CN114318348B - 一种斜拉式外加电流阴极保护装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种斜拉式外加电流阴极保护装置及方法，该装置主要包括直流电源、阳极连接复合电缆、阴极连接电缆、辅助阳极组件、参比电极，直流电源负极通过阴极电缆与导管架上部连接，正极通过阳极复合电缆与辅助阳极组件连接，阳极连接复合电缆由多根电缆和钢缆复合而成，通过钢缆和导管架上设置的固定点实现在导管架内部的斜拉式安装方法。本发明结构可靠，安装方便，使用寿命长，可用于新建造导管架的阴极保护，防止海水对导管架的腐蚀，能够大大减少牺牲阳极用量，降低导管架的重量载荷，此装置抗海洋极端气候环境能力强、经济有效且绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种斜拉式外加电流阴极保护装置及方法。
背景技术
导管架平台是目前海洋工程使用最广泛的一种海洋石油平台，其基础结构(即下部结构)由各种管状碳钢组成，底部扎入海泥中，为导管架上层模块提供支撑。由于海水是一种强腐蚀介质，如果不采取有效的防腐蚀措施，钢制导管架平台在苛刻的海洋环境中必将遭受腐蚀破坏，影响平台寿命和安全生产，增加平台维护成本。
目前国内应对导管架腐蚀的通常做法是，在导管架建造时，即焊接足量的牺牲阳极。目前更先进的方法为导管架的外加电流阴极保护技术，它与传统的牺牲阳极防腐手段相比，有能耗低、无污染、保护电流可调节、高效稳定等特点。
但从目前的应用情况来看，其技术难点主要在海洋环境中装置可靠性和安装便利性方面。
发明内容
本发明提供了一种斜拉式外加电流阴极保护装置及方法，通过外加直流阴极的方式来减小导管架的腐蚀。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种斜拉式外加电流阴极保护装置，包括直流电源、若干根阳极连接复合电缆、阴极连接电缆、辅助阳极组件及参比电极；
直流电源，所述直流电源设于导管架顶部的甲板平台，所述直流电源的正极连接所述阳极连接复合电缆，所述直流电源的阴极连接所述阴极连接电缆，所述阴极连接电缆连接于导管架；
阳极连接复合电缆，所述阳极连接复合电缆包括阳极电缆、若干段钢缆及参比电极电缆，所述阳极电缆将所述直流电源的正极与所述辅助阳极组件电连接，每一个导管架单元内设有多个辅助阳极组件，每段所述钢缆将所述阳极连接复合电缆倾斜固定于导管架单元内，所述参比电极电缆将所述参比电极和所述直流电源电连接。
所述阳极连接复合电缆分别出水段和入水段，所述阳极连接复合电缆连接的出水段的外围套设电缆护管。
所述阳极连接复合电缆从所述导管架底部到所述导管架顶端倾斜设于每个导管架单元的内部。
所述阳极连接复合电缆在每个导管架单元的内部都设有设有两个钢缆固定端，每个所述钢缆固定端分别连接于导管架横杆的固定点上。
每根所述钢缆的上都设有拉紧调节组件。
所述阳极连接复合电缆设有4条，每个导管架单元内设有3个辅助阳极组件。
一种外加电流阴极保护方法，应用上述的斜拉式外加电流阴极保护装置，包括以下步骤：
(1)在导管架顶部的甲板上安装直流电源，在导管架桩腿侧飞溅区到水下段安装电缆护管；
(2)将阳极连接复合电缆穿入电缆护管内，将每个导管架单元内钢缆固定端连接于导管架横杆的固定点上，并调节拉紧调节组件，使阳极连接复合电缆在导管架单元内张紧，此时阳极连接复电缆处于倾斜张紧状态；
(3)将参比电极安装于导管架的底部，然后把参比电极电缆、阳极电缆连接于直流电源，同时通过阴极电缆将导管架和直流电源连接，开启直流电源，通过参比电极检测导管架上的电流强度，调节直流电源的电流大小，直至导管架上的电流强度达到要求，即完成通过外加电流对导管架进行保护。
