Устройство для катодной защиты подземных металлических сооружений

Авторы патента:

C23F13/02 - катодной; выбор условий, параметров или способов катодной защиты, например электрического режима

Владельцы патента RU 2691917:

Акционерное общество "Промышленное предприятие материально-технического снабжения "Пермснабсбыт" (RU)

Изобретение относится к устройствам для катодной защиты подземных металлических сооружений. Устройство содержит станцию катодной защиты, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению, соединенные с ней блок контроля, анодный заземлитель, измерительные блоки с электродом сравнения и канал передачи данных. Каждый измерительный блок снабжен оптическим датчиком напряжения, соединенным с электродом сравнения, защищаемым сооружением и каналом передачи данных. Канал передачи данных выполнен оптоволоконным. В результате повышается эффективность контроля электрических параметров катодной защиты. 1 ил.

Изобретение относится к области электрохимической защиты и может быть использовано для катодной защиты протяженных подземных металлических сооружений, например, трубопроводов от коррозии.

Известна установка катодной защиты (патент РФ на изобретение №1429591, C23F13/02, 1994), содержащая станцию катодной защиты, связанную с анодным заземлением и защищаемым подземным сооружением, блоком измерения поляризационного потенциала. Блок измерения одним входом связан с электродом сравнения, а другим через задающий генератор и коммутатор датчиками тока и с соответствующими датчиками поляризационного потенциала. Кроме того, установка снабжена блоками сравнения и согласующим блоком.

Недостатком известной установки является сложность, невозможность контроля защитного потенциала протяженных металлических сооружений.

Известно устройство для катодной защиты протяженного участка подземного сооружения (патент на полезную модель №120655, С23F13/02, 2006), выбранное в качестве ближайшего аналога. Устройство содержит катодную станцию, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению через датчик выходного тока, снабженную датчиком выходного напряжения, анодный заземлитель, связанные между собой каналом связи измерительные пункты, блок контроля. Каждый измерительный пункт, расположенный вблизи катодной станции, включает медно-сульфатный электрод сравнения (ЭНЕС) и измеритель потенциала, соединенный с датчиком потенциала, сооружением и блоком контроля.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность контроля защитных параметров катодной защиты за счет зависимости измерительных пунктов от автономных источников питания, низкая скорость передачи данных. Наличие приемо-передатчиков на базе GSM-модемов делает канал связи чувствительным к помехам.

Техническим результатом является повышение эффективности контроля электрических параметров катодной защиты.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для катодной защиты подземных сооружений, содержащем станцию катодной защиты, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению, соединенные с ней блок контроля, анодный заземлитель, измерительные блоки с электродом сравнения, канал передачи данных, отличающееся тем, что каждый измерительный блок снабжен оптическим датчиком напряжения, соединенным с электродом сравнения, защищаемым сооружением и каналом передачи данных, при этом канал передачи данных выполнен оптоволоконным.

Технический результат обеспечивается за счет установки в каждом измерительном блоке оптического датчика напряжения, связанного с электродом сравнения, защищаемым объектом и оптоволоконным каналом передачи данных, что повышает эффективность контроля защитных параметров подземного металлического сооружения за счет увеличения объема, повышения скорости и точности передачи данных, поскольку оптоволоконный канал связи обладает широким диапазоном частот, является высокоскоростным и помехоустойчивым. Большой диапазон частот оптоволоконных средств измерения и передачи данных позволяет передавать на блок контроля данные одновременно с множества измерительных блоков с привязкой к географическому положению или номеру измерительного блока в каждой контролируемой точке. Применение оптического датчика напряжения не требует электропитания, что позволяет эффективно контролировать защитные параметры подземного сооружения в любых удаленных точках, что особенно актуально для протяженных подземных сооружений.

На фиг.1 изображена общая схема устройства для катодной защиты подземных металлических сооружений.

Устройство для защиты подземных металлических сооружений содержит станцию катодной защиты (СКЗ) 1, связанную с анодным заземлителем 2 и защищаемым металлическим сооружением 3, блок контроля 4, содержащий компьютер, измерительные блоки 5, связанные между собой оптоволоконным каналом 6. Каждый измерительный блок 5 включает электрод сравнения 7, оптический датчик напряжения 8.

