Глибинний анодний заземлювач

Глибинний анодний заземлювач, що включає електрод, що розміщений у електропровідному наповнювачі, із з'єднувальними клемними частинами на кінцях, який відрізняється тим, що його корпус виконаний у вигляді об'ємного блока із електропровідного бетону з наповнювачем, в центра льній частині якого розташований металевий електрод - повздовжня полоса, до якої жорстко приєднані поперечні полоси, форма згину яких відповідає виступам-ребрам зовнішньої конфігурації оболонки - об'ємного блока, причому конфігурація зовнішньої поверхні цього блоки має розвинуту поверхню контакту із навколишнім ґрунтом свердловини, в якій розташовується заземлювач, окрім того, на торцевих сторонах об'ємного блоки виконані заглиблення, в які виходять клемні частини електроди - повздовжньої полоси, що приєднуються до жил з'єднувальних магістральних кабелів Винахід відноситься до облаштування систем катодного захисту, зокрема до глибинних анодних заземлювачів, і може застосовуватися в місцях щільної промислової чи цивільної забудови, в яких важко вибрати місце під анодне поле, для електрохімічного захисту від корозії споруд та мереж теплоенергетичних комплексів, а саме підземних магістральних газопроводів, металевих інженерних комунікацій на газових та нафтових промислах, компресорних і перекачувальних станціях, теплотрас та їх інженерного облаштування, очисних споруд, каналізаційних і водогінних колекторів тощо ВІДОМІ глибинні анодні заземлювачі, складові яких виготовляються із суцільного металевого (сталь, чавун, мідь, титан тощо) трубчатого, стержневого чи фасонного профілю чи композицій із частинок металів та неметалів (графіту, коксу, цементного розчину, нітриту натрію, гашеного вапна, полімерів тощо (1 Седлуха Г А , Фридман О М Справочник мастера-строителя газопроводов Л Недра, 1974 - С 274 - 284 2 Кузнецов М В , Тутумов П И Практика эксплуатации глубинных заземлителей Обзор зарубежной литературы М ВНИИОЭНГ, 1976 - С 4 - 1 6 3 Сборник руководящих материалов по защите городских подземных трубопроводов от коррозии - Л Недра, 1987 - 4 0 8 с ) матеріалів, великі габарити та вага, значні трудовитрати при монтажі Використання стандартизованого металевого прокату чи литва для виготовлення конструкцій заземлювачів є досить високо вартісним і нераціональним У ґрунті облаштовують стандартизовані прокатні чи литі вироби у вигляді електродів-заземлювачів, що не відповідає їх основному конструктивному та функціональному призначенню ВІДОМІ конструкції анодних заземлювачів типу "Менделеевец"-МГ, які серійно виготовляються в Роси, згідно ТУ Російської Федерації 3435-00124707490-99 Технічна новизна цього виробу захищається патентом РФ №2138106 (М Кп Н 01R 4/66, С 23F 13/00, опубл 20 09 1999) У цьому глибинному заземлювачі, який включає гірлянду із послідовно з'єднаних між собою і з'єднаних із магістральним кабелем електродних блоків, кожний із яких розташований у заповненому активатором металевому корпусі, через котрий проходить проходять магістральний кабель і газовідвідна труба Кожний електродний блок складається із двох електрично з'єднаних анодів, один з яких з'єднаний із магістральним кабелем, аноди жорстко зв'язані і корпусом, суміжні металеві корпуси електродних блоків попарно з'єднані поміж собою за допомогою фіксуючого пристосування, що призначене для їх паралельного розташування при Недоліком даних конструкцій є висока вартість транспортуванні і СПІВВІСНОГО - при експлуатації ю (О 44654 Фіксуюче пристосування виконане у вигляді петельного з'єднання або у вигляді шарнірного з'єднання Жорстке з'єднання анодів із металевим корпусом виконане за допомогою переборок, конструктивно закріплених на металевому корпусі Недоліками даної конструкції є значна конструктивна складність і низька технологічність та