管道的阴极保护电位确定方法及装置制造方法及图纸

本公开提供了一种管道的阴极保护电位确定方法及装置，属于油气储运技术领域。本公开实施例通过对剧烈波动动态杂散电流干扰信号进行处理，可有效滤除剧烈波动的动态杂散电流干扰信号，以获取较为稳定的管道阴极保护电位，能够用于准确评价动态杂散电流干扰段的阴极保护有效性，以保证阴极保护系统能够为管道金属提供有效的保护，达到提高管道安全水平的目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
管道的阴极保护电位确定方法及装置


[0001]本公开涉及油气储运领域，特别涉及一种管道的阴极保护电位确定方法及装置。

技术介绍

[0002]在油气储运领域，管道(例如埋地钢质管道)很容易发生腐蚀，为了避免造成安全隐患，管道会采取一些外腐蚀控制措施，例如采用防腐层+阴极保护系统，来对管道进行联合保护。然而，管道的防腐层不可能做到完全没有破损或不老化失效，阴极保护系统作为防腐层的补充，可以在管道运行期间为管道提供外腐蚀防护的屏障。然而，随着我国电气化铁路、电力工业的发展，在“公共走廊”内，埋地钢质管道与高压输电线路、电气化铁路近距离平行或交叉的情况越来越多，管道遭受到的杂散电流干扰情况也越来越严重，尤其在城市地下轨道交通系统大规模建成投运后，城市轨道交通(如地铁、轻轨、有轨电车)的供电系统对管道造成的动态杂散电流干扰问题越来越突出，这不仅会加速防腐层破损点处管体金属的腐蚀，还会对管道的阴极保护系统的正常运行造成影响。
[0003]动态杂散电流干扰的影响主要表现为：(1)城市轨道交通供电系统的输出电流会从轨道对地绝缘失效处泄漏到大地。泄漏电流会经由附近的管道回流至牵引变电所，管道上的电流流出点就会发生金属溶解，从而导致腐蚀；(2)泄漏电流还可能经由管道进入管道的阴极保护系统的回路，导致阴极保护系统的电源输出电流不稳定，从而影响阴极保护系统的正常运行，甚至导致系统失效；(3)泄漏电流会造成管道周围的地电场出现剧烈的波动，导致管道对地电位呈现出剧烈的波动，如图1所示的动态杂散干扰下的管地电位信号图可以看出，这种波动严重影响测量和评价结果的准确性，尤其是进行密间隔电位测量时，难以得到准确的管道阴极保护电位。
[0004]目前，在动态杂散电流干扰段，主要采用检查片的方法进行阴极保护电位测量，用检查片来模拟管道上防腐层缺陷的金属极化行为，以此来反映管道阴极保护水平，而并非直接测量管道的阴极保护电位，而且检查片仅能代表管道防腐层破损面积与其面积相当的金属极化行为，其精确性很低，无法得到准确的管道阴极保护电位。因此，亟需一种用于动态杂散电流干扰段管道的阴极保护电位确定方法，以准确评价管道阴极保护水平，确保阴极保护系统能够为管道提供足够的阴极保护电流。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种管道的阴极保护电位确定方法及装置，以准确评价管道阴极保护水平，确保阴极保护系统能够为管道提供足够的阴极保护电流。所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种管道的阴极保护电位确定方法，所述方法包括：
[0007]获取管道在目标时间段内的管地电位信号和地电位梯度信号，其中，管地电位信号为所述管道与相邻电解质的直流电位差，所述地电位梯度信号为所述管道周围电解质中两点之间的电压差；
[0008]基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，获取目标修正参数，其中，所述第一峰值点与所述第二峰值点对应于相同时刻，所述第一谷值点和所述第二谷值点对应于相同时刻；
[0009]基于所述目标修正参数、所述管地电位信号和地电位梯度信号，获取管道阴极保护电位；
[0010]输出所述管道阴极保护电位。
[0011]在一些实施例中，所述基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，获取目标修正参数包括：
[0012]基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，分别计算出管地电位信号的波动幅度和地电位梯度信号的波动幅度；
[0013]将所述管地电位信号的波动幅度和所述地电位梯度信号的波动幅度之间的比值，作为所述目标修正参数。
[0014]在一些实施例中，所述基于所述目标修正参数、所述管地电位信号和地电位梯度信号，获取管道阴极保护电位包括：
[0015]基于所述目标时间段内的地电位梯度信号，获取地电位梯度均值；
[0016]应用下述公式获取管道阴极保护电位：
[0017][0018]其中，E
P(n)
表示管道阴极保护电位，单位为V；
[0019]E
(n)
表示管道管地电位信号，单位为V；
[0020]S
(n)
表示地电位梯度信号，单位为V；
[0021]表示所选时间段内地电位梯度信号的平均值，单位为V；
