[发明专利]可更换的CP阳极

说明书

技术领域

本发明涉及用于位于水下的装备的阴极保护的阳极和用于对位于水下的装备提供腐蚀保护的方法。适当的位于水下的装备可包括用于例如海底烃流体抽取设施的井树。

背景技术

如众所周知的那样，待部署在水下的金属装备有被腐蚀的风险。为了保护该装备，通常是在装备附近提供电阳极(也称为“牺牲阳极”)，从而对装备提供阴极保护(CP)。这样的阳极包括比装备的金属具有更大的负电化电势的牺牲金属材料，使得在被部署时，阳极的牺牲材料比装备金属更容易腐蚀。目前，被用作电阳极的牺牲材料的最普通的金属材料包括铝、镁和锌的合金，铝和锌适于在海底使用。

虽然部署在海里的所有装备都有受到这种腐蚀的风险，但是存在与部署在海床上的烃流体抽取设施(例如井树)相关联的特别的问题。这些是较大型的非常昂贵的结构，常常需要在原位达二十多年之久，而且如果发生腐蚀，可能存在重大的安全和环境问题。

典型地，井树设有U形铝电阳极，U形的“支腿”被焊接到树上，以确保良好的电连续性。在图1中示意性地显示了这种典型的阳极。如所显示的那样，阳极包括铝块1，金属支腿2从各个端部延伸。在使用中，将支腿2的自由端焊接到井树上。

目前的惯例是在制造阶段将阳极焊接到树构架(或其它结构、歧管、模板、出油基座等)上。这为CP系统提供良好的电连续性以便其高效地工作。

所使用的阳极的数量/铝的量根据树的预计田开采寿命而变化。对于具有长的寿命的树，这意味着需要许多阳极。例如，如果计算结果显示对于二十年的田开采寿命将需要八个阳极，则将在车间里把所有的八个阳极焊接到树构架(或其它结构)上。这种方法可使树被密集地组装，而且所以装配进许多阳极可为困难的，并且此外可导致阳极必须比期望的更靠近易损区域。另外，阳极的布置是重要的——必须谨慎地考虑阳极位置，以最大程度地降低氢脆化的危险，以及优化阴极保护。

发明内容

本发明的目的是克服这些问题，以及使得能够在装备的使用年限的时期里对水下装备(例如井树)进行有效的阴极保护。请注意，在以下论述中以及实际上在权利要求中，用语“阳极”用来表示包括牺牲材料的项目，而不是牺牲材料本身。

通过利用可更换的电阳极来实现这个目的。在一个优选实施例中，适于借助于遥控潜水器(ROV)插入和移除这些阳极。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于位于水下的装备的阴极保护的阳极，包括：

支承本体；

由支承本体固持的牺牲材料；以及

用于可释放地将阳极附连到装备上的附连器件。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于对位于水下的装备提供腐蚀保护的方法，包括以下步骤：

提供用于装备的阴极保护的阳极，该阳极包括：

支承本体、由支承本体固持的牺牲材料，以及可释放地将阳极附连到装备上的附连器件；以及

将阳极附连到装备上。

使用本发明的优点

本发明提供了优于现有技术的多种优点，包括(但不限于)：

i)各个阳极可比传统阳极在树上占用更少空间；

ii)在树处不是需要许多阳极，而是需要使用相对少的阳极，可按需要来更换这些阳极；

iii)考虑到上面的i)和ii)，树上有更多表面空间可用于其它目的；

iv)由于按需要更换阳极，所以树存在具有相当长的寿命的可能；

v)不需要进行焊接；

vi)由于阳极是模块化的，所以降低了树的总重量；

vii)不需要从水面将各个阳极送入到树。因为使用可更换的阳极意味着可通过ROV部署来将一组阳极送入到海床。然后ROV可依次拾取各个阳极，以如需要的那样将其放置就位。这通过具有可涵盖所有装备(例如，例如在局部区域中的树和歧管)的仅一个部署行程而简化了动作；以及

viii)可在没有水面操作的情况下，通过ROV来执行所有操作，即可在不良天气中执行更换。可在例如树检查巡视期间执行更换。

附图说明

现在将参照附图来描述本发明，其中：

图1示意性地显示了用于在海底井树处使用的已知的铝电阳极；

图2示意性地显示了根据本发明的一个实施例的阳极的横截面图。

具体实施方式

在图2中示意性地显示了本发明的第一个实施例。这里，显示了正好在部署到井树4处之前的根据本发明的一个实施例的阳极3。阳极3设计成由ROV操纵，但是为了清楚，没有显示ROV。