專利名稱：一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置及其保護方法
技術領域：
本發明涉及海洋金屬防腐技術領域，特別涉及一種自升式海上平臺的外加電流陰極保護裝置及其保護方法。
背景技術：
自升式平臺又稱為樁腳式鉆井平臺，是一種鋼結構平臺，是目前應用最為廣泛的鉆井平臺。這種石油平臺裝載鉆井機械、動力、器材、居住設備以及若干可升降的樁腿，鉆井時樁腿著底，平臺則沿樁腿升離海面一定高度；移位時平臺降至水面，樁腿升起，平臺就駁船可由拖輪把它拖移到新的井位。由于海水是一種強腐蝕介質，如果不采取有效的防腐蝕措施，自升式平臺在苛刻的海洋環境中必將遭受腐蝕破壞，會縮短平臺的服役壽命，增加平臺維護成本海洋環境中鋼結構平臺的腐蝕控制一般采用犧牲陽極陰極保護方法。但是由于自升式平臺的升降系統采用齒輪齒條式和液壓頂升式，這種升降結構設計的平臺與樁腿結合嚴密，空間緊湊，空隙狹小，不允許在樁腿上安裝大尺寸的犧牲陽極。自升式采油平臺設計壽命20年，小尺寸的陽極難以達到長期防護的目的，因此需要頻繁進塢更換，影響了平臺的正常工作，同時增加了維護成本。而且安裝犧牲陽極勢必增加樁腿的升降載荷，對升降結構的設計提出更高的要求，建造成本也隨之增加。因此在對自升式鉆井平臺樁腿的陰極保護中，陽極的重量和尺寸成為犧牲陽極防護技術的兩大瓶頸。另外，陽極溶解過程中大量的鋁、鋅及重金屬離子被釋放到海水中，對海洋生態造成潛在威脅，由于電解鋁行業屬于高耗能產業，這樣犧牲陽極的冶煉和溶解消耗對自然環境造成了雙重污染
發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單，安裝方便，使用壽命長，費用低，無潛在海洋生態污染隱患的一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置及其保護方法。為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，它包括輔助陽極4、參比電極7、電流控制設備I和電纜，該電流控制設備I安裝在自升式平臺9上面，其中，所述輔助陽極4和參比電極7經附板5固定在自升式平臺9的樁靴8上，輔助陽極4和參比電極7經可縱向收放的電纜與電流控制設備I電連接，該電纜經水密封部件進入自升式平臺9的樁靴8內部。所述電流控制設備I的負極通過電纜與自升式平臺9連接；所述輔助陽極4通過電纜與電流控制設備I的正極連接，所述參比電極7通過電纜與設置在電流控制設備I上的參比電極端子2連接；所述與輔助陽極4相連的電纜和與參比電極7相連的電纜匯總共同走線為匯總電纜3。所述自升式平臺9的樁靴8上設置有附板5，所述輔助陽極4和參比電極7可拆卸地安裝在附板5上。
所述樁靴8上開設有安裝孔，所述匯總電纜3穿過安裝孔后引入到自升式平臺9樁腿的內部，在自升式平臺9樁腿的內部走線。所述自升式平臺9的每個樁靴8上設置 有兩個輔助陽極4和I個參比電極7 ;兩個輔助陽極4之間的夾角為12(Γ180°，所述參比電極7位于兩輔助陽極的中間位置。所述輔助陽極4與參比電極7的抗壓強度大于1.6Mpa，所述輔助陽極4的外圍設置有屏蔽涂層12。所述安裝孔上還可設置有水密罩6，所述水密罩6與安裝孔之間固定連接。所述自升式平臺9上設置有收放電纜用的卷揚機10，匯總電纜3通過電纜支撐件11連接到卷揚機10上。一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置的保護方法，它包括如下步驟A.在自升式平臺9上安裝電流控制設備1，所述電流控制設備I的負極通過電纜與自升式平臺9連接；B.在所述自升式平臺9底部的樁靴8上焊接附板5，將輔助陽極4和參比電極7螺紋連接在附板5上；C.在所述樁靴8上開設安裝孔，將與輔助陽極4相連的電纜和與參比電極7相連的電纜匯總為匯總電纜3，該匯總電纜3穿過安裝孔后引入到自升式平臺9樁腿的內部，在自升式平臺9樁腿的內部走線，到自升式平臺9樁腿的頂部引出；D.將與輔助陽極4相連的電纜與電流控制設備I的正極連接，與參比電極7相連的電纜與設置在電流控制設備I上的參比電極端子2連接。所述自升式平臺9的每個樁靴8上設置有兩個輔助陽極4和I個參比電極7，兩個輔助陽極4之間的夾角為12(Γ180°，所述參比電極7位于兩輔助陽極的中間位置。所述輔助陽極4與參比電極7的抗壓強度大于1. 6Mpa。所述輔助陽極4的外圍設置有屏蔽涂層12。所述安裝孔上設置有水密罩6，水密罩6與安裝孔之間固定連接。所述自升式平臺9上設置有卷揚機10，匯總電纜3通過電纜支撐件11連接到卷揚機10上。本發明的優點為可以在不增加自升式平臺載荷的前提下，為自升式平臺提供有效的防護，防止海水對自升式平臺的腐蝕，尤其適合圓柱型樁腿的自升式平臺；本發明通過卷揚機實現樁腿升降時電纜的收放，不增加自升式平臺的載荷。


