陳宇

(大慶油田有限責任公司第九采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所，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。且隨著油田開發(fā)時間的延長，埋地金屬管線腐蝕老化現(xiàn)象日趨嚴重，管線穿孔現(xiàn)象頻繁發(fā)生，不但嚴重影響油田正常生產(chǎn)，而且對環(huán)境造成了破壞。據(jù)統(tǒng)計，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到了15.195km，可以說，管線腐蝕問題已嚴重影響著油田的安全生產(chǎn)。

1.2 我廠在用陰極保護系統(tǒng)現(xiàn)狀

從2004年開始，我廠陸續(xù)采用強制電流陰極保護的方式對原有陰極保護系統(tǒng)進行恢復建設(shè)，目前我廠有陰極保護站15座，陰極保護恒電位儀22臺，所保護的管道總長度為834.87km。

2 我廠陰極保護存在的問題及解決措施

根據(jù)我廠2010年對全廠在用陰極保護系統(tǒng)的電位檢測，依據(jù)各陰極保護系統(tǒng)所保護管道的最遠端電位值達到-0.85V以下為判斷標準。從檢測情況來看，現(xiàn)有的陰極保護系統(tǒng)運行情況良好，但也有一部分管道達不到保護要求，另有一小部分管道無法評價。通過這次對陰極保護系統(tǒng)的調(diào)查及現(xiàn)場調(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)場進行了調(diào)整，系統(tǒng)始終無法正常運行。

原因分析：（1）用萬用表的歐姆檔測試零位線和陰極線的通斷，導通顯示時，為陽極線斷線。（2）電阻為10Ω以上時確認零位線或陰極線的斷線，調(diào)換零位線、陰極線接線，機器手動工作，說明陰極線斷線。

解決措施：電纜線維護

埋地電纜斷線后，可參照埋地電力電纜接頭的做法恢復電連接。

2.2 末端電位達不到最小保護電位

現(xiàn)象：陰極保護投入運行一段時間后，有時會出現(xiàn)在規(guī)定的保護電位下，輸出電流增加，管道保護距離縮短的現(xiàn)象。

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

解決措施：電纜線維護

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，逐一加以解決。

（1）安裝絕緣接頭和絕緣法蘭維護

絕緣接頭的老化或者損壞只能采用更換的方式進行維護。絕緣法蘭的維護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）采用犧牲陽極法降低非保護體電位

由于停產(chǎn)困難的電絕緣失效部位可以考慮應用局部加犧牲陽極的辦法維護電絕緣。增加犧牲陽極的數(shù)量可參照犧牲陽極設(shè)計規(guī)范進行局部保護設(shè)計。

2.3 電位值測量存在差異

現(xiàn)象：在陰極保護站旁的通電點檢測時，所測數(shù)值有高于機器顯示數(shù)值的現(xiàn)象。

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

解決措施：長效參比電極維護

從目前油田應用的參比電極形式看，只能采用更換的方式解決長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，斷開連接導線，在原位置安裝新參比電極，連接導線并進行絕緣處理，最后覆土，外表恢復原貌。

2.4 恒電位儀保險熔斷

現(xiàn)象：多臺恒電位儀同時投運時，會出現(xiàn)恒電位儀保險熔斷現(xiàn)象，更換保險重復投運，則重復熔斷。

原因分析：各臺恒電位儀將交流輸入整流為直流時，各自的直流輸出沒有直接電氣連接，負極用陰極電纜與被鋼質(zhì)管道連接，正極用陽極電纜與各自的輔助陽極連接。在同時投運多臺恒電位儀時，出現(xiàn)恒電位儀保險重復熔斷現(xiàn)象，其原因只有一種可能，就是至少有一臺恒電位儀的正極，誤接到了其他恒電位儀的輔助陽極，使兩臺恒電位儀通過鋼質(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，則兩臺恒電位儀和鋼質(zhì)管道上有短路電流回流，會造成恒電位儀保險熔斷現(xiàn)象。

2.5 陽極地床出現(xiàn)的問題

現(xiàn)象：陽極地床失效接地電阻增大，系統(tǒng)效率降低。

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

以上問題都會使陰極保護儀器出現(xiàn)電壓升高而保護電流下降的現(xiàn)象。排除辦法是維修或更換陽極地床，使陰極保護正常運行。

解決措施：輔助陽極地床維護

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

2.6 人為破壞因素

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

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

幾點認識

一是需要建立陰極保護系統(tǒng)運行評價及維護管理制度，制定統(tǒng)一的、操作性強的、與生產(chǎn)管理配套的運行評價及維護技術(shù)管理規(guī)定，并保證能夠正確、及時地對系統(tǒng)進行運行評價及維護改造。

二是建議入網(wǎng)設(shè)備廠家每半年對我廠在用設(shè)備進行現(xiàn)場服務一次，耗資小的配件免費更換，可達到小病既治，確保設(shè)備運行時率。

三是要求施工隊在竣工資料中增加一項施工平面圖，便于對照與設(shè)計是否相符，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，避免維修時遍地找電纜，找測試樁。

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

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

[3]胡士信，陰極保護工程手冊，北京：化學工業(yè)出版社，1999年.

[4]王芷芳，陰極保護設(shè)計與運行中常見問題及排除.全面腐蝕控制，2007年12月.

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