一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统及方法技术方案

本发明专利技术属于油田套管阴极保护技术领域，具体涉及一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统及方法。本发明专利技术的监控系统至少包括油水井套管，还包括控制终端单元、参比电极测电位单元、深阳极井、分流器单元、脉冲电流监控单元和远程监控单元。远程监控系统通过检测现场丛式井组套管阴极保护电位值，以及脉冲电流输出控制单元输出电参数，并且根据阴极保护电位要求值，实现了对脉冲电流值的远程调节，达到丛式井组套管需要的阴极保护电位值。本发明专利技术技术方案的采用使得保护点位分布更均匀，总电流需求更低，保护深度更深，阳极材料消耗更低，实现和吻合了油田发展的需求。实现和吻合了油田发展的需求。实现和吻合了油田发展的需求。

A remote monitoring system and method of cluster well group casing pulse current cathodic protection

【技术实现步骤摘要】
一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统及方法


[0001]本专利技术属于油田套管阴极保护
，具体涉及一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统及方法。

技术介绍

[0002]随着丛式井组使用时间的延长,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。丛式井组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。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。但同时该技术存在一个致命缺陷，那就是采用直流阴极保护无法达到油井套管实际需要的保护深度，特别是对一些深井和超深井的套管阴极保护，这一问题变得尤为突出。因此如何延长油井套管的保护深度越来越引起人们的注意。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统及方法，目的在于提供一种能够实现丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控，使电位值达到阴极保护所需值，从而使得电流分布更均匀，保护深度更深。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，至少包括油水井套管和可调式脉冲电源供应器，还包括
[0006]控制终端单元，控制终端单元用于接收并处理监控数据；
[0007]参比电极测电位单元，参比电极测电位单元置于地表，与控制终端单元电信号连接，用于检测油水井套管的阴极保护电位值；
[0008]深阳极井，深阳极井置于参比电极测电位单元与油水井套管之间的地下，其内至少设置有辅助阳极；
[0009]分流器单元，分流器单元与深阳极井内辅助阳极电连接，用于对油水井套管间保护电位进行平衡；
[0010]脉冲电流输出控制单元，脉冲电流输出控制单元与油水井套管电连接，与控制终端单元电信号连接，分流器单元通过脉冲电流输出控制单元与控制终端单元电连接，用于为深阳极井及油水井套管提供阴极保护脉冲电流；
[0011]脉冲电流监控单元，脉冲电流监控单元分别与控制终端单元及脉冲电流输出控制单元电信号连接，用于采集和传输脉冲电流输出电参数数据；
[0012]远程监控单元，远程监控单元与控制终端单元电信号连接，用于根据监控结果改变脉冲电流输出控制单元的输出；
[0013]信号比较调节单元，信号比较调节单元与参比电极测电位单元及外接可调式脉冲电源供应器连接。
[0014]还包括脉冲电流阴极保护柜；所述的控制终端单元、脉冲电流输出控制单元、脉冲电流监控单元和分流器单元置于脉冲电流阴极保护柜内。
[0015]所述的深阳极井还包括阳极地床；所述阳极地床置于地下；所述阳极地床的底部设置有辅助阳极。
[0016]所述脉冲电流输出控制单元包括依次连接的电压检测保护电路、整流滤波电路、高频调整电路、高频滤波电路、低压整流滤波电路和脉冲电流输出电路；所述的电压检测保护电路接受外部的输入电压，依次经整流滤波电路、高频调整电路、高频滤波电路和低压整流滤波电路，通过脉冲电流输出电路的输出端与分流器单元与辅助阳极及控制终端单元电连接。
[0017]所述的脉冲电流输出控制单元还包括依次相连的采样电路、基准比较放大电路和脉宽控制电路；所述的采样电路分别与低压整流滤波电路和基准比较放大电路电连接；所述脉宽控制电路分别与高频调整电路输入端及基准比较放大电路的输出端电连接。
[0018]所述的脉冲电流输出控制单元还包括过流短路保护电路；过流短路保护电路的一端与脉冲电流输出电路相连，另一端通过采样电路、基准比较放大电路与脉宽控制电路电连接。
[0019]所述的脉冲电流输出控制单元还包括信号比较电路、参数显示输入电路和RS484通讯电路；所述的信号比较电路、参数显示输入电路和RS484通讯电路分别与脉宽控制电路电连接；外接输入信号调节电路用于接收控制终端单元来的调节脉冲电流电参数输出的大小；参数显示输入电路用于监测和控制脉冲电流电参数输出；RS484通讯电路用于与控制终端单元的通讯。
