SU1664874A1 - Subsurface bore hole anode ground conductor - Google Patents

Subsurface bore hole anode ground conductor Download PDF

Info

Publication number
SU1664874A1
SU1664874A1 SU894725274A SU4725274A SU1664874A1 SU 1664874 A1 SU1664874 A1 SU 1664874A1 SU 894725274 A SU894725274 A SU 894725274A SU 4725274 A SU4725274 A SU 4725274A SU 1664874 A1 SU1664874 A1 SU 1664874A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
casing
shell
electrodes
current lead
earthing
Prior art date
Application number
SU894725274A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Дмитриевич Ягмур
Александр Васильевич Зуев
Владимир Николаевич Бассак
Владимир Михайлович Мирошников
Original Assignee
Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз"
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 Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" filed Critical Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз"
Priority to SU894725274A priority Critical patent/SU1664874A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1664874A1 publication Critical patent/SU1664874A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к катодной защите подземных сооружений от коррозии. Цель изобретени  - увеличение срока службы и снижение эксплуатационных затрат. Анодный заземлитель содержит токоввод 1 в изол ции 2, отделенный слоем диэлектрика 3 от оболочки 4. Снаружи к оболочке 4 приварены прот женные стальные электроды 5 таким образом, что их поверхности образуют защитный кожух 6 со сквозными продольными полост ми 7. В верхней части заземлитель снабжен дополнительным кожухом 8 из неэлектропроводного материала с перфорированной верхней крышкой 9. Электрический контакт 10 токоввода 1 с оболочкой 4 защищен заглушкой 11. Увеличение срока службы и снижение эксплуатационных затрат достигаетс  тем, что электроды приварены к внешней поверхности оболочки таким образом, что их поверхности образуют кожух, свободное пространство между токовводом и оболочкой заполнено диэлектриком, определенным соотношением длины кожуха и оболочки у забо , а также введением в устройство дополнительного защитного кожуха и перфорированной крышки. 1 с.п.ф-лы, 2 з.п.ф-лы, 4 ил.This invention relates to cathodic protection of underground structures against corrosion. The purpose of the invention is to increase the service life and reduce operating costs. The anode earthing device contains a current lead 1 in insulation 2, separated by a layer of dielectric 3 from the sheath 4. Outside the sheath 4 is welded by extended steel electrodes 5 so that their surfaces form a protective casing 6 with through longitudinal cavities 7. In the upper part, the earthing switch is provided an additional casing 8 of non-conductive material with a perforated top cover 9. The electrical contact 10 of the current lead 1 with the sheath 4 is protected by a plug 11. The increase in service life and reduced operating costs is achieved by The electrodes are welded to the outer surface of the shell in such a way that their surfaces form a casing, the free space between the current lead and the casing is filled with a dielectric, determined by the ratio of the length of the casing and the casing at the bottom, as well as inserting an additional protective casing and a perforated cover into the device. 1 sp of f-ly, 2 cp of f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к катодной защите подземных сооружений от коррозии и передаче тока на рассто ние по системе провод-земл , конкретно к заземл ющим устройствам положительной пол рности, и предназначено дл  применени  в нефт ной , газовой, энергетической промышленности , а также в коммунальном хоз йстве.The invention relates to cathodic protection of underground structures against corrosion and the transfer of current over a distance through a wire-to-ground system, specifically to positive polarity earthing devices, and is intended for use in the oil, gas, energy industry, as well as in public utility.

Цель изобретени  - увеличение срока службы и снижение эксплуатационных затрат .The purpose of the invention is to increase the service life and reduce operating costs.

На фиг. 1 представлен заземлитель; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3, а, б, в - примеры использовани  разных прот женных стальных профилей-электродов; на фиг, 4 - нижн   часть заземлител  у забо .FIG. 1 shows a grounding conductor; in fig. 2 is a section along A-A in FIG. one; in fig. 3, a, b, c are examples of the use of different extended steel electrode profiles; FIG. 4 shows the bottom portion of the earth conductor at the bottom.

