טכנולוגיית הגנה קתודית בשדות נפט וגז יבשתיים

טכנולוגיית הגנה קתודית חיונית גם ביישומי שדות נפט וגז יבשתיים, המשמשת בעיקר למניעת קורוזיה של מתקני מתכת על ידי אדמה, מי תהום ואמצעי תקשורת מועברים.

1. צינורות קבורים

• קווי זרימה
• צינורות הולכה
• צינורות הזרקת מים/גז

2. מיכלי אחסון

• לוחות תחתונים חיצוניים ופנימיים של מיכלי אחסון נפט גולמי
• ייצרו מיכלי טיפול במים

3. מתקני אתר באר

• מעטפת קירות חיצוניים
• ציוד ראש באר

4. ציוד תחנות

• אדמה-שמגעת עם מבני תמיכה בתחתית מפרידים ומחלפי חום
• מערכות הארקה

1. שיטת אנודת קורבנות

תרחישי יישום:

• צינורות-למרחק קצר או מיכלי אחסון קטנים.
• אתרי באר מרוחקים ללא אספקת חשמל יציבה.

חומרים נפוצים לאנודה:

• סגסוגת מגנזיום (Mg): מתח הנעה גבוה, מתאים לקרקעות עם התנגדות- גבוהה.
• סגסוגת אבץ (Zn): מתח הנעה נמוך, מתאים לקרקעות עם התנגדות- נמוכה.

שיטות התקנה:

• צנרת: אנודות קורבנות מותקנות משני הצדדים.
• מיכלי אחסון: אנודות מסודרות בתבניות רשת או טבעת, מפוזרות באופן שווה מתחת לתחתית המיכל.

2. מתרשם שיטה נוכחית

תרחישים ישימים:

• צינורות הולכה או צינורות קבורים בתחנות.
• פלטה תחתונה של מיכל אחסון גדול.

רכיבי מפתח:

1) אנודות עזר:

• אנודת ברזל יצוק סיליקון (HSCI) גבוהה-: תאימות לאדמה עמידה- לחומצה, חיי שירות של 20-30 שנים.
• אנודת MMO: חוזק גבוה, קל משקל, זרם פלט- גבוה, חיי שירות של 25~40 שנים.

2) מיישר שנאי: מצבי פעולה מרובים (פוטנציאל/זרם/מתח קבוע).

3) מיטות קרקע אנודה:

• מיטות קרקע קבורות רדודות: בנייה פשוטה, טביעת רגל גדולה.
• מיטות טחונות היטב: עמידות נמוכה להארקה, טביעת רגל קומפקטית.

1. הגנת צינור קבור

אנודות הקרבה:

• אנודות מסגסוגת Mg עבור מדבריות/אזורי התנגדות- גבוהה (למשל, שדה הנפט של Xinjiang).
• אנודות מסגסוגת Zn עבור סביבות חימר לחות (למשל, שדה הגז של סצ'ואן).

זרם מתרשם:

• מיטות קרקע מבוזרות + מיישרים חכמים (למשל, West-East Gas Pipeline).
• CIPS (Close Interval Potential Survey) לבדיקות יעילות הגנה תקופתיות.

2. הגנת טנקים

צלחת תחתית מיכל חיצונית:

• אנודת קורבנות: אנודות Mg/Zn בפריסות רשת/טבעות לחלוקת זרם אחידה.
• זרם מתרשם: אנודות רשת MMO, אנודות גמישות (למשל, מיכלי גולמי של 100,000 מ"ק).

הגנה פנימית:

• מיכלי מים מיוצרים: אנודות סגסוגת Al תלויות (למשל, Al-Zn-In) בנוזלי מיכל.

3. ובכן הגנת האתר

מארז חיצוני:

• אנודות Zn מרותכות ישירות לחלקים התחתונים של מעטפת (למשל בארות גז מפצלי).
• מארז תאי הארקה" למניעת הפרעות זרם תועה.

ציוד ראש באר:

• ציפוי משולב + הגנת אנודה Mg.

4. הגנת ציוד תחנות

יסודות מפריד/מחלף חום:

• בלוקי אנודה של Mg-מוטבעים מראש ביסודות בטון.

מערכות הארקה:

• אלקטרודות הארקה של האנודה Zn-או Zn.

1. סביבות H₂S גבוהות

לְהַנפִּיק:

• H₂S מאיץ קורוזיה מקומית (למשל, פיצוח מתח גופרתי).

פִּתָרוֹן:

• הגדל את פוטנציאל ההגנה ל-0.85~-0.95V (לעומת CSE).
• השתמש בחומרי אנודה עמידים-לגופרית (למשל, סגסוגות אל מיוחדות).

2. הפרעות זרם תועה

מקורות:

• שידור מתח גבוה-צמוד, מסילות ברזל מחושמלות, מערכות CP אחרות.

פִּתָרוֹן:

• סקרים נוכחיים תועים כדי לזהות אזורי הפרעה/מקורות.
• התקן מיטות ניקוז נוכחיות.

3. אזור אדמה קפוא קורוזיה

לְהַנפִּיק:

• מחזורי ההפשרה של-הקפאת אדמה גורמים להתפרקות הציפוי ולשינויי התנגדות עונתיים.

פִּתָרוֹן:

• מיטות קרקע אנודה עמוקות.
• אנודות התואמות-לטמפרