RU2738716C1 - Method for bottom-hole anode earthing - Google Patents

Method for bottom-hole anode earthing Download PDF

Info

Publication number
RU2738716C1
RU2738716C1 RU2020119989A RU2020119989A RU2738716C1 RU 2738716 C1 RU2738716 C1 RU 2738716C1 RU 2020119989 A RU2020119989 A RU 2020119989A RU 2020119989 A RU2020119989 A RU 2020119989A RU 2738716 C1 RU2738716 C1 RU 2738716C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
pipes
installation
electric resistance
soil
Prior art date
Application number
RU2020119989A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Никулин
Евгений Львович Карнавский
Original Assignee
Сергей Александрович Никулин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Александрович Никулин filed Critical Сергей Александрович Никулин
Priority to RU2020119989A priority Critical patent/RU2738716C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2738716C1 publication Critical patent/RU2738716C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F13/00Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus

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

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to electrochemical protection of underground structures against ground corrosion and can be used in oil and gas industry, as well as in municipal services when performing anode earthing of deep-lying in systems of electrochemical protection of main pipelines and other underground metal structures from corrosion. Method includes drilling of well, installation in pipe of current conducting composite pipes, placement in tubes of protective electrodes with output of connecting cable and filling of tube with current-conducting gel, wherein before drilling well vertical electrical probing of installation place, according to the results, anode grounding section is divided into intervals characterized by different specific electric resistance of soil, pipes are selected from current-conducting composite with specific electric resistance corresponding to each interval, and installed in well in appropriate interval so that pipes with lower electric resistance after installation were in soil with high electric resistance.
EFFECT: technical result consists in simplification of installation of bottom anode earthing, maintenance of its repairability, as well as higher efficiency of its operation due to the installation of electrodes in current conducting pipes with different specific electric resistance, which is selected taking into account the electrical resistance of soil layers.
1 cl, 1 dwg, 1 ex

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 глубинного заложения в системах электрохимической защиты магистральных трубопроводов и других подземных металлических сооружений от коррозии.The invention relates to the field of electrochemical protection of underground structures from soil corrosion and can be used in the oil and gas industry, as well as in the utilities when performing anodic grounding of deep burial in the systems of electrochemical protection of main pipelines and other underground metal structures from corrosion.

Известно глубинное заземление, содержащее гирлянду из последовательно соединенных между собой и соединенных с магистральным кабелем электродных блоков, каждый из которых размещен в заполненном активатором металлическом корпусе, через который проходит магистральный кабель и газоотводная труба (SU 399949, МПК H01R 4/66, публ.03.10.73).It is known deep grounding, containing a garland of electrode blocks connected in series and connected to the main cable, each of which is located in a metal case filled with an activator, through which the main cable and a gas outlet pipe pass (SU 399949, IPC H01R 4/66, publ. 03.10 .73).

Недостатком известных устройств является сложность транспортировки заземления и его монтажа на трассе, а также не ремонтопригодность данной конструкции.The disadvantage of the known devices is the complexity of transportation of grounding and its installation on the route, as well as the lack of maintainability of this design.

Известно глубинное заземление, состоящее из эластомерного протяженного электрода - анодного тела заземлителя кабельного типа, и кабеля подключения к электроду, при этом пространство между электродом и стенками скважины заполнено коксовой мелочью (патент РФ 2225420, публ. 03.10.2004).It is known deep grounding, consisting of an elastomeric extended electrode - an anode body of a cable-type ground electrode, and a cable for connecting to the electrode, while the space between the electrode and the borehole walls is filled with coke breeze (RF patent 2225420, publ. 03.10.2004).

Недостатком данного устройства является сложность его монтажа на трассе, возможная неравномерная засыпка коксовым заземлителем, с образованием пустот, а также не ремонтопригодность данной конструкции.The disadvantage of this device is the complexity of its installation on the route, possible uneven backfilling with a coke ground electrode, with the formation of voids, as well as the non-maintainability of this design.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ выполнения анодного заземления, включающий определение уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунта вдоль подземного сооружения, 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, заполнение скважины электропроводящим материалом, 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, соответствующее каждому интервалу, устанавливают трубы из токопроводящего композита таким образом, чтобы после их размещения в скважине, трубы с определенным сопротивлением располагались в соответствующем интервале (патент РФ 2695101, публ. 02.07.2018).Closest to the claimed invention is a method of performing anode grounding, including determining the level of groundwater and the depth of soil freezing along an underground structure, drilling below these levels of the well along the protected structure with access to the day surface of both ends of the well, installing conductive composite pipes in the well, placing in the pipes of protective electrodes with the output of connecting cables from both ends of the well, filling the well with electrically conductive material, while along the protected structure in the area where the anode grounding is performed, the transient resistance of the insulating coating of the structure is measured step by step, the area where the anode grounding is performed is divided into intervals characterized by different resistance of the coating, choose the resistance of conductive composite pipes, corresponding to each interval, install conductive composite pipes in such a way that, after placing them in the well, pipes with a certain th resistance were located in the corresponding interval (RF patent 2695101, publ. 02.07.2018).

