专利名称：一种自升式平台的外加电流阴极保护装置及其保护方法
技术领域：
本发明涉及海洋金属防腐技术领域，特别涉及一种自升式海上平台的外加电流阴极保护装置及其保护方法。
背景技术：
自升式平台又称为桩脚式钻井平台，是一种钢结构平台，是目前应用最为广泛的钻井平台。这种石油平台装载钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离海面一定高度；移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就驳船可由拖轮把它拖移到新的井位。由于海水是一种强腐蚀介质，如果不采取有效的防腐蚀措施，自升式平台在苛刻的海洋环境中必将遭受腐蚀破坏，会缩短平台的服役寿命，增加平台维护成本海洋环境中钢结构平台的腐蚀控制一般采用牺牲阳极阴极保护方法。但是由于自升式平台的升降系统采用齿轮齿条式和液压顶升式，这种升降结构设计的平台与桩腿结合严密，空间紧凑，空隙狭小，不允许在桩腿上安装大尺寸的牺牲阳极。自升式采油平台设计寿命20年，小尺寸的阳极难以达到长期防护的目的，因此需要频繁进坞更换，影响了平台的正常工作，同时增加了维护成本。而且安装牺牲阳极势必增加桩腿的升降载荷，对升降结构的设计提出更高的要求，建造成本也随之增加。因此在对自升式钻井平台桩腿的阴极保护中，阳极的重量和尺寸成为牺牲阳极防护技术的两大瓶颈。另外，阳极溶解过程中大量的铝、锌及重金属离子被释放到海水中，对海洋生态造成潜在威胁，由于电解铝行业属于高耗能产业，这样牺牲阳极的冶炼和溶解消耗对自然环境造成了双重污染
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，安装方便，使用寿命长，费用低，无潜在海洋生态污染隐患的一种自升式平台的外加电流阴极保护装置及其保护方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种自升式平台的外加电流阴极保护装置，它包括辅助阳极4、参比电极7、电流控制设备I和电缆，该电流控制设备I安装在自升式平台9上面，其中，所述辅助阳极4和参比电极7经附板5固定在自升式平台9的桩靴8上，辅助阳极4和参比电极7经可纵向收放的电缆与电流控制设备I电连接，该电缆经水密封部件进入自升式平台9的桩靴8内部。所述电流控制设备I的负极通过电缆与自升式平台9连接；所述辅助阳极4通过电缆与电流控制设备I的正极连接，所述参比电极7通过电缆与设置在电流控制设备I上的参比电极端子2连接；所述与辅助阳极4相连的电缆和与参比电极7相连的电缆汇总共同走线为汇总电缆3。所述自升式平台9的桩靴8上设置有附板5，所述辅助阳极4和参比电极7可拆卸地安装在附板5上。
所述桩靴8上开设有安装孔，所述汇总电缆3穿过安装孔后引入到自升式平台9桩腿的内部，在自升式平台9桩腿的内部走线。所述自升式平台9的每个桩靴8上设置 有两个辅助阳极4和I个参比电极7 ;两个辅助阳极4之间的夹角为12(Γ180°，所述参比电极7位于两辅助阳极的中间位置。所述辅助阳极4与参比电极7的抗压强度大于1.6Mpa，所述辅助阳极4的外围设置有屏蔽涂层12。所述安装孔上还可设置有水密罩6，所述水密罩6与安装孔之间固定连接。所述自升式平台9上设置有收放电缆用的卷扬机10，汇总电缆3通过电缆支撑件11连接到卷扬机10上。一种自升式平台的外加电流阴极保护装置的保护方法，它包括如下步骤A.在自升式平台9上安装电流控制设备1，所述电流控制设备I的负极通过电缆与自升式平台9连接；B.在所述自升式平台9底部的桩靴8上焊接附板5，将辅助阳极4和参比电极7螺纹连接在附板5上；C.在所述桩靴8上开设安装孔，将与辅助阳极4相连的电缆和与参比电极7相连的电缆汇总为汇总电缆3，该汇总电缆3穿过安装孔后引入到自升式平台9桩腿的内部，在自升式平台9桩腿的内部走线，到自升式平台9桩腿的顶部引出；D.将与辅助阳极4相连的电缆与电流控制设备I的正极连接，与参比电极7相连的电缆与设置在电流控制设备I上的参比电极端子2连接。所述自升式平台9的每个桩靴8上设置有两个辅助阳极4和I个参比电极7，两个辅助阳极4之间的夹角为12(Γ180°，所述参比电极7位于两辅助阳极的中间位置。所述辅助阳极4与参比电极7的抗压强度大于1. 6Mpa。所述辅助阳极4的外围设置有屏蔽涂层12。所述安装孔上设置有水密罩6，水密罩6与安装孔之间固定连接。所述自升式平台9上设置有卷扬机10，汇总电缆3通过电缆支撑件11连接到卷扬机10上。本发明的优点为可以在不增加自升式平台载荷的前提下，为自升式平台提供有效的防护，防止海水对自升式平台的腐蚀，尤其适合圆柱型桩腿的自升式平台；本发明通过卷扬机实现桩腿升降时电缆的收放，不增加自升式平台的载荷。
