Τεχνολογία καθοδικής προστασίας σε χερσαία κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου

Η τεχνολογία καθοδικής προστασίας είναι επίσης ζωτικής σημασίας σε εφαρμογές χερσαίων κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου, που χρησιμοποιείται κυρίως για την πρόληψη της διάβρωσης μεταλλικών εγκαταστάσεων από το έδαφος, τα υπόγεια ύδατα και τα μεταφερόμενα μέσα.

1. Θαμμένοι αγωγοί

• Γραμμές ροής
• Αγωγοί μεταφοράς
• Σωληνώσεις έγχυσης νερού/αερίου

2. Δεξαμενές αποθήκευσης

• Εξωτερικές και εσωτερικές πλάκες πυθμένα δεξαμενών αποθήκευσης αργού πετρελαίου
• Παραγωγή δεξαμενών επεξεργασίας νερού

3. Εγκαταστάσεις τοποθεσίας καλά

• Εξωτερικοί τοίχοι περιβλήματος
• Εξοπλισμός φρεατίων

4. Εξοπλισμός Σταθμού

• Κατασκευές στήριξης που έρχονται σε επαφή με χώμα-στο κάτω μέρος των διαχωριστών και των εναλλάκτη θερμότητας
• Συστήματα γείωσης

1. Μέθοδος θυσιαστικής ανόδου

Σενάρια εφαρμογής:

• Σωληνώσεις μικρής-απόστασης ή μικρές δεξαμενές αποθήκευσης.
• Απομακρυσμένες τοποθεσίες φρεατίων χωρίς σταθερή παροχή ρεύματος.

Κοινά υλικά ανόδου:

• Κράμα μαγνησίου (Mg): Υψηλή κινητήρια τάση, κατάλληλο για εδάφη υψηλής- ειδικής αντίστασης.
• Κράμα ψευδαργύρου (Zn): Χαμηλή τάση οδήγησης, κατάλληλο για εδάφη χαμηλής- ειδικής αντίστασης.

Μέθοδοι Εγκατάστασης:

• Σωληνώσεις: Θυσιαστικές άνοδοι εγκατεστημένες και στις δύο πλευρές.
• Δεξαμενές αποθήκευσης: Άνοδοι διατεταγμένες σε σχήμα πλέγματος ή δακτυλίου, ομοιόμορφα κατανεμημένες κάτω από το κάτω μέρος της δεξαμενής.

2. Impressed Current Method

Ισχύοντα σενάρια:

• Αγωγοί μεταφοράς ή αγωγοί θαμμένοι σταθμοί.
• Μεγάλες κάτω επιφάνειες πλάκας δεξαμενής αποθήκευσης.

Βασικά συστατικά:

1)Βοηθητικές άνοδοι:

• Άνοδος από χυτοσίδηρο υψηλής-πυριτίου (HSCI): Συμβατότητα εδάφους-ανθεκτικό στα οξέα, διάρκεια ζωής 20-30 χρόνια.
• Άνοδος MMO: Υψηλή αντοχή, ελαφρύ, υψηλό-ονομαστικό ρεύμα εξόδου, διάρκεια ζωής 25~40 χρόνια.

2) Ανορθωτής μετασχηματιστή: Πολλαπλοί τρόποι λειτουργίας (σταθερό δυναμικό/ρεύμα/τάση).

3) Ανοδικά εδάφη:

• Ρηχά θαμμένα εδάφη: Απλή κατασκευή, μεγάλο αποτύπωμα.
• Βαθιά καλά αλεσμένα κρεβάτια: Χαμηλή αντίσταση γείωσης, συμπαγές αποτύπωμα.

1. Προστασία θαμμένου αγωγού

Θυσιαστικές άνοδοι:

• Άνοδοι κράματος Mg για ερήμους/περιοχές υψηλής{0} ειδικής αντίστασης (π.χ. πετρελαιοπηγή Xinjiang).
• Άνοδοι από κράμα Zn για περιβάλλοντα υγρού αργίλου (π.χ. Πεδίο αερίου Sichuan).

