CN114855175A - 定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统 - Google Patents

定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其包括横向管，横向管内沿长度方向设有多个参比电极单元，参比电极单元包括第一绝缘套筒、呈筒状的参比电极和第二绝缘套筒，第一绝缘套筒套装于所述横向管内，参比电极套装于第一绝缘套筒内，第二绝缘套筒套装于参比电极内，第一绝缘套筒的筒壁上设有第一通孔，横向管的管壁上设有与第一通孔相对应的第二通孔，参比电极上连接有导线，导线从横向管的端头穿出。其目的是为了提供一种定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其能够采用定向钻施工方式，沿着定向钻穿越段管道附近路由进行安装，以对定向钻穿越段管道整体的阴极保护有效性进行评价。

Description

定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统
技术领域
本发明涉及定向钻穿越领域，特别是涉及一种用于评价定向钻穿越段管道防腐有效性的参比电极系统。
背景技术
定向钻穿越是一种非开挖技术，其具有不破坏地层结构，施工占地少，不受季节影响，施工周期短等优点。定向钻穿越广泛应用于油气管道穿越江河、铁路、高速公路、山地等不宜浅埋通过的区域。定向钻穿越管道采用两种外防腐蚀措施：一是在管道外壁采用外防腐层；二是采用阴极保护。由于受到定向钻的施工方式及穿越区域尖锐岩石等影响，外防腐层的完整性常常难以保证，因此如何保证阴极保护的有效性对于控制穿越段的外腐蚀风险至关重要。一般区域埋地管道阴极保护的有效性是通过沿被保护管道近距离放置参比电极，对管地电位进行测试来评估的。但由于定向钻穿越管段常穿越河流、铁路、高速公路、山地等特殊区域，深度常达到十几米，目前在实际生产中，仅能对定向钻穿越管段的两端进行阴极保护电位的测试和评价，无法对穿越段中间部位进行测试，因此无法对整个定向钻穿越段的阴极保护有效性作出评价。定向钻穿越段阴极保护有效性的测试与评估是目前国内外阴极保护行业面临的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其能够采用定向钻施工方式沿着定向钻穿越段管道进行安装，从而为定向钻穿越管道提供不同位置的近参比测量点，以对定向钻穿越段管道整体的阴极保护有效性进行评价。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，包括横向管，所述横向管内沿长度方向设有多个参比电极单元，所述参比电极单元包括第一绝缘套筒、呈筒状的参比电极和第二绝缘套筒，所述第一绝缘套筒套装于所述横向管内，所述参比电极套装于第一绝缘套筒内，所述第二绝缘套筒套装于参比电极内，所述第一绝缘套筒的筒壁上设有第一通孔，所述横向管的管壁上设有与所述第一通孔相对应的第二通孔，所述参比电极上连接有导线，所述导线从横向管的端头穿出。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第一绝缘套筒通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于横向管内，所述参比电极通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于第一绝缘套筒内，所述第二绝缘套筒通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于参比电极内。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第一绝缘套筒的筒壁上设有多组第一通孔，每组第一通孔包括多个沿第一绝缘套筒周向均匀布置的第一通孔，多组第一通孔沿第一绝缘套筒的轴向均匀布置，所述横向管的管壁上设有与第一通孔一一对应布置的第二通孔。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第一绝缘套筒一端的横向管管壁上设有第一紧固件，所述第一绝缘套筒另一端的横向管管壁上设有第二紧固件，所述第一紧固件与第一绝缘套筒的一端相抵，所述第二紧固件与第一绝缘套筒的另一端相抵。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第一紧固件为螺钉，所述第一紧固件设为多个，多个第一紧固件沿横向管的周向均匀布置。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第二紧固件也为螺钉，所述第二紧固件也设为多个，多个第二紧固件沿横向管的周向均匀布置。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述横向管的一端密封，横向管的另一端为导线穿出端，所述导线穿出端上密封连接有盖板，所述盖板上螺纹连接有盖帽，所述导线依次穿过盖板和盖帽后引出到横向管外。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述横向管的两端均为导线穿出端，每个所述导线穿出端上均密封连接有盖板，所述盖板上螺纹连接有盖帽，一部分所述参比电极单元的导线依次穿过一个导线穿出端的盖板和盖帽后引出到横向管外，另一部分所述参比电极单元的导线依次穿过另一个导线穿出端的盖板和盖帽后引出到横向管外。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述盖帽上连接有电缆套管，所述导线穿出盖帽后安装到电缆套管内。