一、油井套管井下阴极保护电位计算方法研究（论文文献综述）
李琼玮,孙雨来,程碧海,杨立华,卢文伟,付彩利,张建勋[1]（2021）在《套管内腐蚀的牺牲阳极保护效果模拟评价》文中指出针对某区域的侏罗系油井动液面以下段内腐蚀套损问题,以重点腐蚀段长效防护为目标,研制并试验了耐温阳极工具的套管保护技术。为评价其保护效果,依据阴极保护相关规范,开展理论计算研究、数值模拟计算分析和模拟试验验证,获得套管内壁保护电位与保护长度、介质电阻率等参数的关系规律,为保障和优化耐温阳极工具在高腐蚀井中的应用提供指导。
何文江,陈作明,彭明兰,霍征光,雷博,周杰,王晨,吕祥鸿[2]（2021）在《耐温铝合金牺牲阳极电化学特性研究》文中指出通过对模拟工况环境中耐温铝合金牺牲阳极的电化学腐蚀行为和性能参数测试,探讨其在井筒环境中的适用性。结果表明:随着温度升高,耐温铝合金阳极自腐蚀电位明显负移,自腐蚀速率增大,在20、40、60和80℃时的自腐蚀速率分别为0.109 7、0.123 5、0.137 8、0.183 5 mm/a。耐温铝合金阳极在20、40、60和80℃条件下的活化电位分别为-1 108、-1 105、-1 082、-1 022 mV;工作电位则分别为-1 100、-1 080、-1 060、-990 mV,其值高于相应温度下的破钝电位,并且在高达80℃的条件下,工作电位也低于有效阴极保护电位,电流效率仍保持在70%以上。耐温铝合金阳极不仅能够提供良好的阴极保护效果,而且自腐蚀腐蚀速率较低。
雷博[3]（2021）在《稠油输送管道阴极保护改进措施研究》文中研究表明稠油由于具有密度高、粘度大、流动性较差等特点,大多采取加热输送的方式,为了减少热损失,管道外通常包覆有防腐保温层,其复杂的防腐保温结构会对外加阴极保护电流产生明显的屏蔽作用,这对牺牲阳极材料与阴极保护方式提出更高的要求。本研究基于分子动力学和密度泛函理论模拟计算方法,结合高温电化学特性测试,对不同铝合金牺牲阳极材料进行筛选,最终通过牺牲阳极装置设计及现场应用效果评价,分析其在稠油输送管道腐蚀防护中的适用性。研究结果表明:在添加Ti,B,Ce合金元素的Al-Zn-In系五种新型牺牲阳极中,具有面心立方晶胞的5#铝合金牺牲阳极材料（Al Zn In Fe Si Cu Ti BCe）形成能较负（-63.6257 e V/atom）,且与H2O、H3O+、OH-、CO32-、HCO3-、Cl-及SO42-的吸附能较高,其分别为0.7792e V、3.9446e V、5.501e V、87.303e V、65.0270e V、4.4195e V及7.9241e V;在模拟高温管输温度条件下（80℃）,5#铝合金牺牲阳极的自腐蚀电流密度最小（仅为42.64μA/cm2）,电流效率则高达89.41%,且未出现明显局部腐蚀。基于管道材质（TS/52K）的极化曲线与不同阴极保护电位下的挂片腐蚀速率测试,施加-1.05V（SCE）阴保电位,挂片腐蚀速率均低于0.01mm/a,且5#铝合金牺牲阳极在80℃条件下的工作电位负于-1.05V（SCE）的有效阴极保护电位,管道材质腐蚀速率下降了99.6%。设计改进的瓦片式铝合金牺牲阳极,可以安装在保温管道的补口位置,现场测量的阴极保护电位为-1.033V（SCE,72℃）,保护效果良好。
邱婕[4]（2021）在《高速管流管壁电化学腐蚀特性分析及预测》文中认为在油气生产、水利水电、冶金等行业中,流动腐蚀是导致管道和设备壁厚减薄、承载能力降低、腐蚀穿孔和断裂等失效的主要原因之一,不仅造成经济损失,也会造成能源的浪费和环境的污染。本论文利用流动溶液中的壁面电化学测试方法,研究了 P110钢和304不锈钢在溶液中的电化学腐蚀行为,其结果为管道的使用寿命评估提供了依据。本研究利用管流式试验装置,采用电化学工作站进行在线电化学测试,研究了碳钢和不锈钢分别在六个不同流体流动速度、四个不同浓度NaCl溶液和三个不同试验管径中的腐蚀行为。通过以上研究,获得如下主要结论:（1）P110钢的腐蚀速率随流速的增大而增大,而304不锈钢在9 m/s时出现腐蚀速率极大值。流速增大时会改变腐蚀性介质和电荷的传递,增大腐蚀速率;同时流速会影响材料表面腐蚀产物膜的结构,影响腐蚀反应;二者的协同作用使流速变化成为影响材料腐蚀速率的重要影响因素。P110钢的阳极极化曲线呈现溶解特征,阴极极化曲线则由氧扩散控制,自腐蚀电流密度随流速的增大而增大,容抗弧半径和电荷传递电阻不断减小,腐蚀产物膜的完整性和保护性降低,这表明流速增大加速P110钢的流动腐蚀。304不锈钢的阳极极化曲线呈现钝化特征,在1 m/s到9m/s范围内,自腐蚀电流密度随流速的增大而增加,容抗弧半径减小,钝化膜被破坏,流速起到了加速腐蚀的作用;当流速升高至11 m/s时,自腐蚀电流密度下降,容抗弧半径增大,流速起到了抑制腐蚀的作用。（2）P110钢和304不锈钢的腐蚀速率均随着流动的NaCl溶液浓度的升高而增大。NaCl溶液中Cl-的半径较小,并且还具有的吸附作用力较强,容易破坏腐蚀产物膜。所以,当Cl-浓度逐渐升高后,材料表面生成的腐蚀产物膜被破坏,腐蚀速率进而增加。P110钢的自腐蚀电流密度随着溶液浓度的升高而增大,容抗弧的半径和电荷传递电阻减小,NaCl溶液浓度的升高对P110钢的腐蚀反应起到了促进作用。304不锈钢的自腐蚀电流密度随着溶液浓度的增大而增大,容抗弧的半径减小,腐蚀反应发生的倾向增大。（3）3 m/s流速下,NaCl溶液中P110钢的腐蚀速率随着管径增大而增大,304不锈钢的腐蚀速率先增大后减小,管径15 mm时304不锈钢的腐蚀速率最大。管径的变化影响了流过直流测试段的流体状态,使得材料表面腐蚀产物膜的致密性发生变化,进而影响了腐蚀反应速率。P110钢的自腐蚀电流密度随着管径的增大呈现上升趋势,容抗弧半径和电荷传递电阻递减,腐蚀产物膜的致密性降低,腐蚀反应更易发生。304不锈钢的自腐蚀电流密度先增大后减小,容抗弧半径和钝化膜的电阻先减小后增大,15 mm管径时钝化膜致密性较差腐蚀最容易发生,在20 mm管径时钝化膜的致密性最好此时腐蚀反应减缓。
