[发明专利]模拟深海温跃层环境中输油管线阴极保护过程的装置

说明书

本发明公开了一种模拟深海温跃层环境中输油管线阴极保护过程的装置，属于输油管线阴极保护技术领域，包括：多个容置有不同温度海水的管道，所述管道内设置有牺牲阳极、参比电极和用于模拟输油管线的模拟海管；多个所述管道依次连接，相邻的两所述管道之间连接有砂滤板，所述模拟海管轴向穿过所述砂滤板的中心位置；所述模拟海管与所述牺牲阳极电连接，所述模拟海管与所述参比电极之间电连接有电压采集装置，本设计能够模拟海管穿越温跃层铺设时的不均匀介质环境，获得阴极保护参数，便于对深海温跃层环境下油气管线的阴极保护过程进行模拟研究。

技术领域

本发明属于输油管线阴极保护技术领域，具体涉及一种模拟深海温跃层环境中输油管线阴极保护过程的装置。

背景技术

我国海洋油气资源的开采也正迅速地向深海发展。然而，深海环境变化对深海海洋工程的开展带来了很多挑战，比如深海环境下金属材料的腐蚀与防护问题。深海工程设施一般造价比较昂贵，安装维护困难，服役期间一旦遭受腐蚀破坏，将会产生巨额经济损失。为了保证深海工程设施长期安全稳定运行，必须采用可靠的防腐蚀措施避免金属材料的腐蚀。而作为一种浅海中常用的简单有效的防腐蚀措施，阴极保护技术在深海环境下依然十分可靠。

然而，近海和深海在海洋环境方面存在显著差异，比如化学性质和物理性质(压力、温度、溶解氧等等)，这些差异都会对阴极保护系统带来影响。因此，为了确保阴极保护系统在深海环境中也能正常服役工作，就需要对深海环境下的阴极保护系统进行模拟和评估。众多对阴极保护过程产生影响的海洋参数中，温度是一个非常关键的因素。因为海水很多的物理化学性质是由温度决定的，比如溶解氧。另外，温度还会影响到钙质沉积层的形成，它对阴极保护效果起着非常重要的作用。深海环境中温度的分布可以用温跃层来描述，它包含了三个部分：表层区、跃层区及深层区。表层区在大洋表面，温度最高，跃层区位于中间，温度随水深变化非常大，深层区温度最低。一般来说，深海各跃层水深随着海域和季节会发生变化。温度随水深的变化，导致了不同温度跃层内油气管线材料的极化性质的变化。当油气管线从表层穿越温跃层铺设到海底时，不同温度下的油气管线材料因为不同的腐蚀速率而发生耦合，从而引起整条管线的阴极保护过程的变化，这给深海油气管线的阴极保护设计和实施带来了极大困难。因此，需要建立一种方法来获取可靠的阴极保护参数，以保证深海温跃层环境下油气管线阴极保护工程的有效、安全实施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种模拟深海温跃层环境中输油管线阴极保护过程的装置，能够模拟输油管线穿越温跃层铺设时的不均匀介质环境，获得阴极保护参数，便于对真实环境下的阴极保护系统进行优化设计，节省人力物力财力，保障深海阴极保护工程安全可靠运行。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

模拟深海温跃层环境中输油管线阴极保护过程的装置，包括：多个容置有不同温度海水的管道，所述管道内设置有牺牲阳极、参比电极和用于模拟输油管线的模拟海管；多个所述管道依次连接，相邻的两所述管道之间连接有砂滤板，所述模拟海管轴向穿过所述砂滤板的中心位置；所述模拟海管与所述牺牲阳极电连接，所述模拟海管与所述参比电极之间电连接有电压采集装置。

进一步的，所述模拟海管与所述牺牲阳极之间电连接有电阻，所述电阻并联有电压采集装置。

进一步的，所述管道开设有导线引出口，所述模拟海管、所述牺牲阳极、所述参比电极电连接的导线由所述导线引出口引出。

进一步的，所述导线为铜导线，所述铜导线与所述管道焊接处由环氧树脂封装。

进一步的，所述砂滤板的周侧连接有连接片，所述连接片与所述管道的端部连接。

进一步的，所述连接片与所述管道的端部之间设置有橡胶垫片。

进一步的，所述管道远离所述砂滤板的一端连接有用于密封的盖板，所述管道设置有操作窗。

进一步的，所述参比电极为全固态参比电极。