значні трудовитрати виготовлення подібних заземлювачів, їх висока вартість Глибинні анодні заземлювачі типу "Менделеевец"-МГ у блочнокомплектному виконанні мають велику загальну масу, що складає близько 200кг (у кожній із двох секцій по два феросіліцидних електроди масою до 45кг), а також значні габарити - довжина складає (секція/блок) - 3100/6200мм Для здійснення монтажу таких конструкцій обов'язково необхідно використовувати мобільні підйомно-транспортні машини За прототип обрано анодний заземлювач (патент РФ №2130511, МКл С 23F 13/00, опубл 20 05 1999), який включає електроди у вигляді концентрично розташованого відносно кабеля тонкостінного титанового корпуса, на ЗОВНІШНІЙ поверхні якого виконані виступи, на оброблені поверхні котрих нанесений шар у вигляді активної маси для зниження ЩІЛЬНОСТІ струму, а контактні елементи, що забезпечують електричний зв'язок корпусу із жилою кабеля, можуть бути виштампувані безпосередньо із титанового корпусу у вигляді згинів чи вирізів, а також виконані у вигляді дюбелів чи заклепок Корпус заземлювача може бути виконаний у вигляді стрічки, що намотана на кабель із з'єднанням сусідніх витків замками та установкою контактних елементів вигляді труб, рейок, полос тощо Окрім того, оскільки при виготовленні не витрачаються дорогоцінні металеві вироби чи спеціальні сплави, то завдяки застосуванню заземлювачів із запропонованого матеріалу розв'язується також питання утилізації металевих ВІДХОДІВ Внаслідок дешевизни складових матеріалу, що використані із ВІДХОДІВ промисловості, вдається суттєво знизити вартість даних глибинних анодних заземлювачів у порівнянні із відомими аналогами та прототипом Поставлена задача підвищення технологічності виготовлення та монтажу також розв'язується Виготовлення аналогічних об'ємних будівельних бетонних конструкцій із закладною арматурою є досить відомим і масовим технологічним процесом Форми, що відповідають заданій конфігурації виробу і в які попередньо вставлені закладні металеві частини електрода, заповнюються бетонним розчином із наповнювачем, встановлюються на вібраційний стіл і вібруються, а потім для прискорення твердіння виробів вони пропарюються чи витримуються на відкритому повітрі до набуття бетоном необхідної МІЦНОСТІ Монтаж виробів у вертикальній попередньо вибуреній свердловині також не викликає особливих ускладнень Завдяки конфігурації ребрам розвинутої зовнішньої поверхні корпусу - об'ємного блоку із електропровідного бетону, вдається досягти необхідної ЩІЛЬНОСТІ та опору розтікання струму, що припадає на одиницю площі Подібна мета досягається у аналогів та прототипі тільки внаслідок збільшення діаметру чи довжини контактуючих із ґрунтом поверхонь, а це призводить до збільшення їх габаритів та власної ваги Недоліками даної конструкції є також значна конструктивна складність, низька технологічність виготовлення подібного заземлювача, висока мате ріал о вартість та трудовитрати при виготовленні В основу даного винаходу поставлено задачу розробки конструкції глибинного анодного заземлювача, що має просту та технологічну конструкцію, низьку вартість при виготовленні та монтажі Поставлена задача досягається завдяки тому, що у глибинному анодному заземлювачі корпус виконаний у вигляді об'ємного блока із електропровідного бетону з наповнювачем, в центральній частині якого розташований металевий електрод повздовжня полоса, до якої жорстко приєднані поперечні полоси, форма згину яких відповідає виступам-ребрам зовнішньої конфігурації оболонки - об'ємного блоку, причому конфігурація зовнішньої поверхні цього блоку має розвинуту поверхню контакту із навколишнім ґрунтом свердловини, в якій розташовується заземлювач На торцевих сторонах об'ємного блоку виконані заглиблення, в які виходять клемні частини електроду - поздовжньої