RU2695101C1 - Способ выполнения анодного заземления - Google Patents
Способ выполнения анодного заземления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695101C1 RU2695101C1 RU2018141438A RU2018141438A RU2695101C1 RU 2695101 C1 RU2695101 C1 RU 2695101C1 RU 2018141438 A RU2018141438 A RU 2018141438A RU 2018141438 A RU2018141438 A RU 2018141438A RU 2695101 C1 RU2695101 C1 RU 2695101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- pipes
- resistance
- anode grounding
- grounding
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 13
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных сооружений от грунтовой коррозии и может найти применение в нефтегазовой промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при выполнении анодного заземления. Способ включает определение уровней грунтовых вод и промерзания грунта на участке выполнения анодного заземления, бурение ниже этих уровней скважины вдоль защищаемого сооружения с выходом на дневную поверхность обоих концов скважины, установку в скважине труб из токопроводящего композита, размещение в трубах защитных электродов с выводом подключающих кабелей с обоих концов скважины, при этом вдоль защищаемого сооружения на участке выполнения анодного заземления пошагово измеряют переходное сопротивление изоляционного покрытия сооружения, разбивают участок выполнения анодного заземления на интервалы, характеризуемые различным сопротивлением покрытия, выбирают сопротивление труб из токопроводящего композита, соответствующего каждому интервалу, устанавливают трубы из токопроводящего композита таким образом, чтобы после их размещения в скважине трубы с определенным сопротивлением располагались в соответствующем интервале. Технический результат: повышение эффективности работы анодного заземления при различном сопротивлении изоляционного покрытия сооружения. 3 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных сооружений от грунтовой коррозии и может найти применение в нефтегазовой промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при выполнении анодного заземления.
Известно устройство горизонтального анодного заземления, включающее траншею, которую выполняют вдоль защищаемого сооружения, электроды анодного заземления, размещенные в траншее, контрольно-измерительные колонки для контроля эффективности электрохимической защиты, кабели для соединения электродов и токопроводящий раствор, покрывающий электроды (патент РФ № 2407824, опубл. 27.12.2010 г.).
К недостаткам способа относят трудоемкость выполнения заземления и его ремонта при наличии рядом с защищаемой конструкцией сторонних подземных трубопроводов, дорог с твердым покрытием, подземных линий связи, силовых кабелей, например на территории промышленных площадок компрессорных и насосных станций.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ выполнения анодного заземления, включающий бурение скважины преимущественно горизонтально, вдоль подземного сооружения с выходом на дневную поверхность с обоих концов скважины, обсадку скважины и протягивание в нее электродов с установкой их в горизонтальной части скважины, заполнение скважины электропроводящим материалом, при этом определяют уровень грунтовых вод и глубину промерзания грунта вдоль подземного сооружения. Горизонтальную часть скважины располагают ниже уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунта, скважину обсаживают перфорированными неметаллическими трубами или электропроводными трубами из композиционного материала, а электроды подключают к кабелям, выходящим на дневную поверхность с обоих концов скважины (патент РФ № 2521927 опубл. 10.07.2014 г.).
Недостатком данного способа является то, что в случае наличия дефектов изоляционного покрытия на защищаемом сооружении, при обеспечении катодной защиты данного сооружения, происходит неоптимальное распределение разности потенциалов «сооружение-земля». На участках с дефектами изоляционного покрытия наблюдается локальное снижение разности потенциалов «сооружение-земля», при общих значениях в пределах регламентируемых нормативной документацией (для газонефтепроводов ГОСТ Р 51164-98). Повышение разности потенциалов «сооружение-земля» на участках с дефектами изоляционного покрытия осуществляется за счет увеличения силы тока станций катодной защиты, что приводит к увеличению разности потенциалов «сооружение-земля» и может привести к выходу значений за границы максимально допустимого потенциала согласно нормативной документации.
Задача изобретения заключается в повышении эффективности работы анодного заземления при различном сопротивлении изоляционного покрытия сооружения.
