[發明專利]一種基于脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統及方法

有效

• 申請號: 201910148799.1
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109680281B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 周好斌;張瀟祥;張驍勇;徐向前;袁旺
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C23F13/06
• 分類號: C23F13/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種基于高頻脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統及方法，包括管道、柔性陽極、脈沖電源、信號變送器和參比電極；柔性陽極設置在管道內，脈沖電源設置在管道外，管道外壁與脈沖電源的負極連接，脈沖電源的正極連接柔性陽極；參比電極設置在管道上，參比電極連接脈沖電源，且參比電極和脈沖電源之間設置有信號變送器。系統具有實用廣泛的特點，可在含有腐蝕介質的管道內壁保護上應用，對陰極保護技術在內防腐上的應用有很大的參考價值，并具有極大的社會效益和經濟效益。

技術領域

本發明屬于管道的腐蝕與防護技術領域，特別涉及一種基于脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統及方法。

背景技術

因腐蝕造成的油田小口徑管道穿孔問題在國內外許多油田普遍存在。油田在開發過程中，特別是開發時間較長的油田以及油水井或地理環境復雜的油井，由于含水率不斷升高，管道輸送介質腐蝕性增強，油田小口徑管道內壁穿孔次數不斷增多，管道頻繁破漏，如不能及時發現或者處置不及時，會引起閃爆、著火、人員油氣中毒、原油外流進入環境敏感區等安全環保事故，給油田的安全環保帶來了極大的隱患。

內防腐工藝是目前油田解決管道腐蝕問題通常采取的措施。目前油田主要采用投加緩蝕劑的方式進行管道內防腐，內涂和內襯因小口徑管道插接點較多、管線平面布局復雜等原因未實施，手段單一，效果較差。而傳統直流陰極保護技術主要應用于管道外防腐和大口徑管道內防腐，小口徑的管道內傳統輔助陽極的保護電位覆蓋距離短，無法使管道內壁保護電位均勻分布，同時出現欠保護和過保護，達不到內腐蝕防護效果，未能成熟應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統及方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于高頻脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統，包括管道、柔性陽極、脈沖電源、信號變送器和參比電極；柔性陽極設置在管道內，脈沖電源設置在管道外，管道外壁與脈沖電源的負極連接，脈沖電源的正極連接柔性陽極；參比電極設置在管道上，參比電極連接脈沖電源，且參比電極和脈沖電源之間設置有信號變送器。

進一步的，脈沖電源包括微處理器、觸摸屏和高頻脈沖電源；微處理器通過通訊接口與觸摸屏相連；微處理器通過A/D轉換模塊與信號變送器相連；A/D轉換模塊將信號變送器采集的參比電極模擬量信號轉化為計算機可處理的數字量信號；微處理器通過RS485通訊接口與脈沖電源相連。

進一步的，微處理器采用單片機。

進一步的，柔性陽極采用無支架安裝方式，平鋪于管道內壁。

進一步的，觸摸屏采用TPC1061Ti型高性能嵌入式一體化觸摸屏；參比電極采用釕銥鈦混合金屬氧化物電極；柔性陽極選用MMO/Ti陽極。

進一步的，一種基于脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統的操作方法，基于上述的一種基于高頻脈沖電流供電的管道內防腐陰極保護系統，包括以下步驟：

1)首先設置脈沖電源，提供管道內壁陰極極化所需的極化電流，同時輸出電流至柔性陽極，使得管內電子分布更加均勻；

2)將信號變送器分別與參比電極和微處理器相連接；

3)脈沖電源采用PWM控制方式，微處理器能同時控制脈沖電源輸出參數和管道內壁的保護電位。

與現有技術相比，本發明有以下技術效果：