Анодный заземлитель содержит токоввод 1 в изол ции 2, отделенный слоем диэлектрика 3 от оболочки 4. Снаружи к оболочке 4 приварены прот женные стальные электроды 5 таким образом, что их поверхности образуют защитный кожух 6 со сквозными продольными полост ми 7. В верхней части заземлитель снабжен дополнительным кожухом 8 из неэлектропроводного материала, например полиэтилена, с перфорированной верхней крышкой 9, причем этот кожух выступает над поверхностью земли. Электрический контакт 10 токовводаThe anode earthing device contains a current lead 1 in insulation 2, separated by a layer of dielectric 3 from the sheath 4. Outside the sheath 4 is welded by extended steel electrodes 5 so that their surfaces form a protective casing 6 with through longitudinal cavities 7. In the upper part, the earthing switch is provided additional casing 8 of non-conductive material, such as polyethylene, with a perforated top cover 9, and this casing protrudes above the ground. Electrical contact 10 current lead

ON О N 00ON O N 00

22

1 с оболочкой 4 осуществл етс  электросваркой в верхней и нижней части заземли- тел  и защищаетс  заглушкой 11. На фиг. 3 показаны рабочие поверхности 12 электродов 5.1 with sheath 4 is electrically welded at the top and bottom of the earthing switch and protected by a plug 11. In FIG. 3 shows the working surfaces of 12 electrodes 5.

Заземлитель работает следующим образом .Grounding works as follows.

В первый период эксплуатации (до электрохимического растворени  защитного ко- ,жуха) электрический контакт с грунтовым электролитом осуществл етс  только по поверхности электродов. Благодар  замене токопроводимой засыпки (активатора) между токовводом и оболочкой на диэлектрик и наличию сварных контактных соединений токоввода с оболочкой электрическа  цепь между токовводом и электродами осущест- л етс  только посредством металлической св зи по цепочке токоввод - сварные контактные соединени  - оболочки - электроды . Последним звеном в этой цепочке  вл ютс  электроды, поэтому только они и подвергаютс  электрохимическому растворению , а у оболочки (до растворени  защитного кожуха) и у токоввода (до растворени  оболочки) функци  электрода (т.е. стекание с поверхности в грунт тока) отсутствует, Таким образом, благодар  этому исключаетс  один из основных недостатков известного заземлител , заключающийс  в двойном электрохимическом растворении материалов заземлител  и значительном непроизводительном перерасходе материалов.In the first period of operation (before the electrochemical dissolution of the protective casing), electrical contact with the ground electrolyte is made only over the surface of the electrodes. Due to the replacement of the conductive backfill (activator) between the current lead and the cladding on the dielectric and the presence of the welded contact connections of the current lead to the cladding, the electrical circuit between the current lead and the electrodes is made only through a metallic connection along the current lead circuit - the welded contact joints - shells - electrodes. The last link in this chain is the electrodes, so only they undergo electrochemical dissolution, and in the shell (before the protective casing dissolves) and at the current lead (before the shell dissolves), the electrode function (i.e., there is no current flowing from the surface into the ground) Thus, due to this, one of the main disadvantages of the known earthing switch, consisting in double electrochemical dissolution of the grounding materials and a significant unproductive waste of materials, is eliminated.

По периметру заземлител  ток стекает крайне неравномерно. Такое неравномер ное распределение тока обеспечиваетс  целенаправленно путем придани  рабочей поверхности электродов специального рельефа - остри  или участков с максимальным радиусом кривизны (фиг. 3).Along the perimeter of the earthing current flows extremely unevenly. Such an uneven current distribution is provided purposefully by imparting a special relief to the working surface of the electrodes — the points or the sections with the maximum radius of curvature (Fig. 3).

Особа  форма рабочей поверхности электродов обеспечивает максимальное про вление на всей их длине эффектов краевого стекани  тока. Стекающий ток концентрируетс  именно на этих рабочих поверхност х - остри х, и участки электродов между остри ми практически не подвержены электрохимическому растворению , т.е., плотность тока на них из-за эффек- тов экранировани  минимальна, т.е. происходит автоматическое перераспределение плотности стекающего в грунт тока по поверхности заземлител  в зависимости от измен ющихс  электрофизических свойств грунта. На участках, где происходит ускоренное растворение рабочих поверхностей, - остри х, быстро уменьшаетс  эффективный диаметр заземлител , что приводит к возрастанию на этом участке переходного сопротивлени  электрод-грунт и уменьше- The special shape of the working surface of the electrodes provides maximum appearance of edge current draining over the entire length of their effects. The flowing current is concentrated on these working surfaces, the points, and the areas of the electrodes between the points are practically not subject to electrochemical dissolution, i.e., the current density on them is minimal due to the shielding effects, i.e. An automatic redistribution of the density of the current flowing into the ground along the grounding surface occurs depending on the changing electrophysical properties of the soil. In the areas where accelerated dissolution of the working surfaces occurs, - the tips, the effective diameter of the earthing device quickly decreases, which leads to an increase in the electrode-ground transient resistance in this area and

