一种油水井套管防蚀仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及直流分流技术领域，尤其涉及一种油水井套管防蚀仪。
【背景技术】
[0002]长庆油田每年新增套损井100多口，并且近年来还有加快的趋势。随着油田开发时间的延长，油水井套管的腐蚀也日益严重，使得套管壁减薄、穿孔，严重时油水井出现套管壁大面积腐蚀穿孔，采油注水井报废，使得油田注采失控，直接影响油田开发效果，严重影响了原油产量和经济效率的提高。油井套管腐蚀以外壁腐蚀为主，阴极保护是公认的控制外部腐蚀行之有效的技术。合理的阴极保护设计将有效地延长油水井套管的使用寿命。阴极保护是最为经济合理、十分有效的技术措施。
[0003]套管腐蚀产生的原因是实质是在钢铁表面产生原电池作用的电化学腐蚀，对于整个井身套管，由于地下各层水质矿化度、酸碱度、微生物等含量的不同，将形成不同的阴极区和阳极区。这样在套管表面的腐蚀将表现为因钢管表面不同而形成的无数微腐蚀电池和套管所处地层不同而形成的宏观腐蚀电池双重作用，套管壁表面铁原子失去电子成为铁离子而发生腐蚀。随着腐蚀电池的进行，套管壁逐渐减薄，甚至穿孔。
[0004]阴极保护是采用直流电源给被保护金属通以阴极极化电流，使金属表面阴极极化，当极化电位大于或等于腐蚀电池的开路电位时，金属腐蚀电池阴阳二极的电极电位相等或更负，被保护金属停止腐蚀。直流电源负极与各单井套管连接，直流电源正极与深井接地阳极连接，从而构成保护回路。
[0005]阴极保护最重要设备是阴极保护防蚀仪，长庆油田公司历年已建1200多个阴极保护单元，每个单元需要I台硅整流防蚀仪，设备重达600多公斤，硅整流防蚀仪运行效率低，采用传统的瓷盘电阻器进行直流分流本身发热严重浪费电能，调压冒火花不安全，8路输出电流相互牵制难以调整。因瓷盘电阻器长期发热烧坏、调压碳刷烧坏和进土等原因以及安装井场分布区域广，还没有专职人员巡查管理。每年有相当一部分防蚀仪损坏，需要大量维修费，再加上管理跟不上，结果造成阴极保护防蚀仪不能给油水井套管提供正常的阴极保护电流，油水井套管得不到保护将发生腐蚀；当阴极保护防蚀仪给套管提供的阴极保护电流过大时，油水井外防腐层会发生析氢剥离。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种油水井套管防蚀仪，用脉宽调制直流分流装置代替传统的瓷盘电阻器进行分流，以克服硅整流防蚀仪中瓷盘电阻器进行分流时，本身消耗大量能量，运行效率低，调压冒火花不安全，不防风防雨等实际问题，并提供一种不需要专门配电房的防蚀仪，重量轻、初期投资费用少、安装方法简单、性能可靠、运行效率高节能的油水井套管防蚀仪。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种油水井套管防蚀仪，包括用于提供可选直流电压的可调脉宽调制直流供电系统，还包括用于代替传统的瓷盘电阻器分压的高频脉宽调制直流分流装置，所述高频脉宽调制直流分流装置设有电压输入端以及控制输出端；所述高频脉宽调制直流分流装置的电压输入端连接可调脉宽调制直流供电系统的正极，其控制输出端连接被保护的油水井套管的一端，所述油水井套管的另一端和脉宽调制直流供电系统的负极相连，构成控制回路，通过调整与高频脉宽调制直流分流装置电连接的外接电位器阻值，改变分压值以实现改变保护回路中电流值的大小。
[0008]上述高频脉宽调制直流分流装置包括用于产生PffM脉宽的单片机、给单片机供电的电源、功率场效应管、用于显示高频脉宽调制直流分流装置分压电压值、保护回路中电流值的触摸屏以及控制输出保护回路中电流值大小的外接电位器，所述单片机分别与电源、触摸屏、以及功率场效应管的栅极连接，所述功率场效应管漏极的控制输出端与被保护的油水井套管连接，功率场效应管源极的电压输入端连接可调脉宽调制直流供电系统的正极。