Поставленная задача решается тем, что в способе выполнения анодного заземления, включающем определение уровней грунтовых вод и промерзания грунта на участке выполнения анодного заземления, бурение ниже этих уровней скважины вдоль защищаемого сооружения с выходом на дневную поверхность обоих концов скважины, установку в скважине труб из токопроводящего композита, размещение в трубах защитных электродов с выводом подключающих кабелей с обоих концов скважины, вдоль защищаемого сооружения на участке выполнения анодного заземления пошагово измеряют переходное сопротивление изоляционного покрытия сооружения, разбивают участок выполнения анодного заземления на интервалы, характеризуемые различным сопротивлением покрытия, выбирают сопротивление труб из токопроводящего композита, соответствующее каждому интервалу, устанавливают трубы из токопроводящего композита таким образом, чтобы после их размещения в скважине, трубы с определенным сопротивлением располагались в соответствующем интервале.
На фиг.1 показан график значений измеренной разности потенциалов «сооружение-земля» на подводном переходе магистрального газопровода через реку, из которого видно, что в местах повреждения изоляционного покрытия имеется локальное снижение разности потенциалов «сооружение-земля» ниже уровня Umin, регламентируемого нормативной документацией.
На фиг.2 показано сравнение распределения разности потенциалов «сооружение-земля» при защите от существующей станции катодной защиты с глубинными анодными заземлениями и при использовании защитного электрода, проложенного в трубах из токопроводящего композита с различным сопротивлением, на которой изображены:
1 – график распределения разности потенциалов «сооружение-земля» при защите от существующей станции катодной защиты;
2 – график распределения разности потенциалов «сооружение-земля» при использовании защитного электрода, проложенного в трубах из токопроводящего композита с различным сопротивлением.
Способ поясняет фиг.3, на которой изображены:
3 – защищаемое сооружение;
4 – скважина;
5 – уровень грунтовых вод;
6 – уровень промерзания грунта;
7 – поверхность грунта;
8 – кабели;
9 – защитный электрод;
10 – трубы из токопроводящего композита.
Способ выполнения анодного заземления осуществляют следующим образом.
Выполняют анализ гидрогеологических характеристик грунта вдоль защищаемого сооружения 3 (фиг.3). Методом наклонно-направленного либо горизонтально-направленного бурения бурят скважину 4, которая на участке действия анодного заземления параллельна защищаемому сооружению 3 и проходит ниже уровня грунтовых вод 5 и уровня промерзания грунта 6, в этом случае часть скважины, в которой расположены защитные электроды, постоянно находится в электропроводящем слое грунта, чем обеспечивается эффективность работы анодного заземления. Оба конца скважины выходят на дневную поверхность 7.
Измеряют переходное сопротивление изоляционного покрытия сооружения бесконтактными методами измерения.
Разбивают участок выполнения анодного заземления на интервалы, характеризуемые различным сопротивлением покрытия. Выбирают сопротивление труб из токопроводящего композита, соответствующее каждому интервалу.
В пробуренной скважине устанавливают трубы из токопроводящего композита 10 таким образом, чтобы после их размещения в скважине трубы с определенным сопротивлением располагались в соответствующем интервале, внутрь которых при помощи троса протягивают защитные электроды 9. Внутрь труб закачивают электропроводящий раствор.
Защитные электроды 9 подключают кабелями 8 к системе электрохимической защиты, при этом кабели выводят с обоих концов скважины 4, что снижает падение напряжения в кабелях и повышает надежность заземления.
Пример
Участок магистрального газопровода 3 пересекает реку (на фиг.3 не показано) шириной 1000 м и глубиной до десяти метров. На берегу расположена станция катодной защиты (на фиг.3 не показано). Методом катодной поляризации участка газопровода, а также при помощи бесконтактного измерителя тока, например БИТА-1, определяют, что на газопроводе под рекой имеются повреждения изоляционного покрытия газопровода значительных размеров, на участках с 550 до 590 м, с 710 до 730 м и на 820 м, что делает неэффективной катодную защиту, осуществляемую станцией катодной защиты, работающей с глубинными анодами, расположенными на берегу реки, и силой тока на выходе станции равной 0,8 А. В местах повреждения изоляционного покрытия имеется локальное снижение разности потенциалов «сооружение-земля» (фиг.1). Увеличение режимов работы станции катодной защиты приводит к превышению максимально допустимой разности потенциалов «сооружение-земля» по ГОСТ Р 51164-98 в местах с неповрежденным изоляционным покрытием, при этом разности потенциалов «сооружение-земля» в местах повреждения изоляционного покрытия не достигает требуемых значений. Выполнить ремонт изоляции не представляется возможным. Требуется установка дополнительного анодного заземления для станции катодной защиты вдоль газопровода на подводном переходе.
