油井套管阴极保护技术评价及优化设计

油井套管阴极保护技术从 1938年开始研究 ,2 0世纪 5 0年代后期在美国开始广泛应用。 1986年 ,美国腐蚀工程师协会(NACE)制定了相关标准 ,使这一技术向标准化迈进了一步。随着油田开发时间的延长 ,油井套管的腐蚀也日益严重 ,直接影响着油田的进一步开采。有资料表明 ,油井套管腐蚀以外腐蚀为主 ,阴极保护是公认的控制外部腐蚀行之有效的技术。因此 ,防止和减缓套管腐蚀的阴极保护技术逐步被采用及推广 ,合理的阴极保护设计将有效地延长油井套管的使用寿命。1 试验现状大庆油田目前尚未对油井套管阴极保护技术进行大规模推广应用 ,但对土…     

丛式井组套管阴极保护在线深阳极井设计及应用

现有丛式井组套管阴极保护阳极井是裸眼完井,运行一段时间后井壁容易坍塌,导致阳极体及出气管线被埋损坏或阳极本体消耗完后不能直接更换,重建阳极井成本高,给管理和维护造成一定的滞后性,削弱了阴极保护的效果。丛式井组套管阴极保护在线深阳极井,延长了阳极井寿命,在线监测阳极井故障时,可通过排气管和独芯电缆一同将阳极本体拔出,再下放新的阳极本体,达到重复利用阳极地床的目的,节约了重新打井费用,也有利于井场环境保护。在某油田5个丛式井组进行了现场应用,应用效果良好。     

油井套管方波脉冲电流阴极保护模拟研究

在 3 5× 2 0× 3 0m的水池中模拟油井套管阴极保护系统 ,研究方波脉冲电流阴极保护的一些特点。结果表明 ,在方波脉冲电流作用下 ,管表面产生恒电流电位响应。测量时必须补偿溶液电阻 ,否则将得到错误的结果。在方波脉冲电流作用下 ,管表面的电位分布远比直流作用时均匀 ,可通过调整脉冲电流的参数来延长保护深度。方波脉冲电流的幅值、占空比和频率的增加 ,均可使管表面的电位负移 ,但各参数的影响规律不同 ,而且彼此有关联。因此 ,存在一个最佳电流参数的选取问题。     

对套管阴极保护的认识

采用阴极保护,目前已成为油、气、水井套管外壁通用的防腐蚀手段。近年来石油系统对井套管外壁采用阴极保护的应用工作进行得比较多。但还存在着很多问题。为了使井套管阴极保护真正发挥作用,本人对井套管阴极保护的几点初步认识归纳如下:     

智能化油井套管阴极保护脉冲电源系统设计

脉冲电流阴极保护相比于传统的直流阴极保护具有更均匀的电流密度,更深的穿透性,较小的电流需求等优点,应用脉冲电流阴极保护技术可有效延长油井套管保护深度,使一些深井或超深井的套管得到有效的全线保护。设计了基于双核微控制器SH99F100的智能化油井套管脉冲电流阴极保护电源系统,该系统采用二次逆变电路结构形式作主功率单元,充分利用SH99F100的双核结构及强大的运算能力并结合三层自学习闭环控制算法及自适应数字滤波算法,实现了脉冲电源系统的智能化,同时提升系统的稳定性以及对油井套管的保护效果,实验表明,该系统可输出参数可调的脉冲电流,并可在无人值守的情况下实现自适应控制,可有效促使被保护金属达到保护电位,同时基于三层自学习闭环控制策略可以有效调节脉冲电源的输出参数,使其达到最佳匹配值,并有效降低电能消耗。     

套管穿越处的阴极保护

套管作为管道穿越处的保护管 ,在穿越时能对管道的防护层起到很好的保护作用。但在管道的运行过程中 ,由于套管的屏蔽作用 ,套管内的管段处于线路阴极保护系统的屏蔽区 ,阴保电流不能对其起到保护作用 ,使其成为线路防护的薄弱环节。文章介绍了一种在套管内管段上补加特殊形状的牺牲阳极的方法 ,解决了这一特殊环境中的腐蚀问题。     

供水管线的强制电流深井式阳极阴极保护

通过对运行期已达20年的大口径水源管线追加强制电流深井阳极式阴极保护技术,解决了气阻等诸多技术难题,使全线达到了保护,延长了管线使用寿命,节约了大量资金。文章着重介绍了该项工程中深井阳极的选用依据,以及在设计和实施过程中对气阻问题及阳极地床填料选材等关键问题的解决方法。     

阳极地床对油气田站场区域阴极保护的影响

通过对新疆地区多个站场进行实测分析,探讨了不同类型的阳极地床对站场区域阴极保护系统保护效果的影响。结果表明,采用深井阳极的阴极保护系统,阴极保护电流容易通过接地网流失,造成恒电位仪负荷增加,因此被保护体必须与其他设施绝缘,否则阴极保护电流一旦泄漏将造成较大范围的影响;而采用柔性阳极或网状阳极的阴极保护系统,被保护体电位分布均匀,电流流失少,恒电位仪负荷小,对其他设施的影响较小。     

模拟井套管阴极保护研究

本文介绍模拟井套管阴极保护装置,并用该装置对远参比电极法测得的电位进行了分析,结果认为远参比电极法并不能测得井下套管表面某一处的极化电位。这一结论对评价套管阴极保护效果有重要参考价值。     