[0009]上述单片机的型号是Atmel公司AT89系列的AT89S53。
[0010]上述功率场效应管一共2组。
[0011]上述高频脉宽调制直流分流装置一共有8组。
[0012]上述可调脉宽调制直流供电系统的直流电压调节范围是:0?60V。
[0013]上述可调脉宽调制直流供电系统由川庆钻探钻采工程技术研究院生产并销售，其型号是YJBH-60。
[0014]上述电源的电压是5V。
[0015]本实用新型的有益效果:与现有技术相比，本实用新型具备如下优点:由于采用高频脉宽调制直流分流装置代替瓷盘电阻器进行直流分流，克服了硅整流防蚀仪中瓷盘电阻器进行分流时，本身消耗大量能量，运行效率低，调压冒火花不安全，不防风防雨等实际问题。将原来室内600多公斤重需要专用设备搬运的防蚀仪，设计成一个120多公斤户外型，不需要专门配电房的防蚀仪，重量轻、初期投资费用少、安装方法简单、性能可靠、运行效率高节能、国内首创。
[0016]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型结构原理图。
[0018]图2是本实用新型高频脉宽调制直流分流装置工作原理图。
[0019]附图标记说明:1、可调脉宽调制直流供电系统；2、高频脉宽调制直流分流装置；3、单片机；4、电源；5、功率场效应管；6、触摸屏；7、油水井套管；8、外接电位器。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]如图1所示的一种油水井套管防蚀仪，主要由柜体、空开、以及用于提供可选直流电压的可调脉宽调制直流供电系统1，脉宽调制供电直流系统输出可调电压O?60V，最大直流电流为60A，正极导线直径25mm2，总功率4KW。该可调脉宽调制直流供电系统I由川庆钻探钻采工程技术研究院生产并销售，其具体型号是YJBH-60 ;该防蚀仪还包括用于代替瓷盘电阻器分压的高频脉宽调制直流分流装置2，所述高频脉宽调制直流分流装置2设有电压输入端以及控制输出端；所述高频脉宽调制直流分流装置2的电压输入端连接深井接地阳极和可调脉宽调制直流供电系统I的正极，其控制输出端连接被保护的油水井套管7的一端，所述油水井套管7的另一端和脉宽调制直流供电系统I的负极相连，从而构成一个控制回路，通过该变外接电位器8可以调整高频脉宽调制直流分流装置2分压值以实现改变保护回路中电流值的大小。所述高频脉宽调制直流分流装置2 —共有8组，通电可以对I?8个油水井套管7防蚀进行阴极保护，每个油水井需要供电电流一般为4A，根据现场实际使用要求供电电源正极必须用一根导线与深井接地阳极连接。为了防止电流因丛式井井下位置不同而造成电流分布不均衡、井间电位不平衡，用8个高频脉宽调制直流分流装置作为可调电阻负载进行分流。保证给保护的油水井单井套管的提供可变电流(油水井单井套管是纯电阻性负载I Ω?4Ω)。新保护的油水井一般先通5A电流，等电路打通后，改为4A电流进行长期通电进行保护。现场8个脉宽调制直流分流装置采用共阳极接线模式和深井接地阳极连接，每一保护回路利用功率效应管漏极端脉冲宽度调节控制负载电流变化来控制给油水井单井套管供电电流。脉宽调制直流分流装置分流方法由基于单片机的多路(确定在一块电路板上可以放置2个功率效应管并联使用增大功率)，通过外接电位器来调制单片机发出的脉宽，改变功率效应管栅极导通角，改变保护电路中电流的大小值，电流大小调节的方式为PWM脉宽调节方式。
[0022]如图2所示，所述高频脉宽调制直流分流装置2包括用于产生PffM脉宽的单片机3、给单片机3供电的5V电源4、功率场效应管5、电流采样电压采样、用于显示高频脉宽调制直流分流装置2分压电压值、保护回路中电流值的触摸屏6以及控制输出保护回路中电流值大小的外接电位器8，所述单片机3分别与电源4、显示8路电压、电流控制输出大小的触摸屏6、以及功率