权勃[5]（2021）在《长输管道阴极保护电位分布的数值模拟与优化研究》文中研究说明阴极保护技术作为金属防腐的主要手段,被广泛应用于油气运输管道的腐蚀防护。通常管道阴极保护效果由管道阴极保护电位来评价,主要是检测保护电位是否处于国标规定的-850m V～-1250m V保护区间内,判断管道处于有效保护中。实际中由于管材和土壤环境等因素,管道的最佳阴极保护电位在保护区间内是不同的。若管道保护电位在保护区间内偏离最佳阴极保护电位较远,会导致管道不能受到完全保护而发生腐蚀,造成巨额的经济损失,也会使环境遭受严重污染。为了使管道的阴极保护电位围绕最佳阴极保护电位分布,达到理想的腐蚀防护效果,本文做了以下工作:首先,根据管道在土壤中的埋设情况建立管道阴极保护电位分布的数学模型,利用数值方法求解,计算出阴极保护电位。其次,搭建电化学实验平台,以西北某地区为例,测量土壤溶液中管材的极化曲线和电化学阻抗谱。通过分析得出该土壤溶液下的最佳阴极保护电位为-950m V,并将其用于阴极保护电位分布的优化中。然后,模拟管道在三种铺设情形下的阴极保护效果,分别改变土壤电阻率,阳极位置,阳极数量和阳极输出电流,观察并分析保护电位分布图,得出了不同条件下保护电位的变化规律。最后,以阳极参数作为优化目标,建立目标函数,结合模拟退火算法对电位分布进行优化。并与管道阴极保护的常规设计方法比较,验证了优化方法的可行性。通过本文对管道阴极保护的研究得出:管道平直铺设时保护效果最好,爬坡铺设时保护效果最差,可以通过改变阳极参数来优化保护电位的分布。与常规设计方法相比,优化方法对保护电位的分布有明显的改善,进而提升了管道的保护效果,使管道的腐蚀速率降低,避免腐蚀。
张潇祥[6]（2020）在《基于脉冲电流阴极保护系统程控电源研究》文中指出随着油田开发含水率上升,集输管道内壁腐蚀穿孔现象日益严重。外加电流阴极保护是一种有效的防腐方法,其中直流电源是外加电流阴极保护系统的主要设备。但直流电源供电方式在管道内壁环境应用时存在保护距离短、保护电位分布不均匀等问题,无法实现管段的全线保护。研究表明,采用脉冲电流阴极保护技术可以有效延长管内保护距离,实现管内保护电位的均匀分布。因此研究基于脉冲电流阴极保护系统程控电源,并通过设计管道内壁脉冲电流阴极保护系统以检验和实现程控电源功能,对油田集输管道内壁的腐蚀防护以及脉冲电流阴极保护技术的推广应用具有重要意义。基于此背景,本文从管内脉冲电流阴极保护的实际需求出发,首先对管道内壁脉冲电流阴极保护系统总体结构进行了设计,对关键部件柔性阳极、参比电极的结构和安装方式进行了研究和设计,并确定了阴极保护专用程控脉冲电源的技术方案。其次采用全桥逆变和直流斩波方式为主的多级变换思想设计了主电路结构,并对电路元件相关参数进行了计算。采用多级自适应闭环控制策略和相关算法实现了保护电位合理均匀分布和电源稳定安全输出,采用一阶惯性数字滤波算法实现了ADC采样滤波。设计了以PC机为上位机,主控芯片为下位机的通讯结构,采用VB.net软件设计了人机交互界面,对相关参数进行控制和监测。最后基于以上研究,对研制的程控脉冲电源进行了整机安装和调试,并完成了室内模拟实验及现场管道内壁脉冲电流阴极保护实验,验证了程控脉冲电源设计的合理性与可靠性。实验结果表明程控脉冲电源主电路和控制电路设计合理,实现了设计指标和功能。电源可以输出占空比、频率均可智能调节的方波脉冲电流,且使用效果、体积重量、成本及安全性等方面都比传统防腐电源有明显的优势,满足现场使用要求。
戴明杰[7]（2020）在《阴极保护电位波动下X100管线钢点蚀发生机理及生长动力学研究》文中进行了进一步梳理埋地油气管线是国家能源运输的关键基础设施之一,涂层和阴极保护相结合是防止其发生外腐蚀的主要技术方法。目前,埋地管线普遍采用“内部反馈”回路模式的外加电流阴极保护技术。在管线服役过程中,由于土壤物理、化学、电化学以及生物等因素连锁耦合影响,土壤导电性能发生极大变化,导致埋地管线的阴极保护电位波动,进而使得管线钢基体在阴极保护存在状态下依旧发生点蚀穿孔。本文采用方波极化技术、扫描电子显微镜、点蚀定量统计、模拟电路模型理论计算以及多参数正交试验等方法,对模拟无氧酸性土壤环境中阴极保护电位波动下X100管线钢上点蚀行为进行研究,以明确非稳态电化学状态（阴极保护电位波动）下点蚀萌生的电化学机理及点蚀生长动力学。主要开展了以下工作:（1）构建该电化学体系的等效电路模型,根据暂态电化学计算方法和电子电路学的基础理论,推导出阴极保护电位波动下电极/溶液界面双电层处时域极化电流密度方程及该处频域电位公式,并通过所推导的频域电位理论方程定量与半定量的预测了点蚀密度的变化状态。结果表明,时域极化电流密度方程描述了电流脉冲、衰减、稳定变化以及电流周期性与加载方波电位间半定量关系,还阐述了极化电流密度大小与方波电位波动幅度间呈正相关关系的机理;通过电极/溶液界面双电层频域电位方程预测了不同阴极保护电位波动参数下点蚀密度变化趋势。（2）搭建模拟酸性土壤环境中X100管线钢的电化学三电极体系,向管线钢加载不同波动参数的方波极化信号,定量统计电极表面点蚀状态。