Недостатком данного способа является то, что он напрямую не приспособлен для организации глубинного анодного заземления, а также при его выполнении не учитывается удельное электрическое сопротивление грунта, в котором он прокладывается.The disadvantage of this method is that it is not directly adapted to the organization of deep anode grounding, and also when it is not taken into account the specific electrical resistance of the soil in which it is laid.

Задача изобретения заключается в разработке нового ремонтопригодного способа выполнения глубинного анодного заземления с учетом удельного электрического сопротивления слоев грунта, в котором оно устанавливается.The objective of the invention is to develop a new maintainable method for performing deep anode grounding, taking into account the specific electrical resistance of the soil layers in which it is installed.

Технический результат заключается в упрощении процесса монтажа глубинного анодного заземления, обеспечении его ремонтопригодности, а также повышении эффективности его работы за счет прокладки электродов в токопроводящих трубах с различным удельным электрическим сопротивлением, выбираемым с учетом удельного электрического сопротивления слоев грунта. Результатом изобретения является также удешевление монтажа заземления. The technical result consists in simplifying the process of installing deep anode grounding, ensuring its maintainability, as well as increasing the efficiency of its operation by laying electrodes in conductive pipes with different electrical resistivity, selected taking into account the electrical resistivity of soil layers. The result of the invention is also a reduction in the cost of grounding installation.

Поставленная задача решается тем, что в способе выполнения глубинного анодного заземления, включающем бурение скважины, установку в скважине труб из токопроводящего композита, размещение в трубах защитных электродов с выводом подключающего кабеля и заполнение трубы токопроводящим гелем, при этом перед бурением скважины проводят вертикальное электрическое зондирование места установки, по результатам которого разбивают участок выполнения анодного заземления на интервалы, характеризуемые различным удельным электрическим сопротивлением грунта, выбирают трубы из токопроводящего композита с удельным электрическим сопротивлением, соответствующим каждому интервалу и устанавливают их в скважине в соответствующем интервале таким образом, чтобы трубы с меньшим электрическим сопротивлением после установки находились в грунте с высоким электрическим сопротивлением.The problem is solved by the fact that in the method of performing deep anode grounding, including drilling a well, installing conductive composite pipes in the well, placing protective electrodes in the pipes with a connecting cable outlet and filling the pipe with conductive gel, while before drilling the well, vertical electrical sounding of the site is carried out the installation, according to the results of which the section for performing anode grounding is divided into intervals characterized by different specific electrical resistance of the soil, pipes are selected from a conductive composite with a specific electrical resistance corresponding to each interval and installed in the well in the corresponding interval so that pipes with a lower electrical resistance after installation, they were in soil with high electrical resistance.

Способ поясняет фиг., на которой изображено:The method is illustrated in Fig., Which shows:

1 - скважина;1 - well;

2 - слои грунта с различным удельным электрическим сопротивлением;2 - soil layers with different electrical resistivity;

3 - поверхность грунта;3 - soil surface;

4 - трубы из токопроводящего композита;4 - conductive composite pipes;

5 - защитный электрод;5 - protective electrode;

6 - токопроводящий гель;6 - conductive gel;

7 - кабели;7 - cables;

8 - контрольно-измерительный пункт;8 - control and measuring point;

9 - кондуктор.9 - conductor.

Способ выполнения глубинного анодного заземления осуществляют следующим образом.The method for performing deep anode grounding is as follows.

Выбирают площадку для размещения глубинного анодного заземления. Выполняют вертикальное электрическое зондирование места установки глубинного анодного заземления и определяют удельное электрическое сопротивление слоев грунта 2, через которые оно будет проходить при его монтаже. Методом роторного бурения бурят скважину 1.A site is selected for placing the deep anode grounding. Vertical electrical sounding of the installation site of the deep anode grounding is performed and the electrical resistivity of the soil layers 2 through which it will pass during its installation is determined. Well 1 is drilled by rotary drilling.

Разбивают участок выполнения глубинного анодного заземления на интервалы, характеризуемые удельным электрическим сопротивлением грунта. Выбирают сопротивление труб из токопроводящего композита, соответствующее каждому интервалу.The section for performing deep anode grounding is divided into intervals characterized by the specific electrical resistance of the soil. Select the pipe resistance from the conductive composite corresponding to each interval.

В пробуренной скважине устанавливают трубы из токопроводящего композита 4 таким образом, чтобы после их размещения в скважине трубы с определенным сопротивлением располагались в соответствующем интервале, внутрь которых опускают защитные электроды 5. Внутрь труб закачивают токопроводящий гель 6.In the drilled well, pipes made of a conductive composite 4 are installed so that after they are placed in the well, pipes with a certain resistance are located in the appropriate interval, into which protective electrodes 5 are lowered 5. Conductive gel 6 is pumped into the pipes.

Защитные электроды 5 подключают кабелями 7 к системе электрохимической защиты через контрольно-измерительный пункт 8.Protective electrodes 5 are connected with cables 7 to the electrochemical protection system through the control and measuring point 8.

Установка токопроводящих труб с различным электрическим сопротивлением в зависимости от удельного электрического сопротивления слоев грунта приводит к плавному растеканию защитного тока по всей протяженности анода и соответственно приводит к увеличению ресурса анодного заземления.Installation of conductive pipes with different electrical resistance, depending on the specific electrical resistance of the soil layers, leads to a smooth spreading of the protective current along the entire length of the anode and, accordingly, leads to an increase in the resource of the anode grounding.

Пример.Example.

Для осуществления электрохимической защиты от коррозии участка магистрального газопровода была запроектирована станция катодной защиты мощностью 1 кВт работающая с пятидесятиметровым глубинным анодным заземлением. Выбрана площадка для установки глубинного анодного заземления. На данной площадке проведены измерения удельного электрического сопротивления слоев грунта на глубину 50 метров методом вертикального электрического зондирования. По результатам вертикального электрического зондирования установлено, что имеются три слоя грунта с различными показателями удельного электрического сопротивления (45 Ом⋅м, 560 Ом⋅м, 38 Ом⋅м).For the implementation of electrochemical corrosion protection of the main gas pipeline section, a cathodic protection station with a capacity of 1 kW was designed, operating with a fifty-meter deep anode grounding. The site for the installation of deep anode grounding was selected. At this site, measurements of the electrical resistivity of soil layers to a depth of 50 meters were carried out using the method of vertical electrical sounding. According to the results of vertical electrical sounding, it was found that there are three layers of soil with different indices of specific electrical resistance (45 Ohm⋅m, 560 Ohm⋅m, 38 Ohm⋅m).

Выбирают трубы, изготовленные из токопроводящего композита, с удельным электрическим сопротивлением токопроводящего композита равным 10000 Ом⋅м, при этом для установки в грунте с показателями удельного электрического сопротивления 560 Ом⋅м, выбирают трубы, изготовленные из токопроводящего композита, с удельным электрическим сопротивлением токопроводящего композита равным 10 Ом⋅м, что приводит к более плавному растеканию защитного тока со всей поверхности защитного электрода.Pipes made of a conductive composite are selected with a specific electrical resistance of a conductive composite equal to 10,000 Ohm⋅m, while for installation in soil with a specific electrical resistance of 560 Ohm⋅m, pipes made of a conductive composite with a specific electrical resistance of a conductive composite are selected equal to 10 Ohm⋅m, which leads to a smoother spreading of the protective current from the entire surface of the protective electrode.

При помощи оборудования для роторного бурения (на фиг. не показано) бурят скважину 1 диаметром 168 мм, на глубину 50 метров. В скважину 1 протягивают трубы 4 внешним диаметром 120 мм из токопроводящего композиционного материала собирая колонну труб таким образом, чтобы трубы с меньшим сопротивлением после установки находились в грунте с высоким удельным электрическим сопротивлением.Using equipment for rotary drilling (not shown in the figure), a well 1 with a diameter of 168 mm is drilled to a depth of 50 meters. Pipes 4 with an outer diameter of 120 mm from a conductive composite material are pulled into the borehole 1, collecting the pipe string so that the pipes with lower resistance, after installation, are in the soil with high electrical resistivity.

В трубы 6 опускают защитный электрод (протяженный гибкий анод) 7 типа ПВЕК.АЗП по ТУ 3435-005-97598003-2011 длиной 1000 м с кабелем 8, выходящим на дневную поверхность 3, и подключают его к станции катодной защиты (на фиг. 3 не показано) через контрольно-измерительный пункт 8.A protective electrode (extended flexible anode) 7 of type PVEK.AZP according to TU 3435-005-97598003-2011 with a length of 1000 m with a cable 8 extending to the day surface 3 is lowered into pipes 6 and connected to the cathodic protection station (in Fig. 3 not shown) via gage 8.

Закачивают электропроводный гель в трубу для создания гарантированного электрического контакта между защитным электродом и трубами из токопроводящего композита. Также, наличие геля способствует повышению ремонтопригодности данной конструкции.Electrically conductive gel is pumped into the pipe to create a guaranteed electrical contact between the protective electrode and conductive composite pipes. Also, the presence of the gel helps to increase the maintainability of this design.