圖1為本發明的一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置的使用狀態圖。圖2為本發明的自升式平臺的樁靴處的細節圖。圖3為本發明的自升式平臺的樁靴處的細節俯視圖。主要組件符號說明1 電流控制設備2 參比電極端子3 匯總電纜4 輔助陽極
5附板6水密罩7參比電極8樁靴9自升式平臺10 卷揚機11電纜支撐件12 屏蔽涂層
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
做進一步說明。如圖1所示，為本發明的一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置的使用狀態圖，所述外加電流陰極保護裝置包括輔助陽極4、參比電極7和電流控制設備I，該電流控制設備I安裝在自升式平臺9上，其中，輔助陽極4通過電纜與電流控制設備I的正極連接，參比電極7通過電纜與參比電極端子2連接，該參比電極端子2設置在電流控制設備I上；所述電流控制設備I的負極通過電纜與自升式平臺9連接；所述與輔助陽極4相連的電纜和與參比電極7相連的電纜匯總共同走線為匯總電纜3。所述自升式平臺9的底部為樁靴8，如圖2所示，為本發明的自升式平臺的樁靴處的細節圖，圖3為樁靴處的細節俯視圖；其中，樁靴8上焊接有附板5，所述輔助陽極4和參比電極7螺紋連接在附板5上；所述樁靴8上開設有安裝孔，所述匯總電纜3穿過安裝孔后引入到自升式平臺9樁腿的內部，在自升式平臺9樁腿的內部走線；所述安裝孔上還可設置有水密罩6，水密罩6與安裝孔之間固定連接。所述自升式平臺9的每個樁靴8上設置有兩個輔助陽極4和I個參比電極7，兩個輔助陽極4之間的夾角為12(Γ180度，參比電極7位于兩輔助陽極4的中間位置，例如，在圖3所示的實施例中，兩輔助陽極4之間的夾角為180度，則參比電極7位于距離兩個輔助陽極4分別為90度的中間位置；所述輔助陽極4與參比電極7的抗壓強度大于1. 6Mpa，輔助陽極4的外圍設置有屏蔽涂層12。所述自升式平臺9上還可設置有卷揚機10，匯總電纜3通過電纜支撐件11連接到卷揚機10上，所述卷揚機10用于在自升式平臺9的樁腿升降過程中實現電纜3的收放。本發明的一種自升式平臺的陰極保護方法，它包括如下步驟A.在自升式平臺9上安裝電流控制設備1，所述電流控制設備I的負極通過電纜與自升式平臺9連接；B.在所述自升式平臺9底部的樁靴8上焊接附板5，將輔助陽極4和參比電極7螺紋連接在附板5上；C.在所述樁靴8上開設安裝孔，將與輔助陽極4相連的電纜和與參比電極7相連的電纜匯總為匯總電纜3，該匯總電纜3穿過安裝孔后引入到自升式平臺9樁腿的內部，在自升式平臺9樁腿的內部走線，到自升式平臺9樁腿的頂部引出；D.將與輔助陽極4相連的電纜與電流控制設備I的正極連接，與參比電極7相連的電纜與設置在電流控制設備I上的參比電極端子2連接。
上述方法中，所述安裝孔上還可設置有水密罩6，水密罩6與安裝孔之間固定連接，防止電極海水進入樁靴內部。所述自升式平臺9的每個樁靴8上設置有兩個輔助陽極4和I個參比電極7，兩個輔助陽極4之間的夾角為12(Γ180度，參比電極7位于兩輔助陽極4的中間位置，例如，在圖3所示的實施例中，兩輔助陽極4之間的夾角為180度，則參比電極7位于距離兩個輔助陽極4分別為90度的 中間位置。在自升式平臺9上還可安裝卷揚機10，匯總電纜3通過電纜支撐件11連接到卷揚機10上，卷揚機10用于在樁腿升降過程中實現電纜的收放。
權利要求
1.一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，它包括輔助陽極(4)、參比電極(7)、電流控制設備(I)和電纜，該電流控制設備(I)安裝在自升式平臺(9)上面，其特征在于所述輔助陽極⑷和參比電極(7)經附板(5)固定在自升式平臺(9)的樁靴⑶上，輔助陽極⑷和參比電極(7)經可縱向收放的電纜與電流控制設備⑴電連接，該電纜經水密封部件進入自升式平臺(9)的樁靴⑶內部。
2.如權利要求1所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述電流控制設備(I)的負極通過電纜與自升式平臺(9)連接；所述輔助陽極(4)通過電纜與電流控制設備(I)的正極連接，所述參比電極(7)通過電纜與設置在電流控制設備(I)上的參比電極端子⑵連接；所述與輔助陽極⑷相連的電纜和與參比電極(7)相連的電纜匯總共同走線為匯總電纜(3)。
3.如權利要求1所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述自升式平臺(9)的樁靴(8)上設置有附板(5)，所述輔助陽極(4)和參比電極(7)可拆卸地安裝在附板(5)上。
4.如權利要求1所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述樁靴(8)上開設有安裝孔，所述匯總電纜(3)穿過安裝孔后引入到自升式平臺(9)樁腿的內部，在自升式平臺(9)樁腿的內部走線。
5.如權利要求1所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述自升式平臺(9)的每個樁靴(8)上設置有兩個輔助陽極(4)和I個參比電極(7);兩個輔助陽極⑷之間的夾角為12(Γ180°，所述參比電極(7)位于兩輔助陽極的中間位置。
6.如權利要求1或2所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述輔助陽極⑷與參比電極(7)的抗壓強度大于1.6Mpa。
7.如權利要求1或2所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述輔助陽極(4)的外圍設置有屏蔽涂層(12)。
8.如權利要求1所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述安裝孔上還可設置有水密罩(6)，所述水密罩(6)與安裝孔之間固定連接。
9.如權利要求1所述的自升式平臺的外加電流陰極保護裝置，其特征在于所述自升式平臺(9)上設置有收放電纜用的卷揚機(10)，匯總電纜(3)通過電纜支撐件(11)連接到卷揚機(10)上。
10.一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置的保護方法，其特征在于它包括如下步驟 A.在自升式平臺(9)上安裝電流控制設備(1)，所述電流控制設備(I)的負極通過電纜與自升式平臺(9)連接； B.在所述自升式平臺(9)底部的樁靴⑶上焊接附板(5)，將輔助陽極(4)和參比電極(7)螺紋連接在附板(5)上； C.在所述樁靴(8)上開設安裝孔，將與輔助陽極(4)相連的電纜和與參比電極(7)相連的電纜匯總為匯總電纜(3)，該匯總電纜(3)穿過安裝孔后引入到自升式平臺(9)樁腿的內部，在自升式平臺(9)樁腿的內部走線，到自升式平臺(9)樁腿的頂部引出； D.將與輔助陽極⑷相連的電纜與電流控制設備⑴的正極連接，與參比電極(7)相連的電纜與設置在電流控制設備(I)上的參比電極端子(2)連接。
11.如權利要求10所述的一種自升式平臺的陰極保護方法，其特征在于所述自升式平臺(9)的每個樁靴⑶上設置有兩個輔助陽極⑷和I個參比電極(7)，兩個輔助陽極(4)之間的夾角為12(Γ180°，所述參比電極(7)位于兩輔助陽極的中間位置。
12.如權利要求10所述的保護方法，其特征在于所述輔助陽極(4)與參比電極(7)的抗壓強度大于1. 6Mpa。
13.如權利要求10所述的保護方法，其特征在于所述輔助陽極(4)的外圍設置有屏蔽涂層(12)。
14.如權利要求10所述的保護方法，其特征在于所述安裝孔上設置有水密罩(6)，水密罩(6)與安裝孔之間固定連接。
15.如權利要求10所述的保護方法，其特征在于所述自升式平臺(9)上設置有卷揚機(10)，匯總電纜(3)通過電纜支撐件(11)連接到卷揚機(10)上。
全文摘要
本發明涉及金屬防腐技術領域，特別涉及一種自升式平臺的外加電流陰極保護裝置及其保護方法。該裝置包括輔助陽極(4)、參比電極(7)、電流控制設備(1)和電纜，該電流控制設備(1)安裝在自升式平臺(9)上，所述輔助陽極(4)和參比電極(7)經附板(5)固定在自升式平臺(9)的樁靴(8)上，輔助陽極(4)和參比電極(7)經可縱向收放的電纜與電流控制設備(1)電連接，該電纜經水密封部件進入自升式平臺(9)的樁靴(8)內部。本發明結構簡單，安裝方便，使用壽命長，費用低，無潛在海洋生態污染隱患，可以在不增加自升式平臺載荷的前提下，為自升式平臺提供有效的防護，防止海水對自升式平臺的腐蝕。
文檔編號C23F13/06GK103060816SQ20121057269
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者韓冰, 李振國, 馬長江, 尹鵬飛, 張偉 申請人:鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所, 青島鋼研納克檢測防護技術有限公司