本发明的技术效果为：1、本发明包括直流电源、阳极连接复合装置、阴极连接电缆及辅助阳极组件，直流电源的正极通过阳极连接复合装置连接于辅助阳极组件，直流电源阴极通过阴极连接电缆连接导管架，通过海水形成电回路，能够防止导管架被海水腐蚀，提高导管架的使用寿命。另外，本发明中还设有参比电极，参比电极能够检测导管架保护电位，通过反馈点位信息来调整保护电流的大小，避免出现导管架保护不足和过度保护的现象。
2、在导管架上设置电缆护管穿越飞溅区到水下，用于保护复合电缆的出水段，能够抵御海洋台风、浮冰等极端恶劣天气的影响。
3、复合电缆可根据导管架的水深层数实现多段斜拉式安装，相较整体垂直拉升大大缩短了拉伸长度，降低了复合电缆的张紧力需求，提高了装置在海洋环境中的可靠性。
附图说明
图1为本发明斜拉式外加电流阴极保护装置的立体示意图(一)。
图2为本发明斜拉式外加电流阴极保护装置的立体示意图(二)。
图3为本发明阳极连接复合电缆及斜拉安装示意图。
附图标记：1、直流电源；2、阳极复合电缆；3、阴极电缆；4、导管架；5、电缆护管；6、辅助阳极组件；7、参比电极；8、固定点；9、钢缆；10、阳极电缆；11、拉紧固定装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例，如图1-3所示，本发明公开了一种斜拉式外加电流阴极保护装置及方法，每一步的具体实施如下：
一种斜拉式外加电流阴极保护装置，包括直流电源、3根阳极连接复合电缆、阴极连接电缆、辅助阳极组件及参比电极；
直流电源设于导管架顶部的甲板平台，输入为三相交流电，且输出为直流电。直流电源的正极连接阳极连接复合电缆，直流电源的阴极连接阴极连接电缆，阴极连接电缆连接于导管架。
阳极连接复合电缆包括阳极电缆、钢缆及参比电极电缆，阳极电缆将直流电源的正极与辅助阳极组件电连接，直流电源的正极连接阳极电缆为各辅助阳极组件供电，负极通过阴极电缆连接到导管架上，通过海水形成电回路，从而使导管架得到阴极保护。
阳极连接复合电缆从导管架底部到导管架顶端倾斜设于每个导管架单元的内部，相较整体垂直拉升大大缩短了拉伸长度，降低了复合电缆的张紧力需求，提高了装置在海洋环境中的可靠性。
钢缆将阳极连接复合电缆固定于导管架，阳极连接复合电缆在每个导管架单元的内部都设有设有两个钢缆固定端，在新建造的导管架每个单元(上下相邻两横杆之间为导管架单元)的横杆上设置固定点，阳极连接复合电缆中设置钢缆的两固定端连接导管架上的固定点，钢缆可根据导管架单元的数量向匹配，一般一根阳极连接复合电缆在每一个导管架单元内设置一根钢缆，实现了多段不同方向的斜拉式安装。在每个导管架单元内，一根阳极连接复合电缆上设置3个辅助阳极组件，3根阳极连接复合电缆共设有9个辅助阳极组件，增加了和海水的接触面积，能够保证直流电源阳极和周围海水充分接触，以便更好的形成回路，以保护导管架免被腐蚀。另外阳极电缆内设有多根电缆线，每一个电缆线和一个辅助阳极组件连接，且电缆线和辅助阳极组件的连接处具有良好的水密性。
每根钢缆的上都设有拉紧调节组件。钢缆一端设置拉紧固定装置，通过调节拉紧调节组件给阳极连接复合电缆施加一定的预张力，使复合电缆处于拉紧状态。
参比电极电缆将参比电极和直流电源电连接。参比电极安装在导管架典型关键位置，根据导管架水深大小设置不同数量的参比电极，并尽量靠近导管架表面，以减小欧姆降。参比电极监测导管架保护电位，通过反馈的电位信息来调整直流电源输出保护电流的大小，避免出现导管架保护不足或者过保护现象。
阳极连接复合电缆分别出水段和入水段，阳极连接复合电缆连接的出水段的外围套设电缆护管。阳极连接复合电缆出水段采用护管防护，能够抵御海洋台风、浮冰等极端恶劣天气的影响。