В качестве станции катодной защиты 1 и анодного заземлителя 2 могут быть использованы любые известные устройства. В качестве электрода сравнения 7 предпочтительно использование неполяризующегося медно-сульфатного электрода сравнения в связи с тем, что он имеет фиксированное значение напряжения независимо от вида грунта, в котором он установлен. В качестве оптического датчика напряжения 8 может быть использован оптический датчик напряжения на основе жидких кристаллов. Оптический датчик напряжения 8 принимает оптические сигналы от оптического генератора светового потока, например, источника лазерного излучения небольшой мощности, установленного на блоке контроля 4. Оптический датчик напряжения 8, находясь в электрическом поле, преобразует сигналы, принятые от генератора светового потока, в зависимости от величины защитного потенциала защищаемого сооружения 3, и передает преобразованный сигнал, соответствующий величине защитного потенциала металлической конструкции по оптическому каналу связи на блок контроля 4.

Устройство для катодной защиты подземных металлических конструкций работает следующим образом.

Станцию катодной защиты 1 отрицательным выходом соединяют с защищаемым сооружением 3, например трубопроводом. Положительный выход станции 1 соединяют с анодным заземлителем 2. По цепи «анодный заземлитель – защищаемый трубопровод» начинает протекать защитный ток, благодаря чему на трубопроводе 3 создается защитный потенциал. Измерение поляризационного потенциала на трубопроводе 3 осуществляется с помощью измерительных блоков 5, установленных рядом с трубопроводом 3 по его длине. Каждый измерительный блок 5 включает оптический датчик напряжения 8, связанный с электродом сравнения 7, защищаемым сооружением 3 и оптоволоконным каналом связи 6. Электрод сравнения 7 и оптический датчик напряжения 8 устанавливают около защищаемого объекта 3. Электрод сравнения 7 устанавливают, как правило, под землей, а оптический датчик напряжения 8 размещают на поверхности в корпусе измерительного блока 5. Оптоволоконный канал связи 6 связывает все измерительные блоки 5 и подсоединен к блоку контроля 4. Оптический датчик напряжения 8 не требует подключения автономных источников питания, за счет чего измерительный блок 5 является энергонезависимым. Оптический датчик напряжения 8 измеряет и передает на блок контроля 4 информацию о поляризационном потенциале защищаемого металлического сооружения 3.

Использование оптического канала связи позволяет блоку контроля 4 осуществлять удаленный прием и обработку данных, поступающих одновременно со всех измерительных блоков 5, установленных вдоль защищаемой протяженной конструкции 3, производить сравнение полученных данных и регулирование защитных параметров устройства. Благодаря быстродействию, помехоустойчивости оптоволоконного канала связи 6, точности измерений и энергонезависимости измерительных блоков 5, содержащих оптические датчики напряжения 8, повышается эффективность контроля, измерения и корректировки защитного потенциала в любой удаленной точке подземного сооружения 3. Большой диапазон передаваемых по оптоволоконному каналу частот позволяет передавать на контрольный пункт 4 большие объемы информации. Поэтому, кроме значений защитного потенциала металлического сооружения 3, на контрольный блок 4 передается информация о номере или географическом положении каждого измерительного блока 5. Благодаря чему возможно автоматическое осуществление мониторинга защитного потенциала по всей длине любого протяженного металлического сооружения.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность контроля и регулирования защитного потенциала металлического подземного сооружения.

Устройство для катодной защиты подземных металлических сооружений, содержащее станцию катодной защиты, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению, соединенные с ней блок контроля, анодный заземлитель, измерительные блоки с электродом сравнения и канал передачи данных, отличающееся тем, что каждый измерительный блок снабжен оптическим датчиком напряжения, соединенным с электродом сравнения, защищаемым сооружением и каналом передачи данных, при этом канал передачи данных выполнен оптоволоконным.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Автономное устройство содержит: корпус в виде стойки контрольно-измерительного пункта, оснащенного откидным кожухом, электронный блок, аккумулятор, клеммную панель, датчик и замок, размещенные на торцевом основании корпуса внутри откидного кожуха, на двухскатной крыше которого размещены солнечные панели, размещенные за пределами корпуса электрод сравнения, блок пластин-индикаторов скорости коррозии, протектор, управляемый вентильный элемент, соединительные кабели для подключения к клеммной панели, соответственно, электрода сравнения, блока пластин-индикаторов скорости коррозии, протектора, а также защищаемого сооружения, при этом электронный блок содержит входной коммутатор, преобразователь сигналов, контроллер измерения и управления, приемопередатчик с встроенной антенной и интерфейс, оснащенный соединителем для подключения внешних устройств.