Εντυπωσιασμένο ρεύμα:

• Κατανεμημένα στρώματα εδάφους + έξυπνοι ανορθωτές (π.χ. West-East Gas Pipeline).
• CIPS (Close Interval Potential Survey) για περιοδικούς ελέγχους αποτελεσματικότητας προστασίας.

2. Προστασία δεξαμενής

Εξωτερική πλάκα κάτω μέρος της δεξαμενής:

• Θυσιαστική άνοδος: Άνοδοι Mg/Zn σε διατάξεις πλέγματος/δαχτυλιδιού για ομοιόμορφη κατανομή ρεύματος.
• Εντυπωσιακό ρεύμα: άνοδοι πλέγματος MMO, εύκαμπτες άνοδοι (π.χ. δεξαμενές αργού 100.000 m³).

Εσωτερική προστασία:

• Δεξαμενές νερού που παράγονται: Ανόδια αιωρούμενων από κράμα Al (π.χ. Al-Zn-In) σε υγρά δεξαμενής.

3. Προστασία τοποθεσίας πηγαδιών

Εξωτερικό περίβλημα:

• Άνοδοι Zn που συγκολλούνται απευθείας σε κατώτερα τμήματα του περιβλήματος (π.χ. φρεάτια σχιστολιθικού αερίου).
• Κυψέλες γείωσης περιβλήματος" για την αποφυγή παρεμβολών αδέσποτου ρεύματος.

Εξοπλισμός φρεατίων:

• Συνδυασμένη επίστρωση + προστασία ανόδου Mg.

4. Προστασία Εξοπλισμού Σταθμού

Θεμέλια διαχωριστή/εναλλάκτη θερμότητας:

• Μπλοκ ανόδου Mg προ-ενσωματωμένα σε θεμέλια από σκυρόδεμα.

Συστήματα γείωσης:

• Ηλεκτρόδια γείωσης από χάλυβα με επίστρωση Zn-ή ανόδου Zn.

1. Περιβάλλοντα υψηλού H2S

Ζήτημα:

• Το H2S επιταχύνει την εντοπισμένη διάβρωση (π.χ. ρωγμές από τάση σουλφιδίου).

Διάλυμα:

• Αυξήστε το δυναμικό προστασίας σε -0,85~-0,95V (έναντι CSE).
• Χρησιμοποιήστε υλικά ανόδου που είναι ανθεκτικά στο θείο (π.χ. εξειδικευμένα κράματα Al).

2. Παρεμβολή αδέσποτων ρευμάτων

Πηγές:

• Παρακείμενος σταθμός υψηλής-τάσης, ηλεκτροφόροι σιδηρόδρομοι, άλλα συστήματα CP.

Διάλυμα:

• Έρευνες αδέσποτων ρεύματος για τον εντοπισμό ζωνών/πηγών παρεμβολής.
• Τοποθετήστε τρέχουσες κλίνες αποστράγγισης.

3. Περιοχή παγωμένου εδάφους Διάβρωση

Ζήτημα:

• Οι κύκλοι απόψυξης κατάψυξης του εδάφους-προκαλούν αποσύνδεση της επίστρωσης και εποχιακές αλλαγές στην ειδική αντίσταση.

Διάλυμα:

• Κρεβάτια βαθιάς ανόδου.
• Άνοδοι συμβατές με χαμηλή-θερμοκρασία (π.χ. Mg υψηλής-καθαρότητας).

4. Μικροβιακή Διάβρωση (MIC)

Ζήτημα:

• Πολλαπλασιασμός βακτηρίων που μειώνουν τα θειικά- (SRB) σε αναερόβια εδάφη.