结果表明,阴极保护电位波动会导致管线钢表面产生点蚀,并且点蚀95%发生于钢基体之上而只有5%萌生于非金属夹杂物处;在单一变量条件下,随着电位波动频率f的增加,统计点蚀密度值从约450个·mm-2快速上升至约45000个·mm-2;当电位波动幅度E以及波动电位总加载时间tt等参数增大时,统计点蚀密度值均呈线性增加趋势;而电位波动占空比δ上升过程中点蚀统计密度值先从约1100个·mm-2增大到超过6500个·mm-2后又减少到约803个·mm-2,在δ为50%时点蚀密度值最大。并且由不同阴极保护电位波动参数下的电化学腐蚀实验统计得到的点蚀密度变化趋势可以验证所推导理论公式的正确性。（3）通过正交试验设计得出了阴极保护电位波动参数对点蚀密度的影响程度大小。由正交试验结果可知,电位波动参数对宏观点蚀密度影响的顺序为:tt>δ>f>E;当f为0.5 Hz,E为-0.95～-0.7 V,δ为50%和tt为3 d时,管线钢上点蚀密度最大,模拟酸性土壤环境中阴极保护电位波动对X100管线钢局部腐蚀影响最严重。
袁铃岚[8]（2018）在《大型储罐底板的阴极保护电位分布特征研究》文中研究表明石油储罐的设计日渐大型化,合理地设计、制造和使用大型储罐显得越来越重要,原油储罐底板一旦发生腐蚀泄漏将会对当地的环境产生严重的破坏,并且极易引发灾害造成严重的经济损失,对于罐底内外部的腐蚀,最有效的防腐措施就是阴极保护,分析罐底阴极保护电位的分布规律对于预防储罐底板的腐蚀有着重要的作用。因此,开展大型储罐底板阴极保护电位分布规律的研究,对于提高罐底阴极保护效果具有极为重要的工程意义。本论文以PZ石化大型储罐为研究对象,首先建立大型储罐底板阴极保护电位分布的数学模型,然后采用实验测试的方法,完成钢材Q235的极化曲线实验,根据实际储罐底板外侧的表面状态及接触介质,结合现场的储罐阴极保护电流密度对其修正,确定了数学模型的阴极边界条件,将实测的阳极极化曲线作为阳极边界条件;对数值计算方法进行筛选,然后选用最适合于阴极保护技术的边界元法,并依托基于边界元算法的Beasy CP软件对储罐底板电位的数值模型进行求解;基于PZ石化大型储罐的实测电位数据验证了模型的准确性和有效性;针对网状阳极、柔性阳极同心圆铺设、柔性阳极回形针铺设三种不同的铺设形式,研究阳极形式对大型储罐底板的阴极保护电位分布规律的影响,然后模拟分析了沥青砂层电阻率、砂垫层电阻率和土壤电阻率对罐底电位分布规律的影响,最后分析了罐底空鼓等效面积对罐底电位值的影响,得出大型储罐底板的阴极保护电位的电位分布规律,对PZ石化大型储罐阴极保护系统提出有效的建议。数值模拟结果表明:网状阳极所保护的储罐底板电位分布比柔性阳极同心圆和回形针铺设时最均匀;对大型储罐底板电位影响最大的是沥青砂层电阻率,其次是砂垫层和土壤电阻率;当储罐底板和沥青砂层贴合不完全的时候,随着输入电流的改变,柔性阳极比网状阳极所保护的底板电位分布更不均匀,甚至可能出现过保护的情况。通过研究各种因素对罐底电位分布的影响,可以预测储罐底板的腐蚀情况,判断阴极保护系统的有效性,研究成果对降低储罐底板的腐蚀风险,保障储罐安全运行具有重要的意义。
王萌,卫续[9]（2017）在《深井套管阴极保护干扰的数值模拟研究》文中指出为了研究深井套管阴极保护干扰问题,首先利用边界元方法建立了管线阴极保护干扰的数学模型,然后采用BEASY软件分别模拟研究了土壤电导率、涂层破损率、阳极输出电流、阳极位置以及套管间距对干扰腐蚀的影响规律。模拟结果表明,随着土壤电导率的增大,整条管线的电位降低且分布均匀,管线受干扰的程度降低;较小的防腐层缺陷往往使干扰更加集中;阳极输出电流的增大使管线干扰腐蚀加剧;随着阳极距离以及两套管间距离的增大,套管的干扰腐蚀程度降低,但阳极距离增大时,受干扰管线由阳极干扰转变为阴极干扰。最后,针对深井套管间存在的干扰问题,将两套管进行电连接,可有效地避免套管间的干扰腐蚀。
何奇连[10]（2017）在《应力与腐蚀耦合条件下高强度套管钢的氢渗透实验研究》文中指出近年来,随着全球对油气资源需求量的不断增长,石油天然气开发开采所面临的形势日趋复杂。在石油开采过程中随着钻井深度的增加而出现的高温、高压、高含H2S/CO2等各种复杂情况,使得油套管的服役工况变得更加恶劣,会引发油套管在服役过程中出现环境敏感断裂。在环境敏感断裂中,氢损伤是其中的一个重要类型,氢损伤是指金属中由于含有氢或金属中的某些成分与氢反应,从而使金属材料的力学性能发生改变的现象。氢损伤导致油井管强度降低,在较低载荷下发生断裂,将会给油气井的正常生产及人民生命和财产安全造成灾难性的后果。因此,研究油井管的氢渗透行为与致脆机制是十分必要的。油井管在井下服役过程中,氢、应力以及腐蚀环境总是同时存在的,它们可以单独威胁材料的使用性能,也可以两个或三个因素协同对材料造成破坏,然而,关于氢、应力以及腐蚀环境三者的协同作用的研究却仍很有限。针对这一问题,本文所做工作主要有以下几点:（1）选取C110、Q125和140三种钢材为实验材料,对材料的基本性能进行测试,分析和对比三种材料的金相组织和夹杂等理化性能和拉伸性能、硬度等力学性能参数,为后面实验数据的讨论和分析提供参考和依据。（2）采用Devanathan-Stachurski氢渗透技术,进行高强度钢未受力试样在含H2S酸性腐蚀环境中的氢渗透实验,研究材料和环境对氢渗透行为的影响规律及其机理,实验结果表明,充氢电流增大、强度增大、温度升高、pH值减小,氢扩散系数增大,材料的氢脆敏感性增大。（3）改进氢渗透实验方法,设计并制造新型夹具和试样,将慢应变速率拉伸试验与Devnathan-Stachurski双电解池技术相结合,建立应力条件下的电化学测试系统,研究在耦合应力条件下,氢、外加应力以及腐蚀环境对氢渗透行为的影响规律及致脆机理。实验结果表明,随着应力水平的提高,氢扩散系数增大,氢渗透作用增强,屈服强度降低越明显。应力水平对管材的氢渗透性能具有较强的决定作用,且管材强度越大,其氢渗透性能对应力变化越敏感。研究成果为油井管环境开裂适用性评价提供了新的方法和思路,为油井管材制造工艺优化提供了方向和依据,为现场油井管材的正确、合理选用提供重要参考。
