3.2. Протекторная защита трубопроводов от грунтовой коррозии
Одним из видов электрохимической защиты является протекторная защита.
Протекторная защита осуществляется гальваническими анодами (протекторами) из сплава с более отрицательным по сравнению со сталью электродным потенциалом.
Гальванический анод собирается из протекторных стержней и размещается в траншее глубиной не менее 1,8 м и шириной не менее одного метра, вырытой параллельно защищаемому трубопроводу на расстоянии от 3 до 5 м.от его оси (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Технологическая схема протекторной защиты трубопровода:
1 - незащищенные трубопроводы; 2 - токоизолирующие соединения; 3 - защищаемый трубопровод; 4 - контрольно-измерительная колонка (КИК); 5 - траншея; 6 - протектор; 7 - дренажный провод
Рис. 3.3.
Контрольно-измерительная колонка
Измерение минимальных защитных потенциалов трубопровода производится на контрольно-измерительных пунктах (КИП), сооружаемых на обоих концах трубопровода посредине между последним и предпоследним анодами. Кроме того, КИП устанавливаются в местах пересечения с трубопроводами, оснащенными катодной защитой, а также посредине между двумя анодами в пределах высокоагрессивных грунтов с удельным сопротивлением менее 20 Ом·м, водоохранных зон и населенных пунктов.
КИП оснащаются только выводом от трубы.
Для устранения рассеивания защитных токов на концах защищаемого трубопровода (или его защищаемого участка) в месте соединения с другими коммуникациями устанавливаются токоизолирующие фланцевые соединения (ИФС) (рис.3.4а.) или безфланцевые неразборные трубопроводные изолирующие соединения (ТИС) (рис.3.4б).
а)
б)
Рис. 3.4.
Токоизолирующие соединения: а) ИФС,
б) ТИС
Для протекторной защиты трубопроводов применяются стержневые протекторы из магниевого сплава с центральной армирующей стальной проволокой, служащей для электрического соединения протекторов между собой, и протекторы, упакованные в заводских условиях в активатор и хлопчатобумажный мешок.
3.3. Совместная катодная защита обсадных колонн скважин и трубопроводов
Для того чтобы защитить обсадную колонну скважины и выкидных линий от наружной коррозии используем катодную защиту (рис. 3.5, 3.7 и 3.8).
Катодная защита обеспечивается смещением электродного потенциала металла обсадной колонны, возникающего при контакте металла с электролитом, в отрицательную сторону от естественного значения под действием электрического тока внешнего источника постоянного или знакопостоянного напряжения.
Катодная защита осуществляется присоединением отрицательного полюса источника постоянного тока – станции катодной защиты (СКЗ) (рис. 3.6) или блока катодной защиты (БКЗ) – к обсадной колонне на устье скважины и положительного полюса к вспомогательному заземлителю, называемому анодным заземлителем (АЗ).
Рис. 3.5. Схема катодной защиты обсадной колонны добывающей скважины с помощью БКЗ СУ ШГНУ:
1 – станок-качалка; 2 – станция управления (СУ); 3 – блок постоянного тока (БКЗ); 4 – анодный дренажный кабель; 5 – АЗ
Рис. 3.6. Станция катодной защиты
Для осуществления совместной защиты трубопровода с защищаемой скважиной трубопровод соединяют с отрицательным полюсом СКЗ или с обсадной колонной (в зависимости от расстояний) через регулируемый резистор. Изменением сопротивления резистора и силы тока СКЗ добиваются полного устранения анодных зон на трубопроводе. При этом ток, ответвляемый к обсадной колонне, не должен уменьшаться по сравнению с проектной величиной более чем на 20 %. В противном случае сооружают дополнительный анодный заземлитель и устанавливают более мощную СКЗ.
В случае, если совместная катодная защита постороннего трубопровода с обсадной колонной потребует значительного дополнительного увеличения тока и мощности СКЗ, то трубопровод снабжают самостоятельной катодной защитой. Параметры катодной защиты определяют опытным путем с использованием временной УКЗ. При этом величина защитного тока должна обеспечить, как минимум, ликвидацию анодных зон на трубопроводе. Анодный заземлитель самостоятельной катодной установки размещают на удалении не менее 100 м от трубопровода.
Рис 3.7. Схема совместной катодной защиты обсадной колонны добывающей скважины и выкидной линии с помощью БКЗ СУ ГНУ:
1 – скважина; 2 – КТПН; 3 – станция управления ГНУ с БКЗ; 4 – АЗ; 5 – анодный дренажный кабель; 6 – выкидная линия; 7 – ЭИС; 8 – граница скважины
Рис 3.8. Схема раздельной катодной защиты обсадной колонны скважины:
1 – скважина; 2 – КТПН (КТПУ); 3 – СКЗ; 4 – АЗ; 5 – питающий провод 220 В; 6 – анодный дренажный кабель; 7 – катодный дренажный кабель; 8 – выкидная линия (разводящий водовод); 9 – ЭИС; 10 – ГЗУ (КНС); 11 – граница скважины; 12 – установка протекторной защиты выкидной линии (разводящего водовода)