способ выполнения анодного заземления

Формула изобретения

Способ установки анодного заземлителя в скважине, включающий размещение в скважине электродов и заполнение скважины от забоя до устья токопроводящим неметаллическим материалом, отличающийся тем, что на скважине монтируют помост и монтажный устьевой кондуктор типа электротехнического «ковера», электроды выполняют из ферросилида и собирают в виде колонны, которую дополняют электродами токовводами и диэлектрической прокладкой между ней и помостом, подсоединяют кабели, колонну электродов подвешивают в скважине на тросе из диэлектрического материала и устанавливают газоотводную полимерную перфорированную трубку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрохимзащите от грунтовой коррозии и может найти применение в нефтяной, газовой, энергетических отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при выполнении анодного заземления.

Известен способ установки глубинного анодного заземления, включающий бурение скважины, размещение в скважине металлического проводника и заполнение скважины от забоя до устья токопроводящим неметаллическим материалом - графитом, измельченным коксом (Р.Юхневич и др. Техника борьбы с коррозией. Ленинград, Химия, 1980 г., с.172-174).

Недостатками этого способа являются высокая стоимость металлического проводника за счет большого расхода металла, операций по спуску, трамбованию или засыпке токопроводящего неметаллического материала и короткий срок службы анода, обусловленный его разрушением вследствие слабой сцементированности и повышенной растворимости токопроводящих материалов.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ выполнения глубинного анодного заземления, включающий бурение скважины, размещение в скважине металлического проводника и заполнение скважины от забоя до устья токопроводящим неметаллическим материалом. В качестве токопроводящего неметаллического материала используют электропроводный цементный раствор. Раствор укладывают в скважину методом вертикально перемещающейся трубы, а металлический проводник размещают в несхватившемся электропроводном цементном растворе в верхней части скважины. В качестве металлического проводника можно использовать инъекционную трубу, а также стержень из арматурной стали (патент РФ № 2153537, опублик. 27.07.2000 - прототип).

Известный способ обладает невысокой стоимостью, однако срок службы остается невысоким из-за просадки заземления при просадке грунта. Кроме того, известный способ не предусматривает демонтаж и ремонт.

В предложенном изобретении решается задача упрощения монтажа и увеличения продолжительности работы анодного заземления.

Задача решается тем, что в способе выполнения анодного заземления, включающем бурение скважины, размещение в скважине электродов и заполнение скважины от забоя до устья токопроводящим неметаллическим материалом, согласно изобретению, на скважине монтируют помост и монтажный устьевой кондуктор типа электротехнического «ковера», электроды выполняют из ферросилида, колонну электродов дополняют электродами-токовводами и диэлектрической прокладкой между колонной электродов и помостом, колонну электродов подвешивают в скважине на тросе из диэлектрического материала и эксплуатируют в подвешенном состоянии, а при эксплуатации из скважины отводят газы через газоотводную полимерную перфорированную трубку.

Сущность изобретения

При эксплуатации анодные заземлители проседают, особенно в случаях попадания в подземные реки и родники. Грунт из под нижних электродов вымывается, и анодный заземлитель погружается вниз. В результате появляются обрывы соединительных кабелей. На самый нижний соединительный узел действует нагрузка до 400 кг, что может привести к перегибам соединительных шин и разгерметизации мест соединения электродов. В результате возникает полный выход анодного заземлителя из строя. Кроме того, существующие конструкции анодных заземлителей невозможно демонтировать для ремонта или обследования. В предложенном изобретении решается задача упрощения монтажа и увеличения продолжительности работы анодного заземления. Задача решается следующим образом.

При выполнении анодного заземления ведут бурение скважины, размещение в скважине электродов и заполнение скважины от забоя до устья токопроводящим неметаллическим материалом. На скважине монтируют помост, диэлектрическую подкладку и монтажный устьевой кондуктор типа электротехнического «ковера». Помост служит для размещения электротехнического ковера и крепления анодного заземлителя на поверхности земли. Диэлектрическая подкладка выполняет роль изолятора между помостом и электротехническим ковером. Электротехнический ковер позволяет иметь доступ к узлу крепления анодного заземлителя и используется при монтаже для крепления в подвешенном состоянии и вывода газоотводной трубки на поверхность, при эксплуатации применяется для демонтажа анодного заземлителя при преждевременном выходе его из строя, а также для заливки воды или раствора в скважину.