[0020]所述的控制终端单元至少包括脉冲电流监控表和脉冲幅值监控表，脉冲电流监控表一端连接分流器单元，另一端与脉冲电流输出控制单元负极电连接，用来监控脉冲电流输出控制单元输出的电流；幅值监控表两端分别与脉冲电流输出控制单元的正负极电连接，用于监控脉冲电流输出控制单元输出的脉冲幅值。
[0021]所述的参比电极测电位单元为电压表；分流器单元为可调电阻器。
[0022]一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统的远程监控方法，采用的是丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，包括如下步骤，
[0023]步骤一：脉冲电流监控单元获取并传输数据
[0024]脉冲电流监控单元将采集的阴极保护总脉冲电流、各分脉冲电流数据、保护电位数据和远程启停信号数据上传输给远程控制终端单元；
[0025]步骤二：控制终端单元获取并传输数据
[0026]控制终端单元接收采集的阴极保护总脉冲电流、各分脉冲电流数据、保护电位数据和远程启停信号数据并上传至远程监控单元；
[0027]步骤三:远程监控单元获取数据
[0028]远程监控单元通过采集控制终端单元发送的实时脉冲电流值和保护电位数据，实施对丛式井组套管阴极保护电位值的远程监控。
[0029]有益效果：
[0030](1)本专利技术由油水井套管、控制终端单元、参比电极测电位单元、深阳极井、分流器单元、脉冲电流输出控制单元和脉冲电流监控单元构成丛式井组套管脉冲电流阴极保护远
程监控系统。远程监控系统通过检测现场丛式井组套管阴极保护电位值，以及脉冲电流输出控制单元输出电参数，并且根据阴极保护电位要求值，实现了对脉冲电流值的远程调节，达到丛式井组套管需要的阴极保护电位值。
[0031](2)本专利技术技术方案的采用使得电流分布更均匀，总电流需求更低，保护深度更深，阳极材料消耗更低，实现和吻合了油田发展的需求。
[0032]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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本专利技术现场使用示意图；
[0035]图2为本专利技术各单元连接示意图；
[0036]图3为本专利技术脉冲电流输出控制单元示意图；
[0037]图4为本专利技术远程监控方法的流程框图。
[0038]图中：
[0039]1‑
油水井套管；2
‑
控制终端单元；3
‑
脉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，至少包括油水井套管(1)和可调式脉冲电源供应器，其特征在于：还包括控制终端单元(2)，控制终端单元(2)用于接收并处理监控数据；参比电极测电位单元(8)，参比电极测电位单元(8)置于地表，与控制终端单元(2)电信号连接，用于检测油水井套管的阴极保护电位值；深阳极井(7)，深阳极井(7)置于参比电极测电位单元(8)与油水井套管(1)之间的地下，其内至少设置有辅助阳极(11)；分流器单元(6)，分流器单元(6)与深阳极井(7)内辅助阳极(11)电连接，用于对油水井套管间保护电位进行平衡；脉冲电流输出控制单元(3)，脉冲电流输出控制单元(3)与油水井套管(1)电连接，与控制终端单元(2)电信号连接，分流器单元(6)通过脉冲电流输出控制单元(3)与控制终端单元(2)电连接，用于为深阳极井(7)及油水井套管(1)提供阴极保护脉冲电流；脉冲电流监控单元(5)，脉冲电流监控单元(5)分别与控制终端单元(2)及脉冲电流输出控制单元(3)电信号连接，用于采集和传输脉冲电流输出电参数数据；远程监控单元(9)，远程监控单元(9)与控制终端单元(2)电信号连接，用于根据监控结果改变脉冲电流输出控制单元的输出；信号比较调节单元，信号比较调节单元与参比电极测电位单元(8)及外接可调式脉冲电源供应器连接。2.如权利要求1所述的一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，其特征在于：还包括脉冲电流阴极保护柜(4)；所述的控制终端单元(2)、脉冲电流输出控制单元(3)、脉冲电流监控单元(5)和分流器单元(6)置于脉冲电流阴极保护柜(4)内。3.如权利要求1所述的一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，其特征在于：所述的深阳极井(7)还包括阳极地床(10)；所述阳极地床(10)置于地下；所述阳极地床(10)的底部设置有辅助阳极(11)。4.如权利要求1或2所述的一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，其特征在于：所述脉冲电流输出控制单元(3)包括依次连接的电压检测保护电路、整流滤波电路、高频调整电路、高频滤波电路、低压整流滤波电路和脉冲电流输出电路；所述的电压检测保护电路接受外部的输入电压，依次经整流滤波电路、高频调整电路、高频滤波电路和低压整流滤波电路，通过脉冲电流输出电路的输出端与分流器单元(6)与辅助阳极(11)及控制终端单元(2)电连接。5.如权利要求4所述的一种丛式井组套管脉冲电流阴极保护远程监控系统，其特征在于：所述的脉冲电流输出控制单元...

【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：