Способ катодной защиты подземного стального трубопровода // 2671224

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Способ включает чередование контрольного и рабочего циклов, при этом в течение контрольного цикла снимают поляризационную кривую зависимости защитного потенциала участка трубопровода, расположенного в непосредственной близости от катодной станции, от логарифма выходного тока катодной станции, определяют верхний и нижний пределы регулирования защитного потенциала, выбирают значение, находящееся между верхним и нижним пределами регулирования потенциала, которое поддерживают на протяжении последующего рабочего цикла, вблизи нижнего предела регулирования, при этом в качестве верхнего предела принимают значение защитного потенциала, соответствующее резкому изменению крутизны поляризационной кривой, при этом в контрольном цикле перед процедурой снятия поляризационной кривой осуществляют дистанционную катодную поляризацию наиболее удаленных участков трубопровода, расположенных на границах защитной зоны катодной станции, до нормированного значения (-0,85 В) при отсутствии выходного тока катодной станции с помощью расположенных вблизи упомянутых удаленных участков измерительных пунктов, содержащих измеритель потенциала, датчик потенциала, протектор, размыкатель, автономный источник питания и приемопередатчик, а значение катодного потенциала (-0,85 В), до которого поляризуют наиболее удаленные участки трубопровода, принимают в качестве нижнего предела диапазона регулирования защитного потенциала.

Способ измерения поляризационного потенциала стальных трубопроводов // 2645424

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для оценки поляризационного потенциала подземных трубопроводов в процессе их электрометрического обследования.Сущность заявленного технического решения заключается в том, что предлагается в способе измерения поляризационного потенциала стального трубопровода изменение тока поляризации осуществлять путем изменения сопротивления электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных первого, второго и третьего резисторов и подключенной к двум входам схемы измерения поляризационного потенциала трубопровода, соединенным соответственно с пунктом измерения и электродом сравнения, при этом вначале усиливают и измеряют падение напряжения U1 от протекающего тока поляризации на первом и втором резисторах, подключенных к выходу пункта измерения, а далее увеличивают ток поляризации путем шунтирования первого и второго резисторов электрической цепи, измеряют усиленное падение напряжения U2 и определяют поляризационный потенциал Up по формуле где R1 - сопротивление первого резистора, подключенного к выходу пункта измерения; R 2 - сопротивление второго резистора; R 3 - сопротивление третьего резистора, подключенного к выходу электрода сравнения; Ky - коэффициент усиления падения напряжения; Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности измерения поляризационного потенциала без изменения энергетических параметров станции катодной защиты и достоверности сведений о защищенности стальных трубопроводов.

Способ катодной защиты обсадных колонн скважин и нефтепромысловых трубопроводов от коррозии // 2636540

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при защите обсадных колонн и нефтепромысловых трубопроводов от коррозии. Способ включает бурение шурфов до глубины, большей длины соответствующего анодного заземлителя, разбуривание каждого шурфа в интервале заглубления анодного заземлителя, установку ковера, по окончании бурения непосредственно перед спуском анодных заземлителей в шурф, осуществление закачки до верхнего уровня ковера глинистого раствора и токопроводящего кольматирующего раствора, спуск анодного заземлителя, установку защитного тока на обсадную колонну через станцию катодной защиты (СКЗ), регулирование параметров катодной защиты на соответствующем катодном кабеле, при этом шурфы бурят на проектном расстоянии от обсадных колонн скважин, определяют группы скважин с одинаковыми конструктивными параметрами по соответствующим сопротивлениям, между каждыми группами скважин прокладывают соответствующий общий катодный кабель, соединенный с СКЗ и параллельно с каждой из обсадных колонн скважин, а скважины с отличающимися сопротивлениями снабжают индивидуальными катодными кабелями с СКЗ, при этом анодные заземлители параллельно соединяют с общим анодным кабелем, который подсоединяют к СКЗ, а параметры катодной защиты на катодных кабелях по защитному току регулируют так, чтобы разброс параметров от среднего значения не превышал 10%.