Claims (1)

Способ выполнения анодного заземления, включающий бурение скважины, установку в скважине труб из токопроводящего композита, размещение в трубах защитных электродов с выводом подключающего кабеля, заполнение трубы токопроводящим гелем, отличающийся тем, что перед бурением скважины проводят вертикальное электрическое зондирование места установки, по результатам которого разбивают участок выполнения анодного заземления на интервалы, характеризуемые различным удельным электрическим сопротивлением грунта, выбирают трубы из токопроводящего композита с удельным электрическим сопротивлением, соответствующим каждому интервалу, и устанавливают их в скважине в соответствующем интервале таким образом, чтобы трубы с меньшим электрическим сопротивлением после установки находились в грунте с высоким электрическим сопротивлением.A method for performing anode grounding, including drilling a well, installing conductive composite pipes in the well, placing protective electrodes in the pipes with a connecting cable outlet, filling the pipe with conductive gel, characterized in that before drilling the well, vertical electrical sounding of the installation site is carried out, the results of which are broken the section for performing anode grounding at intervals characterized by different electrical resistivity of the soil, pipes are selected from a conductive composite with a specific electrical resistance corresponding to each interval, and they are installed in the well in the corresponding interval so that pipes with a lower electrical resistance are in the ground after installation with high electrical resistance.
RU2020119989A 2020-06-09 2020-06-09 Method for bottom-hole anode earthing RU2738716C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119989A RU2738716C1 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Method for bottom-hole anode earthing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119989A RU2738716C1 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Method for bottom-hole anode earthing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738716C1 true RU2738716C1 (en) 2020-12-15

Family

ID=73835048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119989A RU2738716C1 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Method for bottom-hole anode earthing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738716C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138106C1 (en) * 1998-10-16 1999-09-20 Зорин Анатолий Иванович Deep-well grounding system
CN201109797Y (en) * 2007-10-09 2008-09-03 东营市永雄科技有限责任公司 Deep well anode antisepsis protective equipment
RU2521927C1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" Anodic earthing method
RU2695101C1 (en) * 2018-11-26 2019-07-19 Акционерное общество "Гипрогазцентр" Method of making anode grounding

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138106C1 (en) * 1998-10-16 1999-09-20 Зорин Анатолий Иванович Deep-well grounding system
CN201109797Y (en) * 2007-10-09 2008-09-03 东营市永雄科技有限责任公司 Deep well anode antisepsis protective equipment
RU2521927C1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" Anodic earthing method
RU2695101C1 (en) * 2018-11-26 2019-07-19 Акционерное общество "Гипрогазцентр" Method of making anode grounding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2695101C1 (en) Method of making anode grounding
RU2521927C1 (en) Anodic earthing method
US20220334005A1 (en) Deep well grounding electrode and deep well grounding electrode monitoring system
BR112019021652A2 (en) WELL BACKGROUND HUMID CONNECTION SYSTEM, METHOD FOR FORMING A WELL BACKGROUND ALTERNATE CURRENT CONNECTION AND APPLIANCE TO FORM A WELL BACKGROUND ALTERNATE CURRENT CONNECTION
CN109546366B (en) Upper end insulation structure of deep well type grounding electrode
RU2738716C1 (en) Method for bottom-hole anode earthing
RU2427668C1 (en) Method of anodic grounding of metallic tank
CN113007611B (en) Monitoring system for gas pipeline crossing river bottom
RU2407824C1 (en) Device of horizontal anode earthing in soils with high electric resistance
CN101740886B (en) Anti-corrosion grounding device
RU2394942C1 (en) Procedure for anode earthing
Dabkowski et al. Mitigation of Buried Pipeline Voltages Due to 60 Hz AC Inductive Coupling Part II--Pipeline Grounding Methods
AU2021107346B4 (en) Method for Installing an Earthing System
RU2751713C9 (en) Method to provide anode protection
CN109136938A (en) Cathodic protection of underground pipeline anti-corrosion method
CN209691432U (en) A kind of resistance to dilatory cable
RU2303123C1 (en) Method for joint well and oil pipeline usage
US6866770B2 (en) Protective ground mat for induced potentials and method therefor
CN109872845A (en) A kind of resistance to dilatory cable
RU2733882C1 (en) Prefabricated grounding and lightning protection system and method of its installation
KR100754488B1 (en) Earth unit and earth method using the same
RU2233912C1 (en) Method of protection against corrosion of the pipelines transporting the high watering petroleum
RU2231575C1 (en) Device for cathodic protection of a well pump and an electric cable for power feeding to an electric motor of the protected well pump
CN108823574B (en) Flexible anode
Win et al. Design consideration of electrical earthing system for high-rise building