大慶油田設(shè)計(jì)院

電位遙測(cè)系統(tǒng)用于海拉爾油田陰極保護(hù)

李超大慶油田設(shè)計(jì)院

為解決貝中轉(zhuǎn)油站站外集油系統(tǒng)陰極保護(hù)測(cè)試、維護(hù)、管理困難的問題，從2009年開始，對(duì)貝中轉(zhuǎn)油站所轄集油管道已建陰極保護(hù)系統(tǒng)，在管道末端、管道起點(diǎn)、遠(yuǎn)離站場(chǎng)油井的集油管道處設(shè)置電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)。該電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)基于GPS傳輸方式，可實(shí)現(xiàn)電位遠(yuǎn)程測(cè)量和管理，由主機(jī)、計(jì)算機(jī)、多個(gè)（最多可達(dá)上千個(gè)）現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)及系統(tǒng)軟件組成。通過近3年的運(yùn)行，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了利用GPS地圖顯示現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)某時(shí)間測(cè)量的陰極保護(hù)電位值、地理位置的經(jīng)緯度、測(cè)試點(diǎn)編號(hào)等信息，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)任一現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)某時(shí)間的單位變化情況，并形成電位—時(shí)間分布圖。

陰極保護(hù)；電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)；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(shì)平坦，為廣闊草原，總體上呈東高西低的趨勢(shì)，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(jìn)入貝中轉(zhuǎn)油站。

1 陰極保護(hù)現(xiàn)狀及存在的問題

貝中轉(zhuǎn)油站所轄油井?dāng)?shù)量少、分布廣，集油干線長(zhǎng)，巡檢測(cè)試區(qū)域大。從2008年開始對(duì)站外4條集油干線及系統(tǒng)管道實(shí)施區(qū)域性陰極保護(hù)，采用強(qiáng)制電流法，設(shè)組合式深井鈦材料陽極地床1座，50V/50A雙機(jī)型交流恒電位儀1臺(tái)，通電點(diǎn)1處，干線在通電點(diǎn)處均壓連接。通過1年多的運(yùn)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(hù)測(cè)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(hù)管理人員日常巡測(cè)帶來困難；同時(shí)低溫下測(cè)試用的便攜式硫酸銅參比電極準(zhǔn)確率低，也給陰極保護(hù)測(cè)試和維護(hù)管理帶來困難。

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

（3）個(gè)別測(cè)試點(diǎn)距離站場(chǎng)較遠(yuǎn)，位置多處于草原牧民的草場(chǎng)邊緣，混凝土測(cè)試樁經(jīng)常被牧民當(dāng)作建筑垃圾而破壞，使得陰極保護(hù)電位測(cè)試無法進(jìn)行，管道腐蝕情況無法監(jiān)測(cè)，腐蝕無法及時(shí)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(hù)測(cè)試、維護(hù)、管理困難的問題，從2009年開始，對(duì)貝中轉(zhuǎn)油站所轄集油管道已建陰極保護(hù)系統(tǒng)，在管道末端、管道起點(diǎn)、遠(yuǎn)離站場(chǎng)油井的集油管道處設(shè)置電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)。該電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)基于GPS傳輸方式，可實(shí)現(xiàn)電位遠(yuǎn)程測(cè)量和管理，由主機(jī)、計(jì)算機(jī)、多個(gè)（最多可達(dá)上千個(gè)）現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)及系統(tǒng)軟件組成?，F(xiàn)場(chǎng)分機(jī)可分為交流型和直流型，對(duì)于特殊位置沒有電源的測(cè)試點(diǎn)，可以采用太陽能直流供電系統(tǒng)，保證現(xiàn)場(chǎng)直流分機(jī)24h連續(xù)運(yùn)行，電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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

3 應(yīng)用效果

通過近3年的運(yùn)行，該電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了利用GPS地圖顯示現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)某時(shí)間測(cè)量的陰極保護(hù)電位值、地理位置的經(jīng)緯度、測(cè)試點(diǎn)編號(hào)等信息，圖2是樁號(hào)為1018的現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)電位及坐標(biāo)等信息；同時(shí)能實(shí)現(xiàn)任一現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)某時(shí)間的單位變化情況，并形成電位—時(shí)間分布圖，圖3為任一現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)2013年9月30日的電位—時(shí)間分布圖。

圖2 樁號(hào)為1018的現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)電位及坐標(biāo)等信息

圖3 任一現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)的電位—時(shí)間分布

該系統(tǒng)運(yùn)行正常，電位測(cè)試結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)人工測(cè)量結(jié)果接近，出錯(cuò)率低，可滿足海拉爾油田陰極保護(hù)運(yùn)行管理要求。陰極保護(hù)管理人員通過該電位自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)提供的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和圖表，了解陰極保護(hù)運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理腐蝕問題，可減少陰極保護(hù)維護(hù)和管理人員數(shù)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.058