一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法和系统，涉及油气站场区域阴极保护设计技术领域，方法包括：确定油气站场的多种站场区域阴极保护典型工况；对每种站场区域阴极保护典型工况进行数值模拟和现场馈电试验，优化每种站场区域阴极保护典型工况对应的阳极地床参数与分布位置；根据每种站场区域阴极保护典型工况对应的优化后的阳极地床参数与分布位置，确定每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案；根据每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案，得到目标油气站场的区域阴极保护设计方案，本发明专利技术能够提高设计的有效性，提升站场阴极保护水平，降低埋地管道设施的腐蚀风险

【技术实现步骤摘要】
一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法和系统


[0001]本专利技术涉及油气站场区域阴极保护设计
，尤其涉及一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法和系统
。

技术介绍

[0002]区域阴极保护技术是指针对场
(
开采区
)、
站
(
输送
)、
库
(
油库
、
储气库
)
内的埋地金属管道
、
储罐及设备实施的阴极保护
。
目前，关于区域阴极保护的设计遵从
SY/T 6964
‑
2011《
石油天然气站场阴极保护技术规范
》
或
GB/T35508
‑
2017《
场站内区域性阴极保护
》
，即首先通过对保护对象保护电流密度进行预估，再计算需要保护的管道设施面积，得出需要的电流需求量，并进一步提出设计方案
。
[0003]生产实践表明，用该方法设计的站场在一些密集管网区
、
密集接地区等往往存在欠保护现象
。
根据前期对
60
余座在役站场区域阴极保护有效性评价结果统计，有近
80
％的站场存在欠保护现象
。
区域阴极保护不达标，将增大埋地管道设施的腐蚀风险
。
分析表明，造成区域阴极保护不达标的主要原因为：站场埋地金属结构物复杂，接地系统庞大，造成保护电流的大量流失，管道之间以及管道与接地网之间存在较为严重干扰和屏蔽问题，辅助阳极地床施工受区域限制较大，系统回路较多，调试和测试较困难等系列问题
。
所以，该传统的设计方法无法保证油气站场如输油气站场的区域阴极保护有效性的全覆盖
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，具体提供了一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法和系统，具体如下：
[0005]1)
第一方面，本专利技术提供一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法，具体技术方案如下：
[0006]确定油气站场的多种站场区域阴极保护典型工况；
[0007]对每种站场区域阴极保护典型工况进行数值模拟和现场馈电试验，优化每种站场区域阴极保护典型工况对应的阳极地床参数与分布位置；
[0008]根据每种站场区域阴极保护典型工况对应的优化后的阳极地床参数与分布位置，确定每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案；
[0009]根据每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案，得到目标油气站场的区域阴极保护设计方案
。
[0010]本专利技术提供的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法的有益效果如下：
[0011]通过数值模拟技术和典型工况现场馈电试验研究，得出典型区域阴极保护工况的设计方案，可推广应用至其他类似工况站场，由典型工况组合获得整个站场的区域阴极保护设计方案，从而提高设计的有效性，提升站场阴极保护水平，降低埋地管道设施的腐蚀风险
。
[0012]2)
第二方面，本专利技术还提供一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计系统，具
体技术方案如下：
[0013]包括典型工况确定模块
、
优化模块
、
确定模块和方案确定模块；
[0014]典型工况确定模块用于：确定油气站场的多种站场区域阴极保护典型工况；
[0015]优化模块用于：对每种站场区域阴极保护典型工况进行数值模拟和现场馈电试验，优化每种站场区域阴极保护典型工况对应的阳极地床参数与分布位置；
[0016]确定模块用于：根据每种站场区域阴极保护典型工况对应的优化后的阳极地床参数与分布位置，确定每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案；
[0017]方案确定模块用于：根据每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案，得到目标油气站场的区域阴极保护设计方案
。
[0018]3)
第三方面，本专利技术还提供一种计算机设备，计算机设备包括处理器，处理器与存储器耦合，存储器中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机设备实现上述任一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法
。
[0019]4)
第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法
。
[0020]需要说明的是，本专利技术的第二方面至第四方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述
。
附图说明
[0021]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征
、
目的和优点将会变得更明显：
[0022]图1为本专利技术实施例的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法的流程示意图之一；
[0023]图2为本专利技术实施例的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法的流程示意图之二；
[0024]图3为本专利技术实施例的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法的流程示意图之三；
[0025]图4为某站场孤立管道区三维几何模型的示意图；
[0026]图5为网格划分的示意图；
[0027]图6为反演获得的极化边界条件；
[0028]图7为孤立管道区不同阳极距离下电位分布云图之一；
[0029]图8为孤立管道区不同阳极距离下电位分布云图之二；
[0030]图9为孤立管道区不同阳极距离下电位分布云图之三；
[0031]图
10
为阳极地床位置示意图；
[0032]图
11
为埋设浅埋分布式阳极后的阴极保护电位分布云图；
[0033]图
12
为本专利技术实施例的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计系统的结构示意图；
[0034]图
13
为本专利技术实施例的计算机设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述
。
[0036]如图1所示，本专利技术实施例的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法，包括如下步骤：
[0037]S1、
确定油气站场的多种站场区域阴极保护典型工况，具体地：
[0038]通过对六十余个油气站场区域阴极保护有效性检测评价和设计方案梳理分析，得出输油站场和输气站场内部埋地管道典型工况，包括三种站场区域阴极保护典型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法，其特征在于，包括：确定油气站场的多种站场区域阴极保护典型工况；对每种站场区域阴极保护典型工况进行数值模拟和现场馈电试验，优化每种站场区域阴极保护典型工况对应的阳极地床参数与分布位置；根据每种站场区域阴极保护典型工况对应的优化后的阳极地床参数与分布位置，确定每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案；根据每种站场区域阴极保护典型工况的区域阴极保护设计方案，得到目标油气站场的区域阴极保护设计方案
。2.
根据权利要求1所述的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法，其特征在于，优化任一种站场区域阴极保护典型工况对应的阳极地床参数与分布位置的过程包括：对所述任一种站场区域阴极保护典型工况开展馈电试验；对所述任一种站场区域阴极保护典型工况进行三维建模，结合馈电试验结果，通过反演计算得到极化边界条件，根据极化边界条件，优化阳极地床参数与分布位置
。3.
根据权利要求2所述的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法，其特征在于，对所述任一种站场区域阴极保护典型工况进行三维建模，包括：基于所述任一种站场区域阴极保护典型工况中的站内埋地构件的几何分布及土壤电阻率信息，进行三维建模
。4.
根据权利要求1至3任一项所述的一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计方法，其特征在于，多种站场区域阴极保护典型工况包括：孤立管道区的场区域阴极保护典型工况
、
密集管道区的场区域阴极保护典型工况以及管道临近接地体区的场区域阴极保护典型工况
。5.
一种基于站场典型工况的区域阴极保护设计系统，其特征在于，包括典型工况确定模块
、
优化模块
、
确定模块和方案确定模块；所述典型工况确定模块用于：确定油气站场的多种站场区域阴极保护典型工况；所述优化模块用于：对每种站场区域阴极保护典型工况进行数值模拟和现场馈电试验，优化每种站场区域阴极保...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文会，陈振华，吴张中，张丰，吴长访，石胜明，张连军，陈洪源，侯童耀，钟婷，蓝卫，徐华天，徐承伟，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司，
类型：发明
国别省市：