二、油井套管井下阴极保护电位计算方法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、油井套管井下阴极保护电位计算方法研究（论文提纲范文）
（1）套管内腐蚀的牺牲阳极保护效果模拟评价（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 参数选择与模型 |
| 2 计算与分析 |
| 2.1 油管表面状态变化对阴极保护效果影响 |
| 2.2 牺牲阳极参数对阴极保护效果影响 |
| 2.2.1 牺牲阳极数量 |
| 2.2.2 牺牲阳极规格 |
| 2.3 管柱结构参数变化对阴极保护效果影响 |
| 2.3.1 管柱长度(阳极间距) |
| 2.3.2 套管内径 |
| 2.4 环境介质参数变化对阴极保护效果影响 |
| 3 结论与建议 |
（2）耐温铝合金牺牲阳极电化学特性研究（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 实 验 |
| 1.1 实验材料及试样 |
| 1.2 实验方法 |
| (1)极化曲线测试 |
| (2)自腐蚀速率测试 |
| (3)恒电流加速实验 |
| (4)恒电位阴极极化测试 |
| 2 结果分析与讨论 |
| 2.1 电化学腐蚀特性 |
| 2.1.1 自腐蚀及阳极溶解特性 |
| 2.1.2 自腐蚀速率 |
| 2.2 电化学性能 |
| 2.2.1 恒电流加速实验 |
| 2.2.2 恒电位阴极极化 |
| 3 结 论 |
（3）稠油输送管道阴极保护改进措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 阴极保护原理及特点 |
| 1.2.2 阴极保护参数及准则 |
| 1.2.3 阴极保护设施 |
| 1.2.4 阴极保护方式 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.3.1 阴极保护电流屏蔽 |
| 1.3.2 牺牲阳极材料 |
| 1.3.3 阴极保护改进方式 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 牺牲阳极合金的理论模拟及其成分筛选 |
| 2.1 研究内容 |
| 2.2 研究方法及步骤 |
| 2.3 计算参数 |
| 2.3.1 密度泛函理论计算参数 |
| 2.3.2 分子动力学模拟参数 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 体相模型的计算结果 |
| 2.4.2 建立表面和界面模型 |
| 2.4.3 界面模型的吸附能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 牺牲阳极合金材料高温电化学特性研究 |
| 3.0 试验材料制备 |
| 3.1 试验条件 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 电化学性能测试 |
| 3.2.2 牺牲阳极电化学性能评价试验 |
| 3.2.3 有效阴极保护电位的测定及评价 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 电化学性能测试结果与分析 |
| 3.3.2 牺牲阳极电化学性能评价结果与分析 |
| 3.3.3 有效阴极保护电位测定试验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 牺牲阳极装置设计及现场应用效果评价 |
| 4.1 瓦片式牺牲阳极装置设计 |
| 4.1.1 阳极体的设计计算 |
| 4.1.2 工装设计 |
| 4.2 现场应用效果评价 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（4）高速管流管壁电化学腐蚀特性分析及预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 流动腐蚀 |
| 1.1.1 流动腐蚀的定义与分类 |
| 1.1.2 流动腐蚀的研究现状 |
| 1.1.3 流动腐蚀的常用试验装置 |
| 1.1.4 影响流动腐蚀的因素研究 |
| 1.2 电化学腐蚀测试方法的研究进展 |
| 1.2.1 电极电位测量 |
| 1.2.2 极化曲线 |
| 1.2.3 循环极化曲线 |
| 1.2.4 循环伏安曲线 |
| 1.2.5 电化学阻抗谱 |
| 1.2.6 扫描振动电极测试 |
| 1.2.7 电化学原子力显微镜测试 |
| 1.3 主要研究内容及目标 |
| 第二章 腐蚀试验方法与电化学测试结果分析 |
| 2.1 试验材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料及试验设备 |
| 2.1.2 试验装置 |
| 2.1.3 试验仪器 |
| 2.1.4 试验方法 |
| 2.1.5 试验方案 |
| 2.1.6 试验步骤 |
| 2.2 管壁材料的电化学腐蚀特性分析 |
