流對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響。

解決措施：長(zhǎng)效參比電極維護(hù)

從目前油田應(yīng)用的參比電極形式看，只能采用更換的方式解決長(zhǎng)效參比電極失效的問題。首先根據(jù)新參比電極說明書的要求，做好參比電極安裝準(zhǔn)備，然后根據(jù)施工的隱蔽工程記錄，開挖已經(jīng)失效的參比電極，斷開連接導(dǎo)線，在原位置安裝新參比電極，連接導(dǎo)線并進(jìn)行絕緣處理，最后覆土，外表恢復(fù)原貌。

2.4 恒電位儀保險(xiǎn)熔斷

現(xiàn)象：多臺(tái)恒電位儀同時(shí)投運(yùn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)恒電位儀保險(xiǎn)熔斷現(xiàn)象，更換保險(xiǎn)重復(fù)投運(yùn)，則重復(fù)熔斷。

原因分析：各臺(tái)恒電位儀將交流輸入整流為直流時(shí)，各自的直流輸出沒有直接電氣連接，負(fù)極用陰極電纜與被鋼質(zhì)管道連接，正極用陽(yáng)極電纜與各自的輔助陽(yáng)極連接。在同時(shí)投運(yùn)多臺(tái)恒電位儀時(shí)，出現(xiàn)恒電位儀保險(xiǎn)重復(fù)熔斷現(xiàn)象，其原因只有一種可能，就是至少有一臺(tái)恒電位儀的正極，誤接到了其他恒電位儀的輔助陽(yáng)極，使兩臺(tái)恒電位儀通過鋼質(zhì)管道而并聯(lián)，加上各恒電位儀的輸出電位并不同步相等，則兩臺(tái)恒電位儀和鋼質(zhì)管道上有短路電流回流，會(huì)造成恒電位儀保險(xiǎn)熔斷現(xiàn)象。

2.5 陽(yáng)極地床出現(xiàn)的問題

現(xiàn)象：陽(yáng)極地床失效接地電阻增大，系統(tǒng)效率降低。

原因分析：（1）陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)體電絕緣失效或搭接非保護(hù)設(shè)施，造成系統(tǒng)電流增加，陽(yáng)極消耗加快，此類問題主要集中在場(chǎng)站區(qū)域陰極保護(hù)系統(tǒng)。一般情況是工藝的改造沒有考慮陰極保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)體的電絕緣問題，就是沒有考慮安裝絕緣接頭。早期建設(shè)的絕緣法蘭失效，也是造成保護(hù)電流增加的原因。（2）深井陽(yáng)極“氣阻”，也會(huì)使陽(yáng)極接地電阻增加。（3）陽(yáng)極腐蝕嚴(yán)重，表面溶解不均勻造成電流障礙。（4）陽(yáng)極電纜線或陽(yáng)極接頭處的密封與絕緣出現(xiàn)腐蝕或斷路，也使陽(yáng)極無法輸出電流。

以上問題都會(huì)使陰極保護(hù)儀器出現(xiàn)電壓升高而保護(hù)電流下降的現(xiàn)象。排除辦法是維修或更換陽(yáng)極地床，使陰極保護(hù)正常運(yùn)行。

解決措施：輔助陽(yáng)極地床維護(hù)

以上問題都會(huì)使陰極保護(hù)儀器出現(xiàn)電壓升高而保護(hù)電流下降的現(xiàn)象。排除辦法是輔助陽(yáng)極地床接地電阻增大后，分別測(cè)試每個(gè)陽(yáng)極體的接地電阻，經(jīng)過計(jì)算后，將接地電阻較大的進(jìn)行更換，閉孔地床可以采用淺埋陽(yáng)極體恢復(fù)，開孔深井地床可以吊出陽(yáng)極體，視腐蝕狀況進(jìn)行更新陽(yáng)極體，使陰極保護(hù)正常運(yùn)行。

2.6 人為破壞因素

由于我廠地處偏遠(yuǎn)，人為破壞也是造成陰極保護(hù)系統(tǒng)損壞的原因。陰極保護(hù)設(shè)備丟失或被破壞，檢測(cè)樁也有丟失或電纜線被盜現(xiàn)象。

解決措施：加強(qiáng)在線巡回檢查，加大打擊偷盜油田物質(zhì)力度。在有條件時(shí)，增設(shè)電纜被盜報(bào)警儀，從技術(shù)上防范偷盜發(fā)生。

幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

一是需要建立陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)價(jià)及維護(hù)管理制度，制定統(tǒng)一的、操作性強(qiáng)的、與生產(chǎn)管理配套的運(yùn)行評(píng)價(jià)及維護(hù)技術(shù)管理規(guī)定，并保證能夠正確、及時(shí)地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行評(píng)價(jià)及維護(hù)改造。

二是建議入網(wǎng)設(shè)備廠家每半年對(duì)我廠在用設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)一次，耗資小的配件免費(fèi)更換，可達(dá)到小病既治，確保設(shè)備運(yùn)行時(shí)率。

三是要求施工隊(duì)在竣工資料中增加一項(xiàng)施工平面圖，便于對(duì)照與設(shè)計(jì)是否相符，以防偷工減料，隨意改線，與交叉工程撞車，也為今后維修提供基建資料，避免維修時(shí)遍地找電纜，找測(cè)試樁。

[1]GB/T21448-2008，埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范.

[2]GB/T21246-2007，埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法.

[3]胡士信，陰極保護(hù)工程手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999年.

[4]王芷芳，陰極保護(hù)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中常見問題及排除.全面腐蝕控制，2007年12月.

[5]郎明峰，油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試過程的常見問題及解決辦法.科技資訊，2006年.