По проектной документации определяют глубину заложения трубопровода, тип и характеристики грунтов, уровень грунтовых вод в районе перехода и под ним.
Выбирают трубы, изготовленные из токопроводящего композита, с удельным электрическим сопротивлением токопроводящего композита равным 10000 Ом∙м, при этом для установки в зоне повреждения изоляционного покрытия газопровода выбирают трубы, изготовленные из токопроводящего композита, с удельным электрическим сопротивлением токопроводящего композита равным 10 Ом∙м.
При помощи оборудования для наклонно-направленного бурения (на фиг. не показано) бурят скважину 4 диаметром 168 мм, которая проходит на глубине заложения нижней образующей трубопровода 3 и выходит за 400 м от уреза воды (на фиг.3 не показано) в каждую сторону. В скважину 4 протягивают трубы 10 внешним диаметром 120 мм из токопроводящего композиционного материала, собирая колонну труб таким образом, чтобы трубы с меньшим сопротивлением после установки находились в районе повреждения изоляционного покрытия.
В трубы 10 закачивают электропроводный гель и протягивают защитный электрод (протяженный гибкий анод) 9 типа ПВЕК по ТУ 3435-005-97598003-2011 длиной 1000 м с кабелями 8, выходящими на дневную поверхность 7 из обоих концов скважины 4, и подключают их к станции катодной защиты (на фиг.3 не показано), расположенной на берегу.
Включают станцию катодной защиты и регулируют силу тока на выходе станции таким образом, чтобы разность потенциалов «сооружение-земля» находилась в пределах диапазона, соответствующего
ГОСТ Р 51164-98. Устанавливают, что при силе тока на выходе станции катодной защиты равной 0,12 А разность потенциалов «сооружение-земля» на подводном переходе газопровода соответствует ГОСТ Р 51164-98 (фиг.2).
ГОСТ Р 51164-98. Устанавливают, что при силе тока на выходе станции катодной защиты равной 0,12 А разность потенциалов «сооружение-земля» на подводном переходе газопровода соответствует ГОСТ Р 51164-98 (фиг.2).
Таким образом, использование способа выполнения анодного заземления с применением труб из токопроводящего композита, с различным сопротивлением в местах локального повреждения изоляционного покрытия, позволяет обеспечить разность потенциалов «сооружение-земля» в пределах диапазона, соответствующего ГОСТ Р 51164-98, на подводном переходе газопровода, при снижении силы тока на выходе станции катодной защиты в 6,5 раз, для данных условий.
