路雪松

（大慶油田工程建設有限公司國際事業(yè)部第三工程部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著油氣集輸系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，油氣管道需要在地下進行埋設，高壓電網(wǎng)、電氣化鐵路等對油氣管道會產(chǎn)生一定的電磁干擾，這對油氣集輸系統(tǒng)的建設與應用等會產(chǎn)生直接的影響。在此背景下，油氣管道附近的架空高壓交流輸電線路以及電氣化鐵路等，通過電阻耦合、電容耦合以及電磁感應耦合等，對管道陰極保護系統(tǒng)會產(chǎn)生直接的影響，極容易出現(xiàn)電化學腐蝕問題?；诖?，為提高管道陰極保護效果，則需要從雜散電流排除的角度進行控制，結(jié)合管道陰極保護控制，實現(xiàn)管道陰極保護遠傳控制效果的進一步提升[1]。

1 管道陰極保護遠傳系統(tǒng)的總體架構(gòu)設計

管道陰極保護與控制，則需要從管道雜散電流排除、陰極保護控制的角度進行優(yōu)化，排流裝置在實際使用的過程中，其以地極與管道之間進行連接，在實際應用中，對高壓線、鐵路等產(chǎn)生的雜散電流方面進行有效控制[2]。陰極保護電位數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)可以通過采集模塊以及GPRS通信，實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡傳輸與控制，從而實現(xiàn)對陰極保護電位的有效監(jiān)測與控制。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳與控制，則需要從充電傳輸、充電控制以及通信管理等角度進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)保護數(shù)據(jù)的管理與控制。在實現(xiàn)管道陰極保護遠傳系統(tǒng)搭建與控制中，太陽能電池板的充電時間以及電壓等，可以通過太陽能充電控制器進行控制，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳與控制的基礎上，則可以通過與管道連接，實現(xiàn)排流與傳輸控制，其總體架構(gòu)如圖1所示。

2 陰極保護數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)的功能搭建

在實現(xiàn)陰極保護數(shù)據(jù)遠傳的過程中，其中包含電位采集、GPRS無線通信以及數(shù)據(jù)監(jiān)控等，在實現(xiàn)電位參數(shù)采集與控制的基礎上，可以通過GPRS無線通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)參數(shù)傳輸?shù)竭h端數(shù)據(jù)監(jiān)控中心[3]。在數(shù)據(jù)監(jiān)控中包含實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及電位變化等相關信息，在硬件設備初始化的狀態(tài)下，與服務器之間建立連接，在發(fā)送AT指令下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸控制。陰極保護數(shù)據(jù)采集則是以24位精度的ADS1210芯片為主，并與A/D轉(zhuǎn)換器進行串聯(lián)，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息動態(tài)化處理的基礎上，實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)的管理與控制。數(shù)據(jù)采集過程中，則是通過10M晶振轉(zhuǎn)換器為基礎，在實現(xiàn)濾波處理與控制的基礎上，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸DS1210芯片。芯片在實際運行過程中，其是以SCLK、SDIO、SDO引腳進行光電隔離以及數(shù)據(jù)傳輸控制，通過模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字信息，并將其傳輸?shù)紾PRS模塊中。數(shù)據(jù)傳輸模塊則是以GTM900為中心，在對AT命令進行控制的基礎上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸與控制。GTM900GPRS模塊在實際運行的狀態(tài)下，則需要從內(nèi)部IP地址以及網(wǎng)關數(shù)據(jù)連接的角度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的管理與控制。通過數(shù)據(jù)監(jiān)控以及信息轉(zhuǎn)換，對UDP通信請求、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫孢M行優(yōu)化，在實現(xiàn)信息管理與數(shù)據(jù)控制的基礎上，通信協(xié)議可以通過AT命令集，對陰保電位數(shù)據(jù)進行傳輸與控制。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與控制的過程中，則可以通過GPRS的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效控制。通過GPRS模塊，可以對傳輸數(shù)據(jù)、信息控制等方面進行優(yōu)化，在固定公網(wǎng)IP地址的服務器以及數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫搭建的基礎上，可通過陰極保護電位數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示與控制。

3 雜散電流排除

在油氣管道運行的過程中，雜散電流對陰極保護系統(tǒng)的實際功能會產(chǎn)生直接的影響，而且，會加速管道腐蝕，這對電流設備運行與控制等方面會產(chǎn)生直接的影響?；诖?，為解決這一問題，在對電磁干擾問題進行研究與分析，則需要在管道上安裝排流裝置，排流裝置可以解決電磁干擾問題，并將管道電位限制在正常的水平下，鉗位排流法在實際應用中，可以通過電壓保護以及抗干擾控制，降低電磁干擾對陰極保護系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。在對排流裝置的實際運行進行研究中，則可以從高壓線路的故障接地短路電流、高壓線路上避雷線連接與控制，這對管道安全保護效果提升方面有積極作用。排流裝置在進行設計的過程中，其是以電容元件、晶閘管以及浪涌保護器等構(gòu)成，其可以實現(xiàn)交隔直功能，電容元件可以導通管道上耦合的交流干擾電流，而且，在實際運行的過程中，可以降低交流對電壓的干擾。晶閘管是以PNPN四層導體結(jié)構(gòu)為主，在與PN結(jié)連接應用的基礎上，實現(xiàn)陰極保護直流電流的有效控制，避免直流電流通過。

4 結(jié)語

綜上所述，在對管道陰極保護的遠傳以及雜散電流控制等方面進行研究中，則需要保證陰極保護數(shù)據(jù)的實時傳輸與控制，提高遠程監(jiān)控與傳輸?shù)木?，并降低其綜合成本，這對進一步提高管道陰極保護效果方面有積極作用。此外，在實現(xiàn)管道陰極保護與控制中，需要對交直流干擾進行控制，降低或減緩電化學問題對管道所產(chǎn)生的腐蝕，這對提高天然氣的運輸安全性方面有積極作用。