[0022]W表示修正系数。
[0023]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0024]检测相邻的至少两个时间段的目标修正参数；
[0025]若所述至少两个时间段的目标修正参数的差值小于目标阈值，则将所述至少两个时间段的管地电位信号和地电位梯度信号作为一个时间段内的信号来处理。
[0026]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0027]对所述管道在目标时间段内的管地电位信号和地电位梯度信号之间的相关性进行检测，过滤掉相关性不符合目标条件的管地电位信号和地电位梯度信号。
[0028]在一些实施例中，所述管道在目标时间段内的管地电位信号和地电位梯度信号的采样频率不低于1Hz。
[0029]在一些实施例中，所述管道在目标时间段内的管地电位信号和地电位梯度信号的测量位置在所述管道正上方的地表且垂直于管道方向，且每两个测量位置之间间隔1米至3米。
[0030]在一些实施例中，对所述测量位置上的测量时间不少于60秒。
[0031]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0032]通过设置于所述管道对应位置上的第一参比电极和第二参比电极，分别对所述管
道的管地电位和地电位梯度进行测量，其中，所述第一参比电极用于测量管地电位，所述第二参比电极用于测量地电位梯度；
[0033]通过与所述第一参比电极和第二参比电极基于金属导线连接的数据记录仪，对所述第一参比电极和第二参比电极测量得到的管地电位信号和地电位梯度信号进行记录。
[0034]一方面，提供了一种管道的阴极保护电位确定装置，所述装置包括：
[0035]信号获取模块，用于获取管道在目标时间段内的管地电位信号和地电位梯度信号，其中，管地电位信号为所述管道与相邻电解质的直流电位差，所述地电位梯度信号为所述管道周围电解质中两点之间的电压差；
[0036]修正参数获取模块，用于基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，获取目标修正参数，其中，所述第一峰值点与所述第二峰值点对应于相同时刻，所述第一谷值点和所述第二谷值点对应于相同时刻；
[0037]电位获取模块，用于基于所述目标修正参数、所述管地电位信号和地电位梯度信号，获取管道阴极保护电位；
[0038]输出模块，用于输出所述管道阴极保护电位。
[0039]一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道的阴极保护电位确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取管道在目标时间段内的管地电位信号和地电位梯度信号，其中，管地电位信号为所述管道与相邻电解质的直流电位差，所述地电位梯度信号为所述管道周围电解质中两点之间的电压差；基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，获取目标修正参数，其中，所述第一峰值点与所述第二峰值点对应于相同时刻，所述第一谷值点和所述第二谷值点对应于相同时刻；基于所述目标修正参数、所述管地电位信号和地电位梯度信号，获取管道阴极保护电位；输出所述管道阴极保护电位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，获取目标修正参数包括：基于所述目标时间段内管地电位信号的第一峰值点和第一谷值点、所述地电位梯度信号的第二峰值点和第二谷值点，分别计算出管地电位信号的波动幅度和地电位梯度信号的波动幅度；将所述管地电位信号的波动幅度和所述地电位梯度信号的波动幅度之间的比值，作为所述目标修正参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标修正参数、所述管地电位信号和地电位梯度信号，获取管道阴极保护电位包括：基于所述目标时间段内的地电位梯度信号，获取地电位梯度均值；应用下述公式获取管道阴极保护电位：其中，E
P(n)
表示管道阴极保护电位，单位为V；E
(n)
表示管道管地电位信号，单位为V；S
(n)
表示地电位梯度信号，单位为V；表示所选时间段内地电位梯度信号的平均值，单位为V；W表示修正系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：检测相邻的至少两个时间段的目标修正参数；若所述至少两个时间段的目标修正参数的差值小于目标阈值，则将所述至少两个时间段的管地电位信号和地...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振华，毕武喜，姜有文，李莉，张立新，叶莫西，祁惠爽，温玉芬，钟婷，田磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：