нию величины стекающего тока. Это про вл етс  автоматически, без дополнительных внешних воздействий, и обеспечивает исключение локальных разрушений, (например,the amount of current flowing. This appears automatically, without additional external influences, and provides for the elimination of local damage (for example,

5 перерезаний заземлител  и безвозвратных потерь материала.5 cuts earthing and irretrievable loss of material.

Важную роль в работе заземлител  играет обеспечение надежности контактных соединений. С целью исключени  преждев10 ременного выхода контактных соединений из стро  в данном заземлителе предусмотрены специальные элементы. Нижнее контактное соединение надежно защищаетс  от ускоренного разрушени , вызываемогоAn important role in the work of a grounding conductor is played by ensuring the reliability of contact connections. In order to eliminate the pre-belt output of contact joints, special elements are provided in this earthing switch. The lower contact connection is reliably protected from accelerated destruction caused by

15 эффектом концевого стекани  тока, экраном , который образован выступающими за пределы оболочки по всему периметру электродами .15 by the effect of end current drainage, a screen that is formed by electrodes protruding beyond the shell along the entire perimeter.

Длина I выступающей части электродовLength I of the protruding part of the electrodes

20 удовлетвор ет соотношению20 satisfies the ratio

I 3d,I 3d,

где d - диаметр оболочки (фиг. 4) Этот раз- 25 мер выбираетс  из тех сооружений, что необходимо полностью исключить стекание тока с оболочки в грунт. Дл  этого угол а должен быть меньше 10°. С другой стороны,where d is the diameter of the shell (Fig. 4). This size is chosen from those structures that it is necessary to completely eliminate current drainage from the shell to the ground. For this, the angle a must be less than 10 °. On the other hand,

30 а arctg ( у ). поэтому arctg ( - ) ,30 a arctg (y). therefore arctg (-),

откуда следует соотношение между длиной выступающей части электродов и диаметром оболочки.where the ratio between the length of the protruding part of the electrodes and the diameter of the shell.

В верхней части заземлитель снабжен 35 дополнительным защитным кожухом из неэлектропроводного материала. Этот кожух полностью исключает стекание тока в грунт с верхней части заземлител , что предупреждает электрохимическое растворение 40 контактного соединени , а также снижает величину электрического потенциала на поверхности земли, увеличивает эффект глубинного растекани  токаIn the upper part, the earthing switch is equipped with an additional protective cover of non-conductive material. This casing completely prevents current from flowing into the ground from the top of the earthing, which prevents the electrochemical dissolution of the contact connection 40, and also reduces the amount of electric potential on the earth's surface, increases the effect of the deep current spreading

Надежные контактные соединени  вReliable contact connections in

совокупности с автоматическим перераспределением тока по длине электродов позвол ют избежать безвозвратных потерь материалов и добитьс  увеличени  коэффициента использовани  материала электродов и оболочки практически до 100% Действительно, сама оболочка вообще начинает подвергатьс  электрохимическому растворению только после того, как растворитс  не менее 60-70 мае % электродов Затем, если даже про какой-либо исключительной причине происходит разрушение оболочки, заземлитель не выходит из стро  а продолжает работать в виде двух электродов , питаемых от одного токоввода, до полного электрохимического растворени  материала оболочки.Combined with automatic redistribution of current along the length of the electrodes, you can avoid irretrievable loss of materials and increase the utilization rate of the electrode material and the shell to almost 100%. Indeed, the shell itself generally begins to undergo electrochemical dissolution only after the% of electrodes have been dissolved. Then, even if for some exceptional reason the shell is destroyed, the earthing switch does not go out of service and continues to work in the form of two Electrodes fed from one current lead until complete electrochemical dissolution of the shell material.

