[发明专利]一种油水井套管阴极保护防蚀仪直流供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及防蚀仪直流供电系统，尤其涉及一种油水井套管阴极保护防蚀仪直流供电系统。

背景技术

油水井套管腐蚀产生的原因是实质是在钢铁表面产生原电池作用的电化学腐蚀，钢铁表面各部分其电位是不完全相同的，电位较高的部分形成阴极区，发生的是阴极反应；电位较低的部分形成阳极区，发生的是阳极反应。阳极区发生金属电离后产生的电子转移到阴极区发生阴极反应，离子在电解质溶液中的流动构成了局部腐蚀电池。对于整个井身套管，由于地下各层水质矿化度、酸碱度、微生物等含量的不同，将形成不同的阴极区和阳极区。这样在套管表面的腐蚀将表现为因钢管表面不同而形成的无数微腐蚀电池和套管所处地层不同而形成的宏观腐蚀电池双重作用，套管壁表面铁原子失去电子成为铁离子而发生腐蚀。随着腐蚀电池的进行，套管壁逐渐减薄，甚至穿孔。长庆油田公司每年新增套损井100多口，并且近年来还有加快的趋势。

阴极保护是采用直流电源给被保护金属通以阴极极化电流，使金属表面阴极极化，当极化电位大于或等于腐蚀电池的开路电位时，金属腐蚀电池阴阳二极的电极电位相等或更负，被保护金属停止腐蚀。

为适应油田外部恶劣环境，增加运行可靠性并降低成本，丛式井组阴极保护工艺采取以井组为单元，以套管为重点建立阴极保护系统。丛式井组阴极保护实现这一原理的过程是，直流电源负极与各单井套管连接，直流电源正极与深井接地阳极连接，从而构成保护回路。

阴极保护最重要设备是阴极保护防蚀仪，长庆油田公司历年已建一千二百多个阴极保护单元，每个单元需要1台配电柜、1台硅整流防蚀仪、1台直流分配柜，三个柜体，占地面积大，设备重达600多公斤，需建专门的配电房，搬运费力。硅整流防蚀仪直流供电运行效率低，采用瓷盘电阻器进行分流浪费电能严重，用调压器调电压冒火花不安全，分流柜电流相互牵制难以调整需要的电流。安装井场分布区域广，山高路远，还没有专职人员巡查管理。因各种原因，每年有相当一部分防蚀仪损坏，需要大量维修费。特别是雷雨天，不及时关闭，会造成阴极保护防蚀仪雷击破坏，如果管理跟不上，管理人员长期不知道，结果造成阴极保护防蚀仪不能给油水井套管提供阴极保护电流, 套管得不到保护将发生腐蚀；当阴极保护防蚀仪给套管提供的阴极保护电流过大时, 油水井外防腐层会发生析氢剥离，同时还不能满足现阶段长庆油田数字化建设发展的要求。

发明内容

为了克服现有方法中不能数字化远程监控的问题，本发明提供一种油水井套管阴极保护防蚀仪直流供电系统，本发明结构新颖，并实现了数字化远程监控，做到真正的无人值守，保证了阴极保护系统控制参数的真实性，打雷闪电时不烧毁极保护系统；不需要瓷盘电阻器进行分流，运行效率高；不需要专门配电房，减少了初期投入费用；达到了油水井套管不被腐蚀而长期安全高效运行的目标。

本发明采用的技术方案为：

一种油水井套管阴极保护防蚀仪直流供电系统，包括开关电源模块直流供电系统和RTU模块，开关电源模块直流供电系统并联电连接有电压监控仪表，电压监控仪表电连接RTU模块，RTU模块电连接电流监控仪表，所述开关电源模块用于输出连续调控直流电压；所述电压监控仪表和电流监控仪表用于就地显示直流电压和电流，并通过RS485接口将从电压监控仪表和电流监控仪表采集到的电压、电流数据上传至RTU模块；所述RTU模块接收电压监控仪表和电流监控仪表显示的电压、电流和启停信号数据通过无线发射器传输到监控站内，实现数字化远程监控；

所述开关电源模块直流供电系统包括四个开关电源模块，四个开关电源模块正极连接在一起，通过导线与阳极井连接；在每个开关电源模块的正极端安装有整流二极管模块，在开关电源模块外接可调电阻器RT；设置四个电压表分别测量四个开关电源模块输出的直流电压，与开关电源模块串联设置有分流器RF，分流器RF并联设置有电流表，采用分流器RF配合电流表来测各支路电流。

所述的整流二极管模块型号选为SSKKD70-16：额定电压为1600V,电流为70A。

所述开关电源模块为可调开关电源模块。

所述开关电源模块型号为SZH60—18，输入电压为AC220V±20%，输出最大电压为60V,额定电流为18A。

所述四个开关电源模块正极连接在一起，通过16m²的导线与阳极井连接。

本发明的有益效果为：

1、由于采用开关电源模块供电，调压采用脉宽调制并采用正极连接在一起运行，克服了硅整流防蚀仪直流供电系统运行效率低，浪费电能严重的问题。