一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于油水井套管阴极保护技术领域，具体地涉及一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统及控制方法。本发明专利技术的控制系统包括远程控制终端、电阻器、保护电位检测单元、就地电位器调节单元、深阳极井单元、油水井套管电阻负载单元、智能监控单元、直流电源供电控制单元和恒电位调节单元。通过在恒电位调节单元预设恒定的电位标准值、远程控制终端控制直流电源供电控制单元供电及智能监控单元获取实际保护电位值并发送给远程控制终端，与预设的电位标准值进行比较后输出控制信号，通过恒电位调节单元控制直流电源供电控制单元的输出电压值等步骤，实现了远程监控阴极保护数据和运行工况，实现了油水井套管阴极保护无人值守。实现了油水井套管阴极保护无人值守。实现了油水井套管阴极保护无人值守。

【技术实现步骤摘要】
一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统及方法


[0001]本专利技术属于油水井套管阴极保护
，具体地涉及一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着使用时间的延长,丛式井组的腐蚀也日益严重,直接影响着油田的进一步开采。油水井套管腐蚀以外壁腐蚀为主,阴极保护是公认的控制外部腐蚀行之有效的技术。合理的阴极保护设计将有效地延长油井套管的使用寿命。为适应油田外部恶劣环境，增加运行可靠性并降低成本，油水井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。实现油水井阴极保护的过程，是通过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。
[0003]某油田历年已建1380个井组阴极保护系统，设备陈旧，数量多，经常坏，硅整流设备运行效率低，采用就地仪表显示阴极保护电压值和电流值，大班人员现场巡检，无恒电位控制功能，阴极保护电位不知道，当阴极保护柜不能给油井提供足够的阴极保护电位时,油井外防腐层缺陷处会发生腐蚀；当阴极保护柜给油水井提供的阴极保护电位过负时,油井外防腐层会发生析氢剥离和浪费电能。同时阴极保护数据记录和设备操作不能满足数字化油田建设要求和节能安全管理要求。
[0004]综上所述，亟需一种新的油水井套管阴极保护数字化恒电位控制系统及控制方法来满足油田发展的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统及方法，目的之一在于提供一种无须人员值守的油水井套管阴极保护恒电位控制系统及方法；目的之二在于提供一种具有恒定预设电位控制功能的电位控制系统及方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，包括远程控制终端、电阻器、至少设置有参比电极的保护电位检测单元、就地电位器调节单元、设置在大地土壤内的深阳极井单元、设置在大地土壤内的油水井套管电阻负载单元、智能监控单元、直流电源供电控制单元和恒电位调节单元；所述的智能监控单元与远程控制终端电信号连接，智能监控单元通过电阻器与油水井套管电阻负载单元连接；直流电源供电控制单元分别与深阳极井单元、就地电位器调节单元及智能监控单元电连接；恒电位调节单元分别与保护电位检测单元、直流电源供电控制单元及远程控制终端电信号连接；所述电阻器用于平衡井间保护电位；所述保护电位检测单元用于检测油水井套管阴极保护电位；所述就地电位器调节单元用于油水井套管保护电位值的预设；所述用于提供保护油水井套管需要电子消耗的材料；所述油水井套管电阻负载单元是被阴极保护的对象；所述智能监控单元用于监控阴极保护电压值和电流值；所述直流电源供电控制单元用于提供油水井套管阴极保护电压；所述恒电位调
节单元用于控制直流电源供电控制单元的输出电压值。
[0008]所述的直流电源供电控制单元是由两个串联的可调式脉宽开关电源及直流供电系统组成；直流供电系统与两个串联的可调式脉宽开关电源电连接，用于为深阳极井单元提供额定电流为60A，输出电压为0～120V的直流。
[0009]所述的智能监控单元包括监控电流表、监控电压表和电位仪表；所述的监控电流表和监控电压表均设置在待保护的油水井套管上，电位仪表设置在保护电位检测单元的参比电极上；监控电流表、监控电压表和电位仪表分别与远程控制终端电信号连接。
[0010]所述的远程控制终端单元至少包括采集器、数据发送模块和网络交换机；所述采集器分别与网络交换机及智能监控单元电信号连接；所述采集器用于采集阴极保护数值、数据发送模块用于将采集的阴极保护值发送到网络交换机上。
[0011]所述的采集器采用的是RTU采集器。
[0012]所述的电阻器采用的是瓷盘电阻器。
[0013]所述的恒电位调节单元包括柜体及电位控制系统；所述的电位控制系统置于柜体内；柜体上设置有LED显示屏、控制按钮及电源插座，LED显示屏及控制按钮分别与电位控制系统电信号连接；所述的电源插座与电位控制系统电连接。
[0014]所述的电位控制系统至少包括驱动显示模块、CPU控制模块、A/D转换模块、多个光电隔离D/A模块、光电隔离RS485通讯模块和电源转换模块；所述电源转换模块包括串联的整流电路和直流
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直流转换器，整流电路的输入端与电源插座连接，整流电路的输出端通过直流