полоси, що приєднуються до жил з'єднувальних кабелів На фіг 1 показаний ЗОВНІШНІЙ конструкції глибинного анодного заземлювача, на фіг 2 - вид А фіг 1, на фіг 3 - розріз Б-Б фіг 1, на фіг 4 - конструктивне виконання металевого електроду - повздовжньої полоси, до якої жорстко приєднані поперечні полоси Глибинний анодний заземлювач включає корпус 1, що виконаний у вигляді об'ємного блока із електропровідного бетону з наповнювачем, в центральній частині якого розташований металевий електрод - повздовжня полоса 2, до якої жорстко приєднані поперечні полоси 3 і 4, форма згину яких відповідає виступам-ребрам зовнішньої конфігурації оболонки -об'ємного блоку, причому конфігурація зовнішньої поверхні цього блоку має розвинуту поверхню контакту із навколишнім ґрунтом свердловини, в якій розташовується заземлювач На-торцевих сторонах об'ємного блоку виконані заглиблення 5, в які виходять клемні частини електроду - поздовжньої полоси 2 із отворами 6 під з'єднувальні болти, за допомогою яких електрод приєднуються до жил з'єднувальних магістральних кабелів Заглиблення 5 після приєднання клемної частини електрода до жили з'єднувального магістрального кабеля обов'язково заповнюється ізолюючим ХІМІЧНО стійким компаундом При необхідності створення гірлянди із декількох анодних заземлювачів для підвищення струмового навантаження і зниження опору розтіканню струму, заземлювачі послідовно за допомогою ізольованих кабелів-провідників При цьому всі контактні з'єднання у заглибленнях 5 також обов'язково за Завдяки запропонованому конструктивному виконанню глибинних анодних заземлювачів у вигляді об'ємних блоків із електропровідного бетону, до складу якого, як звичайно, входить відносно дешева сировина - подрібнена металева стружка, цемент та ІНШІ дешеві наповнювачі, буде суттєво зменшена їх вартість, замість використовуваних в даний час суцільних металевих заземлювачів у 44654 ливаються ізолюючим компаундом Глибинний анодний заземлювач монтують наступним чином Один чи декілька попередньо з'єднаних у стаціонарних умовах анодних заземлювачі, опускають у попередньо вибурену свердловину дещо більшого діаметру З'єднувальний кабель, що йде від електроду приєднують до станції катодного захисту Вільний простір поміж стінкою свердловини і зовнішньою поверхнею корпусу 1 глибинного анодного заземлювача заповнюють електропровідною сумішшю, глинистим чи цементним розчином Глибинний анодний заземлювач працює наступним чином Від катодної станції по з'єднувальному магістральному кабелю до електроду 2 подають постійний струм розрахункової сили та напруги, який після проходження через шар електропровідного бетону корпусу 1 та по ребрах його розвинутої поверхні розтікається по пластах оточуючого анодний заземлювач ґрунту Маючи однакову або досить близьку розчинність електрод металева полоса 2 із відгалуженнями у вигляді поперечних полос 4 і 5 та електропровідний бетон корпусу 1 гарантовано працюють тривалий термін Розвинуті поверхні ребер корпусу 1, якими він наділений, сприяють також більшій рівномірності витоку струму, знижують питомий опір його розтікання Внаслідок особливого конструктивного виконання та підбору співвідношень складових сировини електропровідного бетону, що застосується для виготовлення корпусів анодних заземлювачів, досягнуто хороших технічних результатів та характеристик при роботі у реальних умовах експлуатації Розроблені "ноу-хау" на оптимальні розмірні співвідношення конфігурації корпусу блоку, геометричні розміри повздовжніх та поперечних полос електроду, режими приготування та співвідношення складових компонентів композиції запропонованого матеріалу електропровідного бетону при виготовленні промислових глибинних анодних заземлювачів Г Фіг. З в _ 4 Фіг. 2 Фіг. 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90