在本发明中公布了一种外加电流阴极保护方法，具体步骤为：
(1)在导管架顶部的甲板上安装直流电源，在导管架桩腿侧飞溅区到水下段安装电缆护管；
(2)将阳极连接复合电缆穿入电缆护管内，将每个导管架单元内钢缆固定端连接于导管架横杆的固定点上，并调节拉紧调节组件，使阳极连接复合电缆在导管架单元内张紧，此时阳极连接复电缆处于倾斜张紧状态；
(3)将参比电极安装于导管架上，然后把参比电极电缆、阳极电缆连接于直流电源，同时通过阴极电缆将导管架和直流电源连接，开启直流电源，通过参比电极检测导管架上的电流强度，调节直流电源的电流大小，直至导管架上的电流强度达到要求，即完成通过外加电流对导管架进行保护。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：包括直流电源、若干根阳极连接复合电缆、阴极连接电缆、辅助阳极组件及参比电极；
直流电源，所述直流电源设于导管架顶部的甲板平台，所述直流电源的正极连接所述阳极连接复合电缆，所述直流电源的阴极连接所述阴极连接电缆，所述阴极连接电缆连接于导管架；阳极连接复合电缆，所述阳极连接复合电缆包括阳极电缆、若干段钢缆及参比电极电缆，所述阳极电缆将所述直流电源的正极与所述辅助阳极组件电连接，上下相邻两横杆之间为导管架单元，每一个导管架单元内设有多个辅助阳极组件，每段所述钢缆将所述阳极电缆倾斜固定于导管架单元内，所述参比电极电缆将所述参比电极和所述直流电源电连接。
2.根据权利要求1所述的斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：所述阳极连接复合电缆分别出水段和入水段，所述阳极连接复合电缆的出水段的外围套设电缆护管。
3.根据权利要求1所述的斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：所述阳极连接复合电缆从所述导管架底部到所述导管架顶端倾斜设于每个导管架单元的内部。
4.根据权利要求1所述的斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：所述阳极连接复合电缆在每个导管架单元的内部都设有两个钢缆固定端，每个所述钢缆固定端分别连接于导管架横杆的固定点上。
5.根据权利要求4所述的斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：每根所述钢缆的上都设有拉紧调节组件。
6.根据权利要求1所述的斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：所述阳极连接复合电缆设有4条，每个导管架单元内每条阳极连接复合电缆设有3个辅助阳极组件。
7.一种外加电流阴极保护方法，应用权利要求1-6任一项所述的斜拉式外加电流阴极保护装置，其特征在于：(1)在导管架顶部的甲板上安装直流电源，在导管架桩腿侧飞溅区到出水段安装电缆护管；
(2)将阳极连接复合电缆穿入电缆护管内，将每个导管架单元内钢缆固定端连接于导管架横杆的固定点上，并调节拉紧调节组件，使阳极连接复合电缆在导管架单元内张紧，此时阳极连接复电缆处于倾斜张紧状态；
(3)将参比电极安装于导管架的底部，然后把参比电极电缆、阳极电缆连接于直流电源，同时通过阴极电缆将导管架和直流电源连接，开启直流电源，通过参比电极检测导管架上的保护电位，调节直流电源的输出电流大小，直至导管架上的保护电位达到要求，即完成通过外加电流对导管架进行阴极保护。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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