Электроды выполняют из ферросилида согласно ТУ 4834-001-48814120-2005. Основные технические характеристики: длина - 1500 мм, диаметр 65 мм, масса 33 кг, сечение провода 6 мм².

Сверху, снизу и посередине колонну электродов дополняют электродами-токовводами, соединенными посредством кабелей с источниками тока. Колонну электродов подвешивают в скважине на тросе из диэлектрического материала и эксплуатируют в подвешенном состоянии. В качестве диэлектрического троса может быть использован трос из полимерных материалов, например из полипропилена, стеклопластика и т.п. При эксплуатации из анодного заземлителя отводят газы (водород) через газоотводную полимерную перфорированную трубку.

На чертеже представлен вариант исполнения анодного заземлителя согласно предлагаемого изобретения.

В скважине 1 подвешена на тросе 2 из диэлектрического материала колонна электродов, состоящая из рабочих электродов 3 и электродов-токовводов 4, соединенных кабелями 5 с источником тока (не показан). По всей длине скважины с выходом в атмосферу размещена газоотводная полимерная перфорированная трубка 6. На поверхности земли над скважиной 1 смонтирован помост 7 с заглубленными в грунт элементами 8, предотвращающими смещение помоста 7. На помосте 7 смонтирован электротехнический ковер 9. На помосте 7 также закреплен шток 10, на котором подвешен трос 2. Трос 2 с другого конца закреплен на хомуте 11, охватывающем верхний электрод колонны электродов 3, 4. Выше хомута 11 помещена диэлектрическая подкладка 12, разделяющая помост 7 и колонну электродов 3, 4.

Анодное заземление выполняют следующим образом.

В грунте бурят скважину 1. Над скважиной монтируют помост 7. Собирают колонну электродов 3, 4, подсоединяют кабели 5, устанавливают хомут 11, трос 2, диэлектрическую подкладку 12, навешивают трос 2 на шток 10 и опускают в скважину 1. Туда же опускают газоотводную полимерную перфорированную трубку 6. Шток 10 закрепляют на помосте 7. Сверху устанавливают электротехнический ковер 9. Скважину заполняют токопроводящим материалом типа глинистого раствора.

Собирают схему катодной защиты, например, трубопроводов, нефтяных скважин и т.п. и запускают анодный заземлитель в работу.

За счет подвески и опоры на поверхность земли полностью исключается давление электродов на грунт и возможность проседания анодного заземлителя при вымывании грунта из под электродов грунтовыми водами. Трос из диэлектрического материала обеспечивает отсутствие коррозии и повышенный срок эксплуатации всего устройства. Облегчается монтаж. Обеспечивается возможность ремонта анодного заземлителя после поднятия его из скважины.

Пример конкретного выполнения

Выполняют анодное заземление для катодной защиты нефтепромыслового трубопровода. Для этого бурят скважину глубиной 21 м и диаметром 0,015 м. На скважине монтируют помост и монтажный устьевой кондуктор типа электротехнического «ковера». Собирают колонну из рабочих электродов и электродов-токовводов, выполненных из ферросилида, длиной 18 м. На верхнем электроде закрепляют хомут и диэлектрическую прокладку. Колонну электродов подвешивают в скважине на тросе из диэлектрического материала - полипропилена. В скважину опускают газоотводную полиэтиленовую перфорированную трубку диаметром 25,0 мм и отверстиями на погонный метр в количестве 5 штук.

Собирают схему катодной защиты и запускают анодный заземлитель в работу.

Испытания показали, что предлагаемый анодный заземлитель служит в 2-5 раз дольше известных.

Применение предложенного способа позволит решить задачу упрощения монтажа и увеличения продолжительности работы анодного заземления.