В данном заземлителе элементы стальных прот женных профилей образуют продольные сквозные полости по всей длине оболочки (фиг. 3). Эти полости  вл ютс  каналами дл  отвода газов на поверхность земли. Выдел ющиес  газы скапливаютс  под дополнительным кожухом и удал ютс  на поверхность земли благодар  тому, что кожух выступает над поверхностью земли и имеет перфорированную верхнюю крышку. Свобода газовыделени  обеспечиваетс  на всех этапах работы заземлител .In this grounding device, the elements of steel extended profiles form longitudinal through cavities along the entire length of the shell (Fig. 3). These cavities are channels for venting gases to the surface of the earth. Emitted gases accumulate under the additional casing and are removed to the surface of the earth due to the fact that the casing protrudes above the surface of the earth and has a perforated top cover. Freedom of gassing is ensured at all stages of the work of the earthing switch.

В первый период работы заземлител , например из цилиндрических полых электродов-труб (фиг. Зв), газы удал ютс  через различные отверсти , которые в об зательном пор дке образуютс  из-за неплотности прилегани  грунта к сложной, рельефной поверхности электродов по периметру. По мере электрохимического растворени  участков с максимальным радиусом кривизны газы начинают удал тьс  через полости, образованные рабочими поверхност ми электродов и кожуха. После того, как начинает подвергатьс  электрохимическому растворению кожух, газы выдел ютс  через полости между кожухом и оболочкой.During the first period of operation of the earthing switch, for example, from cylindrical hollow electrode-tubes (Fig. 3 Sv), gases are removed through various openings, which are formed in an obligatory order due to the weakness of the ground adjoining to the complex, relief surface of the electrodes around the perimeter. As the electrochemical dissolution of the sections with the maximum radius of curvature, gases begin to move through the cavities formed by the working surfaces of the electrodes and the casing. After the sheath begins to undergo electrochemical dissolution, gases are released through the cavities between the sheath and the shell.

Еще одним достоинством предлагаемой конструкции заземлител   вл етс  отсутствие контактных соединений из разнородных материалов. Все элементы, наход щиес  в грунте, выполнены из одного и того же материала (сталь), что исключает возникновение гальванопар и ускоренный выход соединений из стро .Another advantage of the proposed earthing design is the absence of contact joints from dissimilar materials. All elements located in the ground are made of the same material (steel), which excludes the emergence of galvanic couples and the accelerated release of compounds.

В таблице приведены результаты испытаний заземлител  предлагаемой конструкции , аналога и прототипа, проведенных в грунте с неоднородной электропроводностью .The table shows the results of the tests of the grounding of the proposed design, analogue and prototype, carried out in the ground with non-uniform electrical conductivity.

Полученные результаты нагл дно демонстрируют преимущества предлагаемого заземлител . Заземлитель-аналог перерезалс  в слое с высокой электропроводностью уже через 1,7 года, прототип прослужил почти на год дольше, а предлагаемый заземлитель даже на 5-й год эксплуатации имел довольно стабильное сопротивление растеканию тока, т.е. срокThe results obtained demonstrate the advantages of the proposed earthing device. The earthing device was cut in a layer with high electrical conductivity after 1.7 years, the prototype served almost a year longer, and the proposed earthing switch even had a fairly stable resistance to current spreading even for the 5th year of operation, i.e. term

его службы не менее, чем в 2 раза выше, чем у известного заземлител .its service is not less than 2 times higher than that of the known earthing.

Коэффициент использовани  материала заземлител  The utilization of the material of the grounding

14 Мо 14 Mo

где Мр - масса рабочей части электродов, подвергающа с  электрохимическому растворению в течение срока службы; М0 - обща  масса заземлител . У предлагаемой конструкции заземлител  этот коэффициент на 24% выше, а сред- ние безвозвратные потери металла за год в 1,5 раза меньше, чем у известного заземлител .where Мр is the mass of the working part of the electrodes, which undergoes electrochemical dissolution during the service life; M0 is the total mass of the earth conductor. In the proposed design of the earthing, this coefficient is 24% higher, and the average irretrievable metal loss per year is 1.5 times less than that of the known earthing.

