智能化油井套管脉冲电流阴极保护电源控制系统

目的 设计一种智能化油井套管脉冲电流阴极保护电源控制系统,该控制系统能够自动检测外部反馈信号(包括输出电流、输出电压、套管电位),并根据外部反馈信号自适应调节电源的输出参数(包括频率、幅值、占空比),实现电源的智能化运行,确保油井套管脉冲电流阴极保护效果处于最佳状态。方法 本次控制系统设计采用三层闭环控制策略实现电源的自适应调节,其中输出电流为内环,输出电压为中环,套管电位为外环;采用先进的处理算法对输出电流、输出电压、套管电位进行处理运算,判断出脉冲电流阴极保护的保护效果,并输出相应的PWM控制信号对电源的输出参数进行实时调节。结果 在5.0×0.5×0.5m的PVC绝缘水槽中模拟油井套管脉冲电流阴极保护系统,结果表明,该控制系统能够控制电源输出频率、幅值、占空比均可独立调节的脉冲电流,并且可以使40角钢的保护电位达到-0.85V。结论 该控制系统可以实现油井套管脉冲电流阴极保护电源的智能化运行,不需要过多的人工干预,具有投入成本低、可靠性高、功能完善、操作方便等优点。     

油井套管脉冲电流阴极保护监控系统设计

目的设计油井套管脉冲电流阴极保护远程监控系统,确保脉冲电流阴极保护系统安全运行状态,实现集约化、数字化管理。方法基于二次逆变及GPRS无线通信技术,设计采用C8051F020单片机为控制核心的脉冲电源系统,并通过HAR306模块实现GPRS无线数据传输,结合远程监控中心对油井套管脉冲电流阴极保护过程进行实时监控。结果该系统具有投入成本低、组网方便、数据传输稳定可靠、人机界面友好、功能强大等优点,可以实现油井套管脉冲电流阴极保护的集约化、数字化、智能化管理。结论采用二次逆变方法设计油井套管脉冲电流阴极保护专用电源主电路,在此基础上应用GPRS技术设计脉冲电流阴极保护远程无线监控系统的方案是可行的。     

阳极距离对脉冲电流阴极保护深度的影响

目的研究阳极距离对脉冲电流阴极保护深度的影响。方法:在5.0×0.5×0.5m的水池中,建立均匀Na Cl溶液介质模拟油井套管阴极保护体系,采用挂片法,研究了阳极距离对方波脉冲电流阴极保护深度的影响。结果:在阴极保护系统中,阴阳极距离存在一个临界值D临,只有阴阳极距离大于D临时,阴极才有可能全线得到有效保护。结论在脉冲电流阴极保护系统中,阳极距离是影响保护深度的重要因素。如果由于现场条件限制,阳极不可能分布得足够远,那么需采用别的办法来增加保护深度。     

脉冲电流阴极保护技术在油井套管上的应用

油井套管外腐蚀是套管失效的最主要形式,严重制约了油田的作业和开发。阴极保护技术已广泛应用于油井套管系统的防腐蚀保护。实践证明,该技术是目前使用最广泛、最有效的油井套管防腐蚀技术。然而,基于脉冲电流的阴极保护技术在油井套管中还没有相关应用。理论研究和模拟实验证明,脉冲电流阴极保护技术具有电流分布更均匀,总电流需求更低,保护深度更深,耗能更低等诸多优点。通过介绍脉冲电流阴极保护技术的历史、研究进展、应用条件等,对油井套管阴极保护技术进行了综述;探讨了油井套管脉冲电流阴极保护基本参数的影响规律;总结了对该技术保护效果的评价,并对其保护效果进行了展望。     

基于脉冲电流供电的油井套管阴极保护系统构建北大核心CSCD

利用脉冲电流具有较强穿透力、更均匀电流分布密度的特点,构建了基于脉冲电流供电的油井套管阴极保护系统,可以有效延长油井套管的保护深度,解决了传统直流型油井套管阴极保护系统存在的保护深度不够、电流和电位分布不均匀等问题,使一些深井或超深井达到有效的全线保护。     

基于脉冲电流供电的油井套管阴极保护系统构建

利用脉冲电流具有较强穿透力、更均匀电流分布密度的特点,构建了基于脉冲电流供电的油井套管阴极保护系统,可以有效延长油井套管的保护深度,解决了传统直流型油井套管阴极保护系统存在的保护深度不够、电流和电位分布不均匀等问题,使一些深井或超深井达到有效的全线保护。     

基于C8051F020的油井套管阴极保护脉冲电源系统设计

采用普通直流型恒电位仪无法达到套管实际的保护深度,存在油井套管阴极保护不全面的问题,本文介绍一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源,该电源以二次逆变主电路结构形式,并采用8051MCUF020为主控核心单元,运用锁相环倍频采样保证采样精度,采用PID策略实现闭环控制,研制出的样机具有功能完善,脉冲参数可调,运行稳定可靠等特点。     

油井套管脉冲电流阴极保护电源主电路设计

设计了一种基于二次逆变的油井套管脉冲电流阴极保护专用电源的主电路,一、二次逆变均采用PWM方式进行控制。二次逆变主电路结构形式的引入使得脉冲电流输出参数(如频率、幅值、占空比)可以在较大范围内独立调节,具有体积小、质量轻、电源动特性及可控性佳的特点,使其在套管阴极保护方面更有前途。     