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述横向管为金属管或PE管，所述参比电极的材质为锌，多个所述参比电极单元沿横向管的长度方向均匀布置。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统与现有技术不同之处在于本发明在使用的时候，适用于新建的定向钻穿越段管道，在将管道铺设好以后，再通过定向钻以拖拽的方式将参比电极系统的横向管埋设于管道的附近，使横向管的导线穿出端露出地面以上，在对管道的阴极保护有效性进行评价时，将参比电极系统的导线连接于测试设备，以对管道的电位进行测量，从而为定向钻穿越管道提供不同位置的近参比测量点，进而能够对管道的阴极保护有效性进行评价，由此可见，本发明更容易操作，方便实用。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统实施例一的结构示意图；
图2为本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统实施例一的内部结构示意图；
图3为沿图2中A-A线的剖视图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统实施例二的结构示意图；
图6为本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统实施例二的内部结构示意图；
图7为本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统实施例一的使用状态图；
图8为本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统实施例二的使用状态图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，并结合图2-4、图7所示，本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，包括横向管6，横向管6为金属管或PE管，横向管6的长度根据具体的定向钻穿越段管道15的长度而定，即两者的长度相匹配，以使本发明能够对定向钻穿越段管道15的各个位置的电位进行测量。横向管6内沿长度方向设有多个参比电极单元，多个参比电极单元沿横向管6的长度方向均匀布置，参比电极单元的数量可以根据实际情况来确定。所述参比电极单元包括第一绝缘套筒12、呈筒状的参比电极13和第二绝缘套筒14，所述第一绝缘套筒12套装于所述横向管6内，所述参比电极13套装于第一绝缘套筒12内，所述第二绝缘套筒14套装于参比电极13内，所述第一绝缘套筒12的筒壁上设有第一通孔11，所述横向管6的管壁上设有与所述第一通孔11相对应的第二通孔10，所述参比电极13上连接有导线2，所述导线2从横向管6的端头穿出。
本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第一绝缘套筒12通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于横向管6内，所述参比电极13通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于第一绝缘套筒12内，所述第二绝缘套筒14通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于参比电极13内。在具体制备横向管6时，横向管6由多根横向管段构成，在每根横向管段内安装上参比电极单元，之后再将多根横向管段焊接成完整的一根横向管6，这样在拖拽横向管6而将其埋设于地下时，其机械强度满足拖拽要求。
在本发明中，参比电极13的材质为锌，将一定量的锌制成筒状结构，即构成本发明中的参比电极13。如图2、3、4所示，第一绝缘套筒12和第二绝缘套筒14的材质可以选用聚四氟乙烯，第一绝缘套筒12和第二绝缘套筒14均能够防止参比电极13腐蚀，除此之外，当横向管6为金属管时，第一绝缘套筒12还能够隔离金属管与参比电极13之间的连接，防止各个参比电极单元内的参比电极13通过金属管电性连接在一起而导致无法测量。
如图1-4所示，参比电极13在使用的时候，需要与埋设地周围的土壤接触，为了实现此目的，在第一绝缘套筒12的筒壁上设有第一通孔11，横向管6的管壁上设有与第一通孔11相对应的第二通孔10，这样，参比电极13能够通过第一通孔11和第二通孔10与土壤接触，以进行测量。在本实施例中，所述第一绝缘套筒12的筒壁上设有多组第一通孔11，每组第一通孔11包括多个沿第一绝缘套筒12周向均匀布置的第一通孔11，多组第一通孔11沿第一绝缘套筒12的轴向均匀布置，所述横向管6的管壁上设有与第一通孔11一一对应布置的第二通孔10。
如图1所示，并结合图2、4所示，本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述第一绝缘套筒12一端(即图中所示左端)的横向管6管壁上设有第一紧固件4，所述第一绝缘套筒12另一端(即图中所示右端)的横向管6管壁上设有第二紧固件5，所述第一紧固件4与第一绝缘套筒12的一端相抵，所述第二紧固件5与第一绝缘套筒12的另一端相抵。在本实施例中，第一紧固件4为螺钉，所述第一紧固件4设为多个，多个第一紧固件4沿横向管6的周向均匀布置。第二紧固件5也为螺钉，所述第二紧固件5也设为多个，多个第二紧固件5沿横向管6的周向均匀布置。第一紧固件4和第二紧固件5分别通过螺纹孔连接在横向管6的管壁上。这样，在第一紧固件4和第二紧固件5的夹持作用下，整个参比电极单元与横向管6的连接更加牢靠，在拖拽横向管6时，参比电极单元位于横向管6内的位置不会发生变化。