| 2.2.1 开路电位 |
| 2.2.2 极化曲线 |
| 2.2.3 循环伏安曲线 |
| 2.2.4 循环极化曲线 |
| 2.2.5 电化学阻抗谱 |
| 2.2.6 流速对管壁材料表面的电化学腐蚀特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 不同流速对管壁材料电化学腐蚀特性影响规律研究 |
| 3.1 P110钢表面电化学反应测试结果 |
| 3.1.1 开路电位 |
| 3.1.2 极化曲线 |
| 3.1.3 循环伏安曲线 |
| 3.1.4 电化学阻抗谱 |
| 3.2 流速变化对P110钢表面的电化学腐蚀特性分析与预测 |
| 3.3 304 不锈钢表面电化学反应测试结果 |
| 3.3.1 开路电位 |
| 3.3.2 极化曲线 |
| 3.3.3 循环极化曲线 |
| 3.3.4 循环伏安曲线 |
| 3.3.5 电化学阻抗谱 |
| 3.4 流速变化对304不锈钢表面的电化学腐蚀特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同盐浓度对管壁材料电化学腐蚀特性影响规律研究 |
| 4.1 P110钢表面电化学反应测试结果 |
| 4.1.1 开路电位 |
| 4.1.2 极化曲线 |
| 4.1.3 循环伏安曲线 |
| 4.1.4 电化学阻抗谱 |
| 4.2 盐溶液浓度变化对P110钢表面的电化学腐蚀特性分析与预测 |
| 4.3 304不锈钢表面电化学反应测试结果 |
| 4.3.1 开路电位 |
| 4.3.2 极化曲线 |
| 4.3.3 循环极化曲线 |
| 4.3.4 循环伏安曲线 |
| 4.3.5 电化学阻抗谱 |
| 4.4 盐溶液浓度变化对304不锈钢表面的电化学腐蚀特性分析与预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同管径对管壁材料电化学腐蚀特性影响规律研究 |
| 5.1 P110钢表面电化学反应测试结果 |
| 5.1.1 开路电位 |
| 5.1.2 极化曲线 |
| 5.1.3 循环伏安曲线 |
| 5.1.4 电化学阻抗谱 |
| 5.2 管径变化对P110钢表面的电化学腐蚀特性分析与预测 |
| 5.3 304 不锈钢表面电化学反应测试结果 |
| 5.3.1 开路电位 |
| 5.3.2 极化曲线 |
| 5.3.3 循环极化曲线 |
| 5.3.4 循环伏安曲线 |
| 5.3.5 电化学阻抗谱 |
| 5.4 管径变化对304不锈钢表面的电化学腐蚀特性分析与预测 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（5）长输管道阴极保护电位分布的数值模拟与优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 阴极保护技术的发展 |
| 1.2.2 阴极保护电位数值方法的研究 |
| 1.2.3 电化学阻抗谱法在阴极保护应用的研究 |
| 1.2.4 阴极保护电位分布规律与优化的研究 |
| 1.3 研究内容及章节安排 |
| 第二章 阴极保护电位分布模型的建立 |
| 2.1 阴极保护 |
| 2.1.1 阴极保护原理 |
| 2.1.2 外加电流阴极保护 |
| 2.2 埋地管道阴极保护的物理模型 |
| 2.3 阴极保护电位的数学模型 |
| 2.3.1 控制方程的推导 |
| 2.3.2 控制方程的边界条件 |
| 2.4 数学模型的求解 |
| 2.4.1 控制方程的边界元法求解 |
| 2.4.2 模型边界离散 |
| 2.4.3 阳极和边界条件的处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 最佳阴极保护电位的研究 |
| 3.1 电化学阻抗谱原理 |
| 3.2 实验及测量 |
| 3.2.1 电化学实验 |
| 3.2.2 极化曲线的测量 |
| 3.2.3 电化学阻抗谱的测量 |
| 3.3 等效电路的选取 |
| 3.4 最佳阴极保护电位的确定 |
| 3.4.1 极化曲线分析 |
| 3.4.2 电化学阻抗谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 阴极保护电位分布的研究 |
| 4.1 数值模拟工具 |
| 4.2 不同地形中管道阴极保护电位的分布 |
| 4.3 管道平直铺设时阴极保护电位的分布 |
| 4.3.1 管道平直铺设时辅助阳极的数量变化 |
| 4.3.2 管道平直铺设时土壤电阻率的大小 |
| 4.3.3 管道平直铺设时辅助阳极位置的变化 |
| 4.3.4 管道平直铺设时辅助阳极输出电流的大小 |
| 4.4 管道拐弯铺设时阴极保护电位的分布 |
| 4.4.1 管道拐弯铺设时辅助阳极的数量变化 |
| 4.4.2 管道拐弯铺设时土壤电阻率的大小 |
| 4.4.3 管道拐弯铺设时辅助阳极位置的变化 |
| 4.4.4 管道拐弯铺设时辅助阳极输出电流的大小 |
| 4.5 管道爬坡铺设时阴极保护电位的分布 |
| 4.5.1 管道爬坡铺设时辅助阳极的数量变化 |
| 4.5.2 管道爬坡铺设时土壤电阻率的大小 |
| 4.5.3 管道爬坡铺设时辅助阳极位置的变化 |
| 4.5.4 管道爬坡铺设时辅助阳极输出电流的大小 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 阴极保护电位分布的优化 |