基于GPRS的油井套管脉冲电流阴极保护无线数据采集系统设计

随着油田的开采,油井套管的腐蚀问题备受关注,脉冲电流阴极保护技术是一种抑制油井套管腐蚀的行之有效的手段。对脉冲电流阴极保护各项参数进行检测,可以降低油井套管发生腐蚀的风险。与传统的人工检测相比,基于GPRS的油井套管脉冲电流阴极保护无线数据采集系统可以对油井套管脉冲电流阴极保护进行实时与同步监测,在提高了检测精度的同时节省了大量的人力资源,实现了油井套管脉冲电流阴极保护的集约化、数字化管理。     

脉冲电流与直流电流的阴极保护效果比较研究

目的研究对比脉冲电流与直流电流阴极保护效果。方法采用挂片法,在Na Cl溶液中,对Q235钢在电源输出电压为4.02 V(直流阴极保护电位为0.95 V)时,对比直流电流和脉冲电流阴极保护条件下的保护效果。结果电源输出功率相同时,脉冲电流可以获得更好的保护效果和较小的平均电流消耗;随着保护时间的推移,脉冲电流在不同参数条件下,阴极保护电位都会越来越负。结论高频率下,脉冲电流保护效果比直流电流的保护效果好;若要提高保护效果和降低电流消耗,应选择中间范围的占空比、较高的频率,并且优先调整频率。     

油井套管井T阴极保护电位计算方法研究

提出了一种利用阴极保护地面测量参数和油井套管完井数据来计算油井套管井下阴极保护电位分布的新方法.将这种方法应用到美国得克萨斯A井的结果表明,计算值和实测值非常吻合,最大相对误差小于2%.     

Analysis of different factors affecting cathodic protection for deep well casings

This paper introduces a comparative theoretical investigation of the conventional cathodic protection (CP) and the pulse cathodic protection (PCP) systems to show how both of them behave under different operating conditions. The effectiveness of the PCP system is also highlighted for a typical large‐scale configuration as well as some field measurements have been carried out. The performance of PCP system has been analyzed in the light of getting better protection‐current distribution along the protected well casing at reduced anode current together with reducing the stray current (corrosion) at any nearby unprotected structure(s). Many factors have been investigated to show their effects on the performance of the CP system, namely, soil resistivity, voltage pulse waveform and frequency, and multi‐layer soil. In addition, the performance of both the conventional CP and the PCP systems has been compared to that when utilizing unused/abandoned well casing as anode energized by the conventional CP system. The PCP system shows better performance than that of the conventional CP, and a similar performance at high soil resistivity to that when using unused/abandoned well casing. On the other hand, the utilization of the unused/abandoned well casing gives superior performance, especially at low soil resistivities, where the protection‐current profiles of both the conventional CP and the PCP systems decay sharply.     

用微机实施恒电位阴极保护

本工作中研制了一种用微机直接控制的恒电位阴极保护电源.其基本原理完全不同于现有恒电位仪的反馈控制。它定时对阴极电位采样,根据与给定值的偏差,通过可变比例控制算法,调整可控硅电源的输出电压,并保持这一输出电压直至下一次采样。在这种控制方式下,除电位采样和控制算法以外的大部份时间内,微机处于“闲置”工作状态,并且参比电极与控制系统无关.这样的保护电源可望方便地扩展到多通道巡回控制,用单一电源对多阳极系统实施恒电位阴极保护。     

脉冲变极性弧焊逆变电源数字化控制系统

在采用数字信号处理器(DSP)DSP56F805构建基于双DSP的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统的基础上,针对数字化脉宽调制(PWM)控制脉冲存在的脉冲宽度保持和延迟对电源输出动态响应和稳态精度等控制性能的影响,提出了基于电源输出电感电阻(LR)负载模型的电流预估计算法,进而对简单数字比例积分微分(PID)控制算法进行了修正.同时,系统通过对电流/电压检测信号的预处理、A/D采样与PWM同步、数字滤波等措施有效地提高了系统的抗干扰性能.脉冲变极性输出特性控制试验验证了基于电流预估计的数字PID控制算法的正确性和有效性.     

基于双DSP数字化控制的交直流脉冲弧焊逆变电源

在论述研究开发交直流复合脉冲弧焊逆变电源必要性的基础上,通过对功率变换电路工作原理的分析,论证了实现电源交直流复合脉冲输出的可行性.采用Motorola 16位混合型数字信号处理器DSP 56F805建立了基于双DSP的IGBT弧焊逆变电源交直流复合脉冲输出数字化控制系统,以实现电源的人机交互、输出特性控制及工作状态监测与管理.     

深井套管阴极保护的计算与分析

对江汉油田3000多米深的王59井套管的阴极保护电位的分布进行了计算，计算结果与实测结果的相对误差均小于8%.尽管如此，在阴极保护电流从5 A增大到20 A的情况下，仍然无法使该井套管的保护电位完全达到最小保护电位的标准.