Способ катодной защиты обсадных колонн скважин и нефтепромысловых трубопроводов от коррозии // 2636539

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при защите обсадных колонн и нефтепромысловых трубопроводов от коррозии. Способ включает бурение шурфов до глубины, большей длины соответствующего анодного заземлителя, разбуривание каждого шурфа в интервале заглубления анодного заземлителя, установку ковера, по окончании бурения непосредственно перед спуском анодных заземлителей в шурф осуществление закачки до верхнего уровня ковера глинистого раствора и токопроводящего кольматирующего раствора, спуск анодного заземлителя, установку защитного тока на обсадную колонну через станцию катодной защиты - СКЗ, регулирование параметров катодной защиты на соответствующем катодном кабеле, при этом шурфы бурят на проектном расстоянии от обсадных колонн скважин, определяют группы скважин с одинаковыми конструктивными параметрами по соответствующим сопротивлениям и скважины с отличающимися параметрами по сопротивлению от групп скважин, между каждыми группами скважин прокладывают соответствующий общий катодный кабель, соединенный с СКЗ и параллельно с каждой из обсадных колонн скважин, а скважины с отличающимися сопротивлениями снабжают индивидуальными катодными кабелями с СКЗ, при этом анодные заземлители параллельно соединяют с общим анодным кабелем, который подсоединяют к СКЗ, а параметры катодной защиты на катодных кабелях по защитному току регулируют так, чтобы разброс параметров от среднего значения не превышал 10%.

Способ катодной защиты обсадных колонн скважин и нефтепромысловых трубопроводов от коррозии // 2633686

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности. Способ включает бурение шурфа до глубины, большей длины анодного заземлителя, разбуривание шурфа в интервале заглубления анодного заземлителя, в который устанавливают ковер, закачивание в скважину до верхнего уровня ковера глинистого раствора, в который спускают анодный заземлитель, установление защитного тока на обсадную колонну через станцию катодной защиты, измерение общих и поляризационных потенциалов защищаемых сооружений, при этом при изменении сопротивления анодного заземлителя на 20% и более для восстановления катодной защиты сооружения в шурф досыпают до верхнего уровня анодного заземлителя сухой токопроводящий кольматирующий состав, содержащий 25-30 % глины, 9-12 % гипса, 0,1-0,2 % солей и остальное - песок, причем в качестве солей используют сернокислые и азотнокислые соли металлов и селитру, обеспечивающие сохранение токопроводности кольматирующего состава после заливки в шурф до 60 л воды.

Способ электрохимической защиты подземных металлических сооружений // 2633440

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии, в частности трубопроводов, проложенных в грунте с помощью анодного заземлителя.

Способ совместной катодной защиты от электрохимической коррозии смежных подземных стальных сооружений, находящихся в агрессивной окружающей среде // 2628945

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных стальных сооружений от коррозии и может быть использовано в условиях агрессивной окружающей среды, вызываемых блуждающими постоянными токами и переменными токами промышленной частоты.

Адаптивная система автоматической коррекции работы станций катодной защиты // 2621882

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты.

Способ защиты от электрохимической коррозии участка стального подземного сооружения, находящегося в агрессивной окружающей среде. // 2609121

Изобретение относится к области защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений. Способ включает следующие операции: на защищаемом участке в электрическую цепь электрозащитной установки подключают дополнительные источники постоянного тока с точками дренирования на подземном сооружении с помощью кабеля от каждого дополнительного источника постоянного тока с созданием зон защиты от каждого дополнительного источника постоянного тока, определяют зону эффективной защиты по величине наведенного отрицательного потенциала от минус 0,90 В до минус 2,50 В от точки подключения дополнительного источника постоянного тока до точки на защищаемом сооружении, в которой продольное сопротивление сооружения будет равно переходному сопротивлению «сооружение-земля», а анодное заземление размещают в пределах любой защитной зоны.