Claims (1)
- Способ выполнения анодного заземления, включающий определение уровней грунтовых вод и промерзания грунта на участке выполнения анодного заземления, бурение ниже этих уровней скважины вдоль защищаемого сооружения с выходом на дневную поверхность обоих концов скважины, установку в скважине труб из токопроводящего композита, размещение в трубах защитных электродов с выводом подключающих кабелей с обоих концов скважины, отличающийся тем, что вдоль защищаемого сооружения на участке выполнения анодного заземления пошагово измеряют переходное сопротивление изоляционного покрытия сооружения, разбивают участок выполнения анодного заземления на интервалы, характеризуемые различным сопротивлением покрытия, выбирают трубы из токопроводящего композита с сопротивлением, соответствующим каждому интервалу, и устанавливают их в скважине в соответствующем интервале.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018141438A RU2695101C1 (ru) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Способ выполнения анодного заземления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018141438A RU2695101C1 (ru) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Способ выполнения анодного заземления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2695101C1 true RU2695101C1 (ru) | 2019-07-19 |
Family
ID=67309522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018141438A RU2695101C1 (ru) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Способ выполнения анодного заземления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2695101C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738716C1 (ru) * | 2020-06-09 | 2020-12-15 | Сергей Александрович Никулин | Способ выполнения глубинного анодного заземления |
| RU2751713C1 (ru) * | 2020-12-02 | 2021-07-16 | Акционерное общество "Гипрогазцентр" | Способ выполнения анодного заземления |
| CN114351151A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 浙江钰烯腐蚀控制股份有限公司 | 一种穿越河流段管道的阴极保护系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2287047C1 (ru) * | 2005-04-19 | 2006-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара |
| RU2427668C1 (ru) * | 2010-09-24 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ анодного заземления металлического резервуара |
| RU2521927C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Способ выполнения анодного заземления |
-
2018
- 2018-11-26 RU RU2018141438A patent/RU2695101C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2287047C1 (ru) * | 2005-04-19 | 2006-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара |
| RU2427668C1 (ru) * | 2010-09-24 | 2011-08-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ анодного заземления металлического резервуара |
| RU2521927C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Способ выполнения анодного заземления |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738716C1 (ru) * | 2020-06-09 | 2020-12-15 | Сергей Александрович Никулин | Способ выполнения глубинного анодного заземления |
| RU2751713C1 (ru) * | 2020-12-02 | 2021-07-16 | Акционерное общество "Гипрогазцентр" | Способ выполнения анодного заземления |
| RU2751713C9 (ru) * | 2020-12-02 | 2021-09-07 | Акционерное общество "Гипрогазцентр" | Способ выполнения анодного заземления |
| CN114351151A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 浙江钰烯腐蚀控制股份有限公司 | 一种穿越河流段管道的阴极保护系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2695101C1 (ru) | Способ выполнения анодного заземления | |
| CN106676541B (zh) | 一种金属管道杂散电流腐蚀防护方法 | |
| CN203320127U (zh) | 长输管线工艺站场埋地管道阴极保护系统 | |
| CN106987845B (zh) | 一种区域阴极保护电流需求量的测定方法 | |
| Adegboyega et al. | Assessment of soil resistivity on grounding of electrical systems: A case study of North-East Zone, Nigeria | |
| RU2521927C1 (ru) | Способ выполнения анодного заземления | |
| CN107893231B (zh) | 限制直流接地极腐蚀埋地金属管道的防护方法及埋地系统 | |
| RU2407824C1 (ru) | Устройство горизонтального анодного заземления в грунтах с высоким электрическим сопротивлением | |
| RU2288529C1 (ru) | Заземляющее устройство для опор воздушных линий электропередач | |
| AU2021107346B4 (en) | Method for Installing an Earthing System | |
| RU2303123C1 (ru) | Способ совместной эксплуатации скважины и нефтепромыслового трубопровода | |
| Wang et al. | Seasonal variations of tower footing impedance in various transmission line grounding systems | |
| CN116029244A (zh) | 一种在直流入地电流影响下埋地金属管道等效电路模型 | |
| RU2738716C1 (ru) | Способ выполнения глубинного анодного заземления | |
| RU2751713C9 (ru) | Способ выполнения анодного заземления | |
| CN209691432U (zh) | 一种耐拖拉的电缆 | |
| RU2777824C1 (ru) | Способ нахождения количества дополнительных анодных заземлителей, необходимых для обеспечения защитной разности потенциалов "труба-земля" на участке трубопровода | |
| Win et al. | Design consideration of electrical earthing system for high-rise building | |
| Sirola | Review of Recent Developments in Induced AC Current Corrosion Mitigation Design, Materials, Installation and Monitoring Technologies | |
| CN105356079B (zh) | 集约型接地极与安装方法 | |
| RU2233912C1 (ru) | Способ защиты от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью | |
| Saida et al. | AC corrosion induced by high voltage power line on cathodically protected pipeline | |
| Zamanzadeh et al. | AC Interference Corrosion, Corrosive Soil, Design Issues, Zinc Ribbon and Corrosion Mitigation | |
| CN108823574B (zh) | 柔性阳极 | |
| RU2636539C1 (ru) | Способ катодной защиты обсадных колонн скважин и нефтепромысловых трубопроводов от коррозии |