Διάλυμα:

• Συνδυασμένα βιοκτόνα + καθοδική προστασία.
• Διατηρήστε δυναμικά κάτω από -0,95 V (αναστέλλει τη δραστηριότητα SRB).

1. Πιθανή παρακολούθηση:

• Φορητά ηλεκτρόδια αναφοράς CSE: Τακτικές μετρήσεις δυναμικού σωληνώσεων/δεξαμενής.
• Ανιχνευτές πόλωσης + έξυπνοι σταθμοί δοκιμής: Παρακολούθηση δυναμικού προστασίας σε πραγματικό χρόνο/παρακολούθησης ρεύματος{{1}.

2. Έξυπνη παρακολούθηση:

• Απομακρυσμένη μετάδοση δεδομένων ανορθωτή μέσω ενσύρματων/ασύρματων/ινών/κινητών δικτύων.
• Επιθεωρήσεις drone για δοκιμαστικούς σταθμούς (ισχύει για αγωγούς μεταφοράς).

3. Κύκλοι συντήρησης:

• Η υπολειπόμενη μάζα της ανόδου ελέγχεται κάθε 5 χρόνια.
• Εντυπωσιμένα συστήματα ρεύματος: Ανορθωτές/αντίσταση κρεβατιού εδάφους που ελέγχονται κάθε εξάμηνο-.

1. Διεθνές:

• ISO 15589-1: Βιομηχανίες πετρελαίου, πετροχημικών και φυσικού αερίου - Καθοδική προστασία συστημάτων αγωγών - Μέρος 1: Επίγειοι αγωγοί.
• NACE SP0169-2024: Έλεγχος εξωτερικής διάβρωσης σε υπόγεια ή βυθισμένα συστήματα μεταλλικών σωληνώσεων.

2. Εγχώριο (Κίνα):

• GB/T 21448-2017: Τεχνικό Πρότυπο Καθοδικής Προστασίας για Θαμμένους Χαλύβδινους Αγωγούς.
• SY/T 5919-2009: Τεχνικός Κώδικας Διαχείρισης Καθοδικής Προστασίας Θαμμένων Χαλύβδινων Σωληνώσεων.

• Κεντρική μονάδα επεξεργασίας αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου του Ιράκ Block 9.
• Rumaila Oilfield BASE SCOPE Q3/Q4 2023 Υλικά CP.
• Προσωρινό σύστημα CP εξωτερικού αγωγού Majnoon Oilfield.
• Έργο πετρελαίου σχιστόλιθου Gulong Daqing Oilfield.
• Πετρέλαιο Tarim (Xinjiang) Bozi-Πεδία φυσικού αερίου Dabei.
• Πεδίο αερίου σχιστόλιθου νότιου Σιτσουάν CNPC.

Για χερσαία κοιτάσματα πετρελαίου/φυσικού αερίου, η καθοδική προστασία απαιτεί ευέλικτους σχεδιασμούς με βάση τα χαρακτηριστικά του εδάφους, τη διαβρωτικότητα των μέσων και τους τύπους εγκαταστάσεων:

• Θυσιαστικές άνοδοι: Κατάλληλες για εφαρμογές μικρής-κλίμακας-συντήρησης.
• Εντυπωσιακό ρεύμα: Ιδανικό για μεγάλα-περιβάλλοντα/σύνθετα περιβάλλοντα με υψηλή δυνατότητα ελέγχου.
• Συνδυασμένη προστασία: Συνήθως ενσωματώνεται με επικαλύψεις 3PE και αναστολείς για προστασία πολλαπλών-φραγμών.
• Μέσω της κατάλληλης επιλογής τεχνολογίας και της έξυπνης παρακολούθησης (π.χ. απομακρυσμένη ρύθμιση δυναμικού), οι κίνδυνοι διάβρωσης μπορούν να μειωθούν σημαντικά, διασφαλίζοντας για πάνω από 30 χρόνια ασφαλούς λειτουργίας πεδίου.