| 5.1 阴极保护电位分布的优化模型 |
| 5.1.1 目标函数的建立 |
| 5.1.2 模拟退火算法优化阳极参数 |
| 5.2 优化方法在阴极保护设计中的应用 |
| 5.2.1 常规设计方法 |
| 5.2.2 优化设计方法 |
| 5.3 结论分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（6）基于脉冲电流阴极保护系统程控电源研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究脉冲电流阴极保护系统程控电源的意义 |
| 1.3 阴极保护电源的发展现状及方向 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.3.3 发展方向 |
| 1.4 主要研究内容及工作思路 |
| 1.4.1 主要工作研究内容 |
| 1.4.2 研究思路及技术路线 |
| 1.4.3 创新点 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 脉冲电流阴极保护原理及系统总体设计 |
| 2.1 管内脉冲电流阴极保护原理概述 |
| 2.1.1 管道内壁金属腐蚀本质 |
| 2.1.2 管内脉冲电流阴极保护原理 |
| 2.2 管道内壁阴极保护评价方法 |
| 2.2.1 保护电位 |
| 2.2.2 保护电流密度 |
| 2.3 管道内壁脉冲电流阴极保护系统 |
| 2.3.1 系统基本特点 |
| 2.3.2 系统总体结构 |
| 2.4 管道内壁辅助阳极设计 |
| 2.4.1 辅助阳极选型 |
| 2.4.2 辅助阳极结构设计 |
| 2.4.3 辅助阳极安装设计 |
| 2.5 管道内壁参比电极设计 |
| 2.5.1 参比电极选型 |
| 2.5.2 参比电极结构设计 |
| 2.5.3 参比电极安装设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于脉冲电流阴极保护系统程控电源电路设计 |
| 3.1 电源整体模块设计 |
| 3.2 电源主电路设计 |
| 3.3 一次整流滤波模块设计 |
| 3.3.1 单相整流桥计算 |
| 3.3.2 滤波电容计算 |
| 3.4 全桥逆变模块设计 |
| 3.4.1 开关频率 |
| 3.4.2 开关方式 |
| 3.4.3 开关装置选型 |
| 3.4.4 开关装置结构和参数计算 |
| 3.4.5 开关装置并联电容计算 |
| 3.4.6 隔离电容计算 |
| 3.5 高频变压器的分析设计 |
| 3.5.1 高频变压器的设计特点 |
| 3.5.2 磁芯材料 |
| 3.5.3 磁芯结构 |
| 3.5.4 高频变压器参数计算 |
| 3.6 二次整流滤波及直流斩波模块设计 |
| 3.6.1 全波整流电路设计 |
| 3.6.2 二次滤波电路设计 |
| 3.7 程控脉冲电源的散热方式 |
| 3.8 主电路的仿真研究 |
| 3.8.1 仿真模型建立 |
| 3.8.2 仿真结果分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 程控脉冲电源控制系统硬件设计 |
| 4.1 控制系统硬件功能分析 |
| 4.1.1 控制系统结构设计 |
| 4.1.2 控制系统功能配置 |
| 4.2 主控芯片选型 |
| 4.3 芯片资源分配 |
| 4.4 主控芯片最小系统设计 |
| 4.4.1 时钟电路 |
| 4.4.2 复位电路 |
| 4.4.3 供电电路 |
| 4.5 主控芯片PWM输出模式 |
| 4.6 驱动电路设计 |
| 4.7 信号采样电路的设计 |
| 4.7.1 保护电位采样设计 |
| 4.7.2 电流采样电路设计 |
| 4.7.3 电压采样电路设计 |
| 4.8 过热保护电路设计 |
| 4.9 人机交互界面硬件设计 |
| 4.10 控制系统供电模块设计 |
| 4.11 本章小结 |
| 第五章 程控脉冲电源控制系统软件设计 |
| 5.1 控制系统软件开发流程 |
| 5.2 控制系统软件结构设计 |
| 5.3 主控芯片PWM控制策略 |
| 5.3.1 全桥逆变模块PWM实现方法 |
| 5.3.2 全桥逆变模块PWM控制策略 |
| 5.3.3 直流斩波模块PWM实现方法 |
| 5.3.4 直流斩波模块PWM控制策略 |
| 5.4 保护电位控制策略 |
| 5.4.1 数字PID闭环控制算法 |
| 5.4.2 数字PID闭环控制结构 |
| 5.4.3 多级自适应闭环控制策略 |
| 5.5 数字滤波算法设计 |
| 5.6 软件抗干扰设计 |
| 5.6.1 独立看门狗IWDG |
| 5.6.2 窗口看门狗WWDG |
| 5.6.3 中断服务程序 |
| 5.7 通讯结构设计 |
| 5.7.1 数据传输方式 |
| 5.7.2 通讯参数设置 |
| 5.7.3 数据通讯流程 |
| 5.8 上位机人机交互界面设计 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 基于程控脉冲电源的阴极保护系统整体调试 |
| 6.1 控制系统软件调试 |
| 6.2 电源安装调试 |
| 6.2.1 电源硬件调试 |
| 6.2.2 控制系统测试 |
| 6.3 模拟管内阴极保护电位监测实验 |
| 6.3.1 实验方案 |
| 6.3.2 实验结果分析 |
| 6.4 管内脉冲电流阴极保护现场实验 |