气井套管阴极保护问题的分析及解决

为防止气井套管的腐蚀,对气井套管实施强制电流阴极保护。在阴极保护系统投运时,套管的保护电位始终无法达到要求的保护电位。通过计算保护电流需要量和现场测试发现,由于井套管外壁没有防腐层,保护电流就会在整个井套管周围产生阴极电压锥,因此井套管周围土壤的电位降低超过远方土壤中的电位,放置在井套管附近的参比电极由于受到井套管周围阴极电压锥的影响,造成设备显示的井套管的保护电位比其实际的保护电位要正。因此,井套管阴极保护所设置的参比电极应位于阴极干扰区以外。     

如何降低强制电流阴极保护阳极接地电阻

强制电流阴极保护技术是防止和缓解金属腐蚀的有效措施，因此得到了广泛应用。实现强制电流阴极保护需要辅助阳极的配合,所以应对辅助阳极给予足够重视，但在实际应用和日常维修、维护中，人们更多关注的是阴极保护设备，而对辅助阳极维护较少，重视不够。文章在分析阳极接地电阻对强制电流阴极保护影响的基础上，提出了解决方法。     

水井套管防腐蚀的强制电流法阴极保护

在新疆哈南湖水源地,建有集水站.为防止地下水井套管和地面埋地输水管道遭受腐蚀,对套管和输水管进行了电化学保护.本工程中的套管直径大(D259mm),并垂直地敷设在水层上,需要较大的保护电流,故采用强制电流法阴极保护.介绍了该方法所需设备、仪器及其选择、安装方式及设计参数确定的依据.该工程投产运行后,其保护电位在0.98～1.35V之间,达到了美国腐蚀工程师协会制定的RP-01-86<井套管阴极保护的应用>和我国原石油部于1992年颁布的<油井套管阴极保护的管理规定>中的井口保护电位0.95 V或更负的要求,目前该保护系统仍处在良好的保护状态.工程实例证明,并套管,包括油井、气井、水井的防腐蚀采用阴极保护,理论成熟、工艺简单、施工方便、技术可靠、经济效益好.     

丛式井组套管阴极保护新技术研究与应用

采用丛式井组套管阴极保护工艺技术对套管钢质进行保护,延缓套管外腐蚀速度,延长了油水井套管使用寿命。针对目前丛式井组套管阴极保护存在的一些问题,如阳极井故障后维护难度大、不能更换辅助阳极、设备运行不能实时监控等,采油三厂进行了可抽芯阳极井技术和阴极保护系统远程监控技术的研究与试验,降低了重建阳极井的成本、实现在线监控阴极保护系统运行,初步取得了较好的效果。     

深井阳极埋深对储罐底板阴极保护电位的影响

建立了深井阳极对储罐底板阴极保护体系的数学模型,使用一种典型电流密度分布假设求解保护电位,计算了不同深井阳极埋深对应的储罐底板保护电位,根据数值计算结果研究合理的深井阳极埋深,得出结论:(1)深井阳极埋深与保护电位的关系曲线可以分成3部分,埋深小于15m,保护电位随着埋深增加急剧增大;埋深大于45m,保护电位随着埋深增加急剧减小;埋深介于15～45m,保护电位随着埋深增加缓慢减小。(2)对于单个储罐和单支深井阳极的情况,合理的深井阳极埋深范围是25～45m。(3)深井阳极埋深对近阳极端保护电位的影响大于远阳极端,对罐中心保护电位的影响介于近阳极端和远阳极端之间。     

牺牲阳极阴极保护在沧州地区的应用

针对沧州地区土质腐蚀性的特点,通过对锌阳极、铝阳极应用失败教训的总结,提出一套牺牲阳极对地下金属设施进行有效阴极保护的设计及施工方案,经大港油田罐区现场验证,在使用锌合金阳极的情况下,保护效果良好,预计阳极材料可使用20年。     

深井阳极阴极保护技术优化设计研究

深井阳极技术具有性能稳定、电流分布均匀等优点,广泛应用于储罐底板阴极保护工程。基于深井阳极技术施工难度和经济性因素,提出了研究确定合理的深井阳极埋深的需求。根据经典带电圆盘电流密度分布假设,考虑土壤和沥青砂基础的不均匀性,提出了求解储罐底板阴极保护电位的新方法。研究了不同深井阳极埋深对应的储罐底板保护电位分布情况,得出结论:针对单个储罐和单支深井阳极的情形,合理的深井阳极埋深范围是25~45 m,储罐电位分布较均匀,可有效避免电流流失和储罐欠保护问题。     

网状阳极阴极保护系统在工程中的应用

网状阳极阴极保护是钢质储罐底板外壁阴极保护的一种新方法,随着阴极保护技术的发展,它得到了越来越多的应用。文章介绍了网状阳极阴极保护系统在绥中36-1二期工程中50000m~3 储罐上的应用实例,对从事腐蚀防护的工作者有一定借鉴意义。     

通信电缆牺牲阳极阴极保护装置

通信电缆很容易受到微电地反应的侵蚀，而影响正常的通信，甚至使通信中断。牺牲阳极阴极保护装置就是将电缆的铅皮与电位更负的活泼金属连接，使在电化学腐蚀过程中，电位更负的金属作为阳极首先失去电子而腐蚀溶解，电缆铅皮作为阴极，接受电子并使阴极极化，从而得到保护。牺牲阳极阴极保护装置见图1。1．装置的设置要求（1）牺牲阳极阴极保护装置阳被埋设点的土壤电阻率，对保护效果有很大影响。因此对于理设点土壤的电阻率必须坚持现场测试，尽量将埋设点选在土壤电阻率小的地方。（2）阳极可以单独使用，也可以并联安装。在同一地点设…