【摘要】：太陽表面的劇烈活動會向地球噴射出大量高速帶電粒子,以太陽風暴的形式到達地球表面時會引起地球磁場劇烈變化形成地磁暴,地磁暴的地磁擾動(GeoMagnetic Disturbance,簡稱GMD)感應出電場。感應電場作用于油氣管道兩端,將會在油氣管道中感生地磁感應電流及管地電位等衍生效應。兩種衍生效應的產(chǎn)生會加速油氣管道腐蝕,長期積累甚至會導致管道泄漏。管道受地磁擾動產(chǎn)生的衍生效應的監(jiān)測對于管道維護及危害防治有著重要的意義。本文首先結(jié)合油氣管道的結(jié)構(gòu)及特點,與電網(wǎng)遭受地磁暴侵害的情況做了分析比較,找出了兩者的異同點,進而詳細闡明了管道受地磁暴侵害的機理,明確了管道效應監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測需求和技術(shù)要求。接著根據(jù)油氣管道衍生效應的監(jiān)測需求和要求,提出了地磁暴侵害管道衍生效應的監(jiān)測方案,并應用計算機和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù),設(shè)計并開發(fā)了地磁暴侵害油氣管道衍生效應的監(jiān)測系統(tǒng)。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試與實驗,監(jiān)測系統(tǒng)己實際應用于中石化山東濰坊昌邑輸油站、西里固輸油站和裕隆苑輸油站內(nèi),并獲得了大量實測數(shù)據(jù)。最后應用安裝在山東濰坊昌邑輸油站和西里固輸油站的監(jiān)測設(shè)備所獲得的2017年9月8日和9月28日兩次大磁暴發(fā)生期間的管道實測數(shù)據(jù),與同時段的國家地磁臺地磁數(shù)據(jù)做了相關(guān)分析,證實了地磁暴侵害管道事件的發(fā)生。本文監(jiān)測系統(tǒng)首先獲得了地磁暴侵害中低緯油氣管道衍生效應的實測數(shù)據(jù),結(jié)合地磁暴侵害我國電網(wǎng)和鐵路系統(tǒng)的研究,進一步證明了地磁暴對電網(wǎng)、鐵路和油氣管道的影響是全球性事件和重要研究課題。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE973.6
【圖文】：

邐－邋＊；ＣＬ逡逑ＪＴ邋＾－￣ｒ＊逡逑圖１－１邋２００４年１１月１３日芬蘭研宄機構(gòu)ＰＳＰ監(jiān)測設(shè)備采集數(shù)據(jù)曲線圖逡逑Ａ．邋Ｖｉｌｊａｎｅｎ和Ａ．邋Ｐｕｌｋｋｉｎｅｎ等人對奧塔黎塔地區(qū)管道ＰＳＰ進行了監(jiān)測，目的逡逑在通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)研究來探索其他手段證明ＰＳＰ的形成與地磁暴的關(guān)系［４】。逡逑在２００３年前，捷克相關(guān)研宄部門在捷克境內(nèi)Ｏｒｅｃｈｏｖ，邋Ｓｖ．邋Ｋａｔｅｒｉｎａ和逡逑Ｈａｖｌｉｃｋｍ’Ｂｒｏｄ三個油氣管道站點加裝了管地電位監(jiān)測設(shè)備Ｉ３】。如下圖］－２所示逡逑為２００３年１０月２４日到２００３年】１月１日地磁擾動期間在捷克三個站點的管地逡逑電位歷史監(jiān)測波形曲線。逡逑邐丨？價■邋ｆ逡逑＜邋二邋Ｓｖ．邋Ｋａｔｅｒｉｎａ邐７邋＾逡逑－８邋—邐Ｉ邐－邋－８逡逑？１０邐；邋ｒ邋Ｉ邋｜邋Ｉ邋＾邐１邋ｊ邋ｌ邐ｉ邋ｒ邋ｔ邋１邋ｔ邋１邋ｉ邋ｊ邋ｊ邋！邋ｔ邋＿邋？，０逡逑２４－Ｏｃｔ邐２５－Ｏｃｔ邐２＾－Ｏａ邐２７？Ｏｃ！邐２６－Ｏｄ邐Ｚ？－Ｏｃｔ邐３０－Ｏｃｉ邐３１－Ｏｄ邐１－Ｎｏｖ邐２＊Ｎｏｖ逡逑３ｑ邐「°逡逑？０邋４邋—邐邐０邋４逡逑Ｏｒｅｃｈｏｖ邐ｉ．逡逑邐邐邐邐邋＿邋丨，一，卜－。逡逑＊２邐１邐；邐１邋ｊ邋ｉ邋１邐１邐【邐１邐？邐１邐１邋ｉ邋：邐１邋ｊ邋ｒ邋１邋ｉ邋ｊ邋１邐１邋ｒ邋Ｉ邋１邐１邐１邋ｊ邋１邋ｉ邋！邐１邐１邐ｉ邋ｉ邋一邋－２逡逑２４－0ｃｔ邐２Ｓ－Ｏｄ邐２６－Ｏｃｉ邐２７－ＯｃＪ邐２８－Ｏｃｉ邐２Ｓ－Ｏｃｔ邐３０－Ｏｃ邐３１－Ｏｃ！邐１－ｌｓｉｏｓ－邐２－Ｎ0ｖ逡逑■°ｖｌ邐｜邐ｐ０８逡逑－

電氣參數(shù)造成的電化學腐濁進行防護。國內(nèi)大部分油氣管道均采用陰極保護法安逡逑裝適當?shù)年帢O保護裝置，實時監(jiān)測管地電位的變化并進行合理的電位補償。陰極逡逑保護裝置實物圖如圖１－３。逡逑１邐４逡逑■邐－ｄ逡逑｜邋■ｌ￡｜邐！逡逑圖１－３陰極保護裝置實物圖逡逑國內(nèi)針對油氣管道中ＧＩＣ的監(jiān)測方面，２０１６年有中國石油大學、國家空間逡逑天氣監(jiān)測預警中心和中石油管道公司科技研宄中心合作，開始研宄油氣管道ＧＩＣ逡逑在線監(jiān)測技術(shù)［＂］，開啟了對油氣管道中ＧＩＣ相關(guān)參數(shù)遠程在線監(jiān)測的探索。這逡逑次合作的相關(guān)研宄為管道中ＧＩＣ的監(jiān)測技術(shù)提供了一定的支持。逡逑綜上所述，國內(nèi)對于油氣管道衍生效應監(jiān)測的研宄還處在初始階段。雖然有逡逑陰極保護裝置實現(xiàn)了對于管地電位的實時監(jiān)測，但由于油氣管道敷設(shè)現(xiàn)場情況復逡逑雜及陰極保護裝置作用的影響，管道中地磁感應電流不易直接測量，對于管道中逡逑ＧＩＣ監(jiān)測的研宄仍為空白；且陰保裝置監(jiān)測數(shù)據(jù)并未實施存儲及有效管理，導致逡逑了監(jiān)測數(shù)據(jù)的科研價值大大降低。逡逑４逡逑

入陰極補償電流，使得管道因為腐蝕作用而失去的電子得到充分補充，其中參比逡逑電極用來判斷補償電流的大小。最終使得管道電位保持在恒定的較高電位附近，逡逑起到了防腐蝕的效果。其原理示意圖如圖２－２所示：逡逑陰極保護電流電邋0邐逡逑０邋0邋0邐５邋二、逡逑０參比電極逡逑輔助｜邐｜管道逡逑圖２－２陰極保護裝Ｓ原理圖逡逑９逡逑

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本文編號：2746177