| 6.4.1 实验材料及设备 |
| 6.4.2 实验方案 |
| 6.4.3 理论电流计算 |
| 6.4.4 电位趋势分析 |
| 6.4.5 实验结果 |
| 6.5 进一步研究和完善系统的几点建议 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（7）阴极保护电位波动下X100管线钢点蚀发生机理及生长动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 阴极保护技术介绍 |
| 1.2.1 阴极保护基本原理 |
| 1.2.2 埋地长输管道阴极保护系统 |
| 1.2.3 埋地长输管道阴极保护重要参数 |
| 1.3 非稳态电位/电流状态下阴极保护研究现状 |
| 1.3.1 杂散电流下阴极保护行为研究 |
| 1.3.2 脉冲电流阴极保护技术 |
| 1.3.3 非稳态电位状态下阴极保护 |
| 1.4 非稳态电位/电流条件下电极反应动力学研究 |
| 1.4.1 暂态电化学状态下的电化学动力学参数 |
| 1.4.2 利用等效模型电路推导非稳态电化学动力学参数 |
| 1.5 本文研究内容及意义 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 API X100管线钢 |
| 2.1.2 电化学试样制备与处理 |
| 2.1.3 模拟酸性土壤溶液 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 阴极保护电位波动的模拟方法 |
| 2.2.2 动电位极化 |
| 2.2.3 电化学阻抗谱 |
| 2.2.4 点蚀观察方法 |
| 2.2.5 理论计算方法 |
| 2.2.6 正交试验方法 |
| 第3章 电位波动频率和总加载时间变化对点蚀萌生机理及生长动力学影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 SWP状态下电流密度响应状态 |
| 3.3 不同状态SWP对点蚀行为的影响 |
| 3.3.1 电位波动频率变化时的点蚀行为 |
| 3.3.2 电位总加载时间变化时的点蚀行为 |
| 3.4 点蚀萌生的位置与成分 |
| 3.5 电极体系等效电路模型及相关动力学理论计算 |
| 3.5.1 时域下极化电流密度理论计算 |
| 3.5.2 频域下电极/溶液界面双电层电位变化理论计算 |
| 3.5.3 电极体系等效电路模型其他元件电位/电流理论计算 |
| 3.6 总加载时间对点蚀行为的影响 |
| 3.7 本章结论 |
| 第4章 电位波动幅度对点蚀萌生机理及生长动力学的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 电位波动幅度对管线钢电化学行为的影响 |
| 4.2.1 开路电位 |
| 4.2.2 电位波动幅度对极化电流密度的影响 |
| 4.2.3 电位波动幅度对点蚀行为的影响 |
| 4.3 电位波动幅度对电化学状态的影响机理 |
| 4.3.1 电位波动幅度对极化电流密度的影响机理 |
| 4.3.2 电位波动幅度对点蚀密度的影响机制 |
| 4.3.3 电位波动幅度对腐蚀形貌变化的影响机制 |
| 4.4 本章结论 |
| 第5章 电位占空比对点蚀萌生及生长行为的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 电位占空比变化与电化学阻抗谱的关系 |
| 5.3 电位占空比变化对宏观形貌的影响 |
| 5.3.1 占空比变化对表面锈层的影响 |
| 5.3.2 占空比变化对点蚀行为的影响 |
| 5.4 电位占空比变化对与电化学腐蚀行为影响机制 |
| 5.5 本章结论 |
| 第6章 正交方法评估电位波动参数对点蚀萌生和生长行为的影响程度 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 电位波动参数对宏观点蚀行为影响的正交结果分析 |
| 6.2.1 正交试验后管线钢点蚀形貌 |
| 6.2.2 正交试验结果极差分析 |
| 6.2.3 正交试验结果方差分析 |
| 6.3 本章结论 |
| 第7章 全文结论及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本研究创新点 |
| 7.3 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（8）大型储罐底板的阴极保护电位分布特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 储罐底板阴极保护技术的应用现状 |
| 1.2.2 储罐底板电位分布解析方法的研究现状 |
| 1.2.3 储罐底板电位分布的数值计算方法研究现状 |
| 1.2.4 阴极保护数值模拟软件应用现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 大型储罐底板电位分布模型的建立 |
| 2.1 储罐底板阴极保护的基本原理及主要参数 |
| 2.1.1 储罐底板的电化学阴极保护理论 |
| 2.1.2 储罐底板阴极保护的主要参数 |
| 2.2 大型储罐底板电位分布几何模型的建立 |
| 2.3 大型储罐底板电位分布数学模型的建立 |
| 2.3.1 控制方程的建立 |
| 2.3.2 边界条件的确定 |
| 2.4 大型储罐底板电位求解方法的比选 |