图1为本发明的一种自升式平台的外加电流阴极保护装置的使用状态图。图2为本发明的自升式平台的桩靴处的细节图。图3为本发明的自升式平台的桩靴处的细节俯视图。主要组件符号说明1 电流控制设备2 参比电极端子3 汇总电缆4 辅助阳极
5附板6水密罩7参比电极8桩靴9自升式平台10 卷扬机11电缆支撑件12 屏蔽涂层
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
做进一步说明。如图1所示，为本发明的一种自升式平台的外加电流阴极保护装置的使用状态图，所述外加电流阴极保护装置包括辅助阳极4、参比电极7和电流控制设备I，该电流控制设备I安装在自升式平台9上，其中，辅助阳极4通过电缆与电流控制设备I的正极连接，参比电极7通过电缆与参比电极端子2连接，该参比电极端子2设置在电流控制设备I上；所述电流控制设备I的负极通过电缆与自升式平台9连接；所述与辅助阳极4相连的电缆和与参比电极7相连的电缆汇总共同走线为汇总电缆3。所述自升式平台9的底部为桩靴8，如图2所示，为本发明的自升式平台的桩靴处的细节图，图3为桩靴处的细节俯视图；其中，桩靴8上焊接有附板5，所述辅助阳极4和参比电极7螺纹连接在附板5上；所述桩靴8上开设有安装孔，所述汇总电缆3穿过安装孔后引入到自升式平台9桩腿的内部，在自升式平台9桩腿的内部走线；所述安装孔上还可设置有水密罩6，水密罩6与安装孔之间固定连接。所述自升式平台9的每个桩靴8上设置有两个辅助阳极4和I个参比电极7，两个辅助阳极4之间的夹角为12(Γ180度，参比电极7位于两辅助阳极4的中间位置，例如，在图3所示的实施例中，两辅助阳极4之间的夹角为180度，则参比电极7位于距离两个辅助阳极4分别为90度的中间位置；所述辅助阳极4与参比电极7的抗压强度大于1. 6Mpa，辅助阳极4的外围设置有屏蔽涂层12。所述自升式平台9上还可设置有卷扬机10，汇总电缆3通过电缆支撑件11连接到卷扬机10上，所述卷扬机10用于在自升式平台9的桩腿升降过程中实现电缆3的收放。本发明的一种自升式平台的阴极保护方法，它包括如下步骤A.在自升式平台9上安装电流控制设备1，所述电流控制设备I的负极通过电缆与自升式平台9连接；B.在所述自升式平台9底部的桩靴8上焊接附板5，将辅助阳极4和参比电极7螺纹连接在附板5上；C.在所述桩靴8上开设安装孔，将与辅助阳极4相连的电缆和与参比电极7相连的电缆汇总为汇总电缆3，该汇总电缆3穿过安装孔后引入到自升式平台9桩腿的内部，在自升式平台9桩腿的内部走线，到自升式平台9桩腿的顶部引出；D.将与辅助阳极4相连的电缆与电流控制设备I的正极连接，与参比电极7相连的电缆与设置在电流控制设备I上的参比电极端子2连接。
上述方法中，所述安装孔上还可设置有水密罩6，水密罩6与安装孔之间固定连接，防止电极海水进入桩靴内部。所述自升式平台9的每个桩靴8上设置有两个辅助阳极4和I个参比电极7，两个辅助阳极4之间的夹角为12(Γ180度，参比电极7位于两辅助阳极4的中间位置，例如，在图3所示的实施例中，两辅助阳极4之间的夹角为180度，则参比电极7位于距离两个辅助阳极4分别为90度的 中间位置。在自升式平台9上还可安装卷扬机10，汇总电缆3通过电缆支撑件11连接到卷扬机10上，卷扬机10用于在桩腿升降过程中实现电缆的收放。
权利要求
1.一种自升式平台的外加电流阴极保护装置，它包括辅助阳极(4)、参比电极(7)、电流控制设备(I)和电缆，该电流控制设备(I)安装在自升式平台(9)上面，其特征在于所述辅助阳极⑷和参比电极(7)经附板(5)固定在自升式平台(9)的桩靴⑶上，辅助阳极⑷和参比电极(7)经可纵向收放的电缆与电流控制设备⑴电连接，该电缆经水密封部件进入自升式平台(9)的桩靴⑶内部。
2.如权利要求1所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述电流控制设备(I)的负极通过电缆与自升式平台(9)连接；所述辅助阳极(4)通过电缆与电流控制设备(I)的正极连接，所述参比电极(7)通过电缆与设置在电流控制设备(I)上的参比电极端子⑵连接；所述与辅助阳极⑷相连的电缆和与参比电极(7)相连的电缆汇总共同走线为汇总电缆(3)。