2020

Claims (4)

1.Глубинный скважинный анодный заземлитель , содержащий токоввод, расположенный в наполнителе, электроды и оболочку, отличающийс  тем, что, с1. A deep borehole anode earthing, comprising a current lead located in a filler, electrodes and a shell, characterized in that, with целью увеличени  срока службы и снижени  эксплуатационных затрат, электроды приварены к внешней поверхности оболочки с возможностью образовани  кожуха, изолирующего оболочку от грунта и образующегоIn order to increase service life and reduce operating costs, the electrodes are welded to the outer surface of the shell with the possibility of forming a casing that isolates the shell from the ground and forms между внутренней поверхностью кожуха и оболочкой сквозные продольные полости, причем на внешней поверхности кожуха выполнены продольные выступы, а свободное пространство между токовводом и оболочкой заполнено диэлектриком.between the inner surface of the housing and the shell are through longitudinal cavities, with the longitudinal protrusions on the outer surface of the housing, and the free space between the current lead and the shell is filled with a dielectric. 2.Заземлитель по п. 1,отличающий- с   тем, что у забо  кожух выполнен длиной большей, чем длина оболочки, причем длина выступающей части удовлетвор ет неравенству:2. The earthing device according to claim 1, characterized in that, at the bottom, the casing is made longer than the length of the shell, and the length of the protruding part satisfies the inequality: где d - внешний диаметр оболочки.where d is the outer diameter of the shell. 3.Заземлитель по п. 1,отличающий- с   тем, что в верхней части он снабжен3. The earthing device according to claim 1, characterized in that in the upper part it is equipped дополнительным защитным кожухом из неэлектропроводного материала, причем этот кожух выступает над поверхностью земли и снабжен перфорированной крышкой.additional protective casing of non-conductive material, and this casing protrudes above the ground and is provided with a perforated cover. 4.Заземлитель по п. 1,отличающий- с   тем, что электроды и оболочка выполнены в виде труб преимущественно из стали.4. The earthing device according to claim 1, characterized in that the electrodes and the shell are made in the form of pipes mainly of steel. l-гпц,l-gpts, 0101 W.8W91W.8W91 Фиг.ЗFig.Z
SU894725274A 1989-08-02 1989-08-02 Subsurface bore hole anode ground conductor SU1664874A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894725274A SU1664874A1 (en) 1989-08-02 1989-08-02 Subsurface bore hole anode ground conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894725274A SU1664874A1 (en) 1989-08-02 1989-08-02 Subsurface bore hole anode ground conductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1664874A1 true SU1664874A1 (en) 1991-07-23

Family

ID=21463970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894725274A SU1664874A1 (en) 1989-08-02 1989-08-02 Subsurface bore hole anode ground conductor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1664874A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103014719A (en) * 2013-01-07 2013-04-03 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 Welding method of deep underground pipeline and connecting cable

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство GCCP №414885, кл. С 23 F 13/00, 1971. . Авторское свидетельство СССР № 852969,кл. С 23 F 13/00,1979. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103014719A (en) * 2013-01-07 2013-04-03 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 Welding method of deep underground pipeline and connecting cable
CN103014719B (en) * 2013-01-07 2014-09-17 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 Welding method of deep underground pipeline and connecting cable

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0147505B1 (en) Ground anode assembly prepacked with filling material in a flexible structure for cathode protection with impressed currents
AR006169A1 (en) CONDUCTIVE PLATE AND PROCEDURE FOR EQUIPMENT WITH ELECTRONIC CONSTRUCTION ELEMENTS IN PRECISE POSITION
ES526660A0 (en) A METHOD OF ELECTROCHEMICALLY TESTING AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE SURFACE OF METAL OR OTHER MATERIAL.
CN103219597A (en) Grounding wire device
SU1664874A1 (en) Subsurface bore hole anode ground conductor
KR100544696B1 (en) Earth-pole for boring
RU2407824C1 (en) Device of horizontal anode earthing in soils with high electric resistance
CN100403598C (en) Electrode bar for grounding
KR200422395Y1 (en) Carbon grounding rod
JPH10149851A (en) Radial grounding conductor
KR200257089Y1 (en) Grounding pole for electric pole
RU2677199C1 (en) Tubular anode earthing device
RU2617677C1 (en) Deep anode earth electrode
SU1514830A1 (en) Submerged anode grounder
SU767877A1 (en) Anode earthing device
WO2008143421A1 (en) A ground rod structure with drills blade shape
KR200249145Y1 (en) Complex Type Earthing Equipment
RU2210628C1 (en) Downhole anode grounding electrode
RU2613803C1 (en) Anode grounding (versions)
KR200253344Y1 (en) earthing plates
RU2216608C1 (en) Well anode grounding device
JPH10125367A (en) Grounding member
RU1805518C (en) Antenna ground electrode
KR200215664Y1 (en) earth bar using edge effect
KR200293409Y1 (en) electrolyte grounding system