| 2.5 模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 大型储罐底板电位分布的影响因素 |
| 3.1 边界条件的确定 |
| 3.1.1 电化学测试方法简介 |
| 3.1.2 极化曲线法 |
| 3.1.3 极化曲线实验内容 |
| 3.2 罐底介质的电阻率的影响 |
| 3.3 储罐直径大小的影响 |
| 3.4 罐底空鼓及等效面积确定的影响 |
| 3.5 辅助阳极参数的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 不同的阳极铺设方式对罐底电位分布的影响 |
| 4.1 网状阳极铺设时的罐底电位分布 |
| 4.1.1 罐底介质的电阻率对罐底电位数值的影响 |
| 4.1.2 罐底空鼓情况对罐底电位数值的影响 |
| 4.2 柔性阳极同心圆铺设时的罐底电位分布 |
| 4.2.1 罐底介质的电阻率对罐底电位数值的影响 |
| 4.2.2 罐底空鼓情况对罐底电位数值的影响 |
| 4.3 柔性阳极回形针铺设时的罐底电位分布 |
| 4.3.1 罐底介质的电阻率对罐底电位数值的影响 |
| 4.3.2 罐底空鼓情况对罐底电位数值的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文科研成果 |
（9）深井套管阴极保护干扰的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 1 数学模型 |
| 1.1 控制方程 |
| 1.2 边界条件 |
| 1.3 边界元法 |
| 2 模型建立 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 土壤电导率对干扰腐蚀的影响 |
| 3.2 涂层破损率对干扰腐蚀的影响 |
| 3.3 阳极输出电流对干扰腐蚀的影响 |
| 3.4 阳极位置对干扰腐蚀的影响 |
| 3.5 两套管间距对干扰腐蚀的影响 |
| 4 干扰问题的解决 |
| 5 结论 |
（10）应力与腐蚀耦合条件下高强度套管钢的氢渗透实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 氢损伤研究现状 |
| 1.2.2 油井管氢渗透特性研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及思路 |
| 第2章 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 环境断裂评价方法 |
| 2.2.2 耦合应力条件下氢渗透测试新方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 三种套管钢的常规性能测试 |
| 3.1 金相和夹杂物分析 |
| 3.2 三种套管钢的力学性能分析 |
| 3.2.1 三种套管钢的硬度测试 |
| 3.2.2 三种套管钢的拉伸力学性能测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 高强度套管钢的氢渗透行为测试 |
| 4.1 高强度套管钢的氢渗透实验研究 |
| 4.1.1 实验方案 |
| 4.1.2 实验步骤 |
| 4.1.3 氢渗透曲线分析方法 |
| 4.2 不同因素对高强度套管钢氢渗透行为的影响 |
| 4.2.1 充氢电流对氢渗透行为的影响 |
| 4.2.2 拉伸应力对三种套管钢氢渗透行为的影响 |
| 4.2.3 强度对氢渗透行为的影响 |
| 4.2.4 温度对氢渗透行为的影响 |
| 4.2.5 pH值对氢渗透行为的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 应力与腐蚀耦合作用下的氢渗透机理探讨 |
| 5.1 断口形貌分析 |
| 5.2 应力与腐蚀耦合致强度损伤 |
| 5.3 拉伸应力作用下的氢渗透机理探讨 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
四、油井套管井下阴极保护电位计算方法研究（论文参考文献）
- [1]套管内腐蚀的牺牲阳极保护效果模拟评价[J]. 李琼玮,孙雨来,程碧海,杨立华,卢文伟,付彩利,张建勋. 石油管材与仪器, 2021(06)
- [2]耐温铝合金牺牲阳极电化学特性研究[J]. 何文江,陈作明,彭明兰,霍征光,雷博,周杰,王晨,吕祥鸿. 西安石油大学学报(自然科学版), 2021(06)
- [3]稠油输送管道阴极保护改进措施研究[D]. 雷博. 西安石油大学, 2021(09)
- [4]高速管流管壁电化学腐蚀特性分析及预测[D]. 邱婕. 西安石油大学, 2021
- [5]长输管道阴极保护电位分布的数值模拟与优化研究[D]. 权勃. 西安石油大学, 2021(09)
- [6]基于脉冲电流阴极保护系统程控电源研究[D]. 张潇祥. 西安石油大学, 2020(11)
- [7]阴极保护电位波动下X100管线钢点蚀发生机理及生长动力学研究[D]. 戴明杰. 武汉科技大学, 2020(01)
- [8]大型储罐底板的阴极保护电位分布特征研究[D]. 袁铃岚. 西南石油大学, 2018(02)
- [9]深井套管阴极保护干扰的数值模拟研究[J]. 王萌,卫续. 石油化工高等学校学报, 2017(05)
- [10]应力与腐蚀耦合条件下高强度套管钢的氢渗透实验研究[D]. 何奇连. 西南石油大学, 2017(05)