3.如权利要求1所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述自升式平台(9)的桩靴(8)上设置有附板(5)，所述辅助阳极(4)和参比电极(7)可拆卸地安装在附板(5)上。
4.如权利要求1所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述桩靴(8)上开设有安装孔，所述汇总电缆(3)穿过安装孔后引入到自升式平台(9)桩腿的内部，在自升式平台(9)桩腿的内部走线。
5.如权利要求1所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述自升式平台(9)的每个桩靴(8)上设置有两个辅助阳极(4)和I个参比电极(7);两个辅助阳极⑷之间的夹角为12(Γ180°，所述参比电极(7)位于两辅助阳极的中间位置。
6.如权利要求1或2所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述辅助阳极⑷与参比电极(7)的抗压强度大于1.6Mpa。
7.如权利要求1或2所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述辅助阳极(4)的外围设置有屏蔽涂层(12)。
8.如权利要求1所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述安装孔上还可设置有水密罩(6)，所述水密罩(6)与安装孔之间固定连接。
9.如权利要求1所述的自升式平台的外加电流阴极保护装置，其特征在于所述自升式平台(9)上设置有收放电缆用的卷扬机(10)，汇总电缆(3)通过电缆支撑件(11)连接到卷扬机(10)上。
10.一种自升式平台的外加电流阴极保护装置的保护方法，其特征在于它包括如下步骤 A.在自升式平台(9)上安装电流控制设备(1)，所述电流控制设备(I)的负极通过电缆与自升式平台(9)连接； B.在所述自升式平台(9)底部的桩靴⑶上焊接附板(5)，将辅助阳极(4)和参比电极(7)螺纹连接在附板(5)上； C.在所述桩靴(8)上开设安装孔，将与辅助阳极(4)相连的电缆和与参比电极(7)相连的电缆汇总为汇总电缆(3)，该汇总电缆(3)穿过安装孔后引入到自升式平台(9)桩腿的内部，在自升式平台(9)桩腿的内部走线，到自升式平台(9)桩腿的顶部引出； D.将与辅助阳极⑷相连的电缆与电流控制设备⑴的正极连接，与参比电极(7)相连的电缆与设置在电流控制设备(I)上的参比电极端子(2)连接。
11.如权利要求10所述的一种自升式平台的阴极保护方法，其特征在于所述自升式平台(9)的每个桩靴⑶上设置有两个辅助阳极⑷和I个参比电极(7)，两个辅助阳极(4)之间的夹角为12(Γ180°，所述参比电极(7)位于两辅助阳极的中间位置。
12.如权利要求10所述的保护方法，其特征在于所述辅助阳极(4)与参比电极(7)的抗压强度大于1. 6Mpa。
13.如权利要求10所述的保护方法，其特征在于所述辅助阳极(4)的外围设置有屏蔽涂层(12)。
14.如权利要求10所述的保护方法，其特征在于所述安装孔上设置有水密罩(6)，水密罩(6)与安装孔之间固定连接。
15.如权利要求10所述的保护方法，其特征在于所述自升式平台(9)上设置有卷扬机(10)，汇总电缆(3)通过电缆支撑件(11)连接到卷扬机(10)上。
全文摘要
本发明涉及金属防腐技术领域，特别涉及一种自升式平台的外加电流阴极保护装置及其保护方法。该装置包括辅助阳极(4)、参比电极(7)、电流控制设备(1)和电缆，该电流控制设备(1)安装在自升式平台(9)上，所述辅助阳极(4)和参比电极(7)经附板(5)固定在自升式平台(9)的桩靴(8)上，辅助阳极(4)和参比电极(7)经可纵向收放的电缆与电流控制设备(1)电连接，该电缆经水密封部件进入自升式平台(9)的桩靴(8)内部。本发明结构简单，安装方便，使用寿命长，费用低，无潜在海洋生态污染隐患，可以在不增加自升式平台载荷的前提下，为自升式平台提供有效的防护，防止海水对自升式平台的腐蚀。
文档编号C23F13/06GK103060816SQ20121057269
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者韩冰, 李振国, 马长江, 尹鹏飞, 张伟 申请人:钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所, 青岛钢研纳克检测防护技术有限公司