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直流转换器分别与A/D 转换模块、多个光电隔离D/A模块与光电隔离RS485通讯模块电连接；所述的CPU控制模块通过驱动显示模块分别与LED显示屏和控制按钮电信号连接；所述的CPU控制模块分别与A/D转换模块、多个光电隔离D/A模块和光电隔离RS485通讯模块电信号连接；其中,电源转换模块用于直流电压的转换；驱动显示模块用于将显示信号翻译转换成数字显示信号进行显示； CPU控制模块用于输入信号、输出信号和控制信号处理；A/D转换模块用于将输入DC0～
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2V模拟量转换成数字量进行输入；光电隔离D/A模块用于将输出数字量转换成模拟控制量DC0～
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10V信号送到直流电源供电控制单元，控制输出电压的大小；光电隔离RS485通讯模块用于与远程控制终端输入端进行光电隔离RS485通讯。
[0015]一种油水井套管阴极保护恒电位控制方法，采用油水井套管阴极保护恒电位控制系统，控制方法包括如下步骤，
[0016]步骤一：在恒电位调节单元预设恒定的电位标准值；
[0017]步骤二：远程控制终端控制直流电源供电控制单元供电；
[0018]步骤三：智能监控单元获取实际保护电位值并发送给远程控制终端，与预设的电位标准值进行比较后输出控制信号，通过恒电位调节单元控制直流电源供电控制单元的输出电压值。
[0019]所述的步骤一中在恒电位调节单元预设恒定的电位标准值为
‑
0.8～
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1.4V。
[0020]有益效果：
[0021](1)本专利技术的控制系统包括远程控制终端、电阻器、保护电位检测单元、就地电位器调节单元、深阳极井单元、油水井套管电阻负载单元、智能监控单元、直流电源供电控制单元和恒电位调节单元。通过在恒电位调节单元预设恒定的电位标准值、远程控制终端控制直流电源供电控制单元供电及智能监控单元获取实际保护电位值并发送给远程控制终
端，与预设的电位标准值进行比较后输出控制信号，通过恒电位调节单元控制直流电源供电控制单元的输出电压值等步骤，实现了远程监控阴极保护数据和运行工况，实现了油水井套管阴极保护的无人值守。
[0022](2)本专利技术中恒电位调节单元的设置，提供了恒电位控制功能，确保给油井提供足够的阴极保护电位,避免了因电位达不到要求所造成地油井外防腐层缺陷处发生腐蚀问题的发生；避免了当阴极保护柜给油水井提供的阴极保护电位过负时,油井外防腐层会发生析氢剥离和浪费电能的问题。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本专利技术的技术手段，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，其特征在于：包括远程控制终端、电阻器、至少设置有参比电极的保护电位检测单元、就地电位器调节单元、设置在大地土壤内的深阳极井单元、设置在大地土壤内的油水井套管电阻负载单元、智能监控单元、直流电源供电控制单元和恒电位调节单元；所述的智能监控单元与远程控制终端电信号连接，智能监控单元通过电阻器与油水井套管电阻负载单元连接；直流电源供电控制单元分别与深阳极井单元、就地电位器调节单元及智能监控单元电连接；恒电位调节单元分别与保护电位检测单元、直流电源供电控制单元及远程控制终端电信号连接；所述电阻器用于平衡井间保护电位；所述保护电位检测单元用于检测油水井套管阴极保护电位；所述就地电位器调节单元用于油水井套管保护电位值的预设；所述用于提供保护油水井套管需要电子消耗的材料；所述油水井套管电阻负载单元是被阴极保护的对象；所述智能监控单元用于监控阴极保护电压值和电流值；所述直流电源供电控制单元用于提供油水井套管阴极保护电压；所述恒电位调节单元用于控制直流电源供电控制单元的输出电压值。2.如权利要求1所述的一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，其特征在于：所述的直流电源供电控制单元是由两个串联的可调式脉宽开关电源及直流供电系统组成；直流供电系统与两个串联的可调式脉宽开关电源电连接，用于为深阳极井单元提供额定电流为60A，输出电压为0～120V的直流。3.如权利要求1所述的一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，其特征在于：所述的智能监控单元包括监控电流表、监控电压表和电位仪表；所述的监控电流表和监控电压表均设置在待保护的油水井套管上，电位仪表设置在保护电位检测单元的参比电极上；监控电流表、监控电压表和电位仪表分别与远程控制终端电信号连接。4.如权利要求1所述的一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，其特征在于：所述的远程控制终端单元至少包括采集器、数据发送模块和网络交换机；所述采集器分别与网络交换机及智能监控单元电信号连接；所述采集器用于采集阴极保护数值、数据发送模块用于将采集的阴极保护值发送到网络交换机上。5.如权利要求4所述的一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，其特征在于：所述的采集器采用的是RTU采集器。6.如权利要求1所述的一种油水井套管阴极保护恒电位控制系统，其特征在于：所述的电阻器采用的是瓷盘电阻器。7.如权利要求1所述的一种油水井套管阴极保...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宝元，
申请(专利权)人：西安川秦石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：