石油学报

作者：翟维枫, 梁志珊, 左信, 毕武喜, 蓝卫

单位：1. 中国石油大学(北京)信息科学与工程学院 北京 102249;2. 北方工业大学电气与控制工程学院 北京 100144;3. 中国石油天然气股份有限公司管道分公司管道科技研究中心 河北廊坊 065000

关键词：地磁暴,埋地管道,管地电位,波节,纠缠

基金：翟维枫,男,1985年9月生,2008年获北方工业大学学士学位,2011年获北方工业大学硕士学位,现为北方工业大学助理研究员、中国石油大学(北京)博士研究生,主要从事油气管道磁暴灾害防护与灾变控制等方面的研究工作。Email:zhaiwf@ncut.edu.cn

摘要： 磁暴在大地介质中感应生成地电场和地磁感应电流，进而导致长输埋地管道的管地电位偏离安全范围，加剧管道的腐蚀。西气东输二线西部管道多处管地电位监测数据显示，不同位置的管地电位具有幅度不同且变化趋势相同或相反的特征。对该区域进行三维大地电导率建模，应用2016年9月28日乌鲁木齐地磁台监测数据作为电磁激励，结合Galerkin有限元法与LZS-DSTL理论，计算了该区域管地电位的时空分布，通过与监测数据对比，验证了该方法的有效性。通过对管地电位时空分布特征分析，提出了管地电位空间分布的"波节"和时间变化的"纠缠"概念，根据理论分析和现场管道监测数据揭示了二者之间的内在联系，进一步研究了影响管地电位"波节"分布的重要因素。研究结果表明，管地电位"波节"和"缠绕"现象是普遍存在的，"波节"既是管地电位的空间分布过零点，又是管地电位时域变化趋势的分界点；管道地磁感应电流的极值位置往往与管地电位"波节"相对应，为管道阴极保护装置的合理配置提供了理论依据。

来源：2020年第8期

《石油学报》期刊编辑部

查看石油学报杂志2020年第8期