如图1、2所示，本发明定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其中所述横向管6的一端(即图中所示右端)密封，可以通过密封板8进行密封，横向管6的另一端(即图中所示左端)为导线穿出端，所述导线穿出端上密封连接有盖板3，所述盖板3上螺纹连接有盖帽9，所述导线2依次穿过盖板3和盖帽9后引出到横向管6外。盖帽9上连接有电缆套管1，所述导线2穿出盖帽9后安装到电缆套管1内，也就是说，每个参比电极单元的导线2在穿出横向管6后，集中安装到电缆套管1内，通过电缆套管1对导线2进行引导。在埋设横向管6时，横向管6的导线穿出端(即图中所示的左端)露出地面，如图2所示，导线2在横向管6内布置时，位于右侧的参比电极单元的导线2需要穿过左侧的参比电极单元，具体为穿过第二绝缘套筒14的筒腔，也就是说，第二绝缘套筒14的筒腔形成导线2输送通道，方便导线2布置。在布置导线2的时候，导线2采用电缆导线，保证了各个导线2之间的绝缘。
如图7所示，本发明在使用的时候，适用于新建的定向钻穿越段管道15，在将管道15铺设好以后，再通过定向钻以拖拽的方式将参比电极系统的横向管6埋设于管道15的附近，使横向管6的导线穿出端露出地面以上，在对管道15的阴极保护有效性进行评价时，将参比电极系统的导线2连接于测试设备，以对管道15的电位进行测量，从而为定向钻穿越管道15提供不同位置的近参比测量点，进而能够对管道15的阴极保护有效性进行评价，由此可见，本发明更容易操作，方便实用。
实施例二
如图5、6、8所示，本实施例与实施例一的区别在于：横向管6的两端均为导线穿出端，每个所述导线穿出端上均密封连接有盖板3，所述盖板3上螺纹连接有盖帽9，一部分所述参比电极单元的导线2依次穿过一个导线穿出端(即图中所示的左端)的盖板3和盖帽9后引出到横向管6外，另一部分所述参比电极单元的导线2依次穿过另一个导线穿出端(即图中所示的右端)的盖板3和盖帽9后引出到横向管6外。在具体埋设横向管6时，横向管6的两端均露出地面以上。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：包括横向管，所述横向管内沿长度方向设有多个参比电极单元，所述参比电极单元包括第一绝缘套筒、呈筒状的参比电极和第二绝缘套筒，所述第一绝缘套筒套装于所述横向管内，所述参比电极套装于第一绝缘套筒内，所述第二绝缘套筒套装于参比电极内，所述第一绝缘套筒的筒壁上设有第一通孔，所述横向管的管壁上设有与所述第一通孔相对应的第二通孔，所述参比电极上连接有导线，所述导线从横向管的端头穿出。
2.根据权利要求1所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述第一绝缘套筒通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于横向管内，所述参比电极通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于第一绝缘套筒内，所述第二绝缘套筒通过螺纹连接、粘接或过盈配合的方式套装于参比电极内。
3.根据权利要求2所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述第一绝缘套筒的筒壁上设有多组第一通孔，每组第一通孔包括多个沿第一绝缘套筒周向均匀布置的第一通孔，多组第一通孔沿第一绝缘套筒的轴向均匀布置，所述横向管的管壁上设有与第一通孔一一对应布置的第二通孔。
4.根据权利要求3所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述第一绝缘套筒一端的横向管管壁上设有第一紧固件，所述第一绝缘套筒另一端的横向管管壁上设有第二紧固件，所述第一紧固件与第一绝缘套筒的一端相抵，所述第二紧固件与第一绝缘套筒的另一端相抵。
5.根据权利要求4所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述第一紧固件为螺钉，所述第一紧固件设为多个，多个第一紧固件沿横向管的周向均匀布置。
6.根据权利要求5所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述第二紧固件也为螺钉，所述第二紧固件也设为多个，多个第二紧固件沿横向管的周向均匀布置。
7.根据权利要求6所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述横向管的一端密封，横向管的另一端为导线穿出端，所述导线穿出端上密封连接有盖板，所述盖板上螺纹连接有盖帽，所述导线依次穿过盖板和盖帽后引出到横向管外。
8.根据权利要求6所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述横向管的两端均为导线穿出端，每个所述导线穿出端上均密封连接有盖板，所述盖板上螺纹连接有盖帽，一部分所述参比电极单元的导线依次穿过一个导线穿出端的盖板和盖帽后引出到横向管外，另一部分所述参比电极单元的导线依次穿过另一个导线穿出端的盖板和盖帽后引出到横向管外。
9.根据权利要求7或8所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述盖帽上连接有电缆套管，所述导线穿出盖帽后安装到电缆套管内。
10.根据权利要求9所述的定向钻穿越横向拖拽式参比电极系统，其特征在于：所述横向管为金属管或PE管，所述参比电极的材质为锌，多个所述参比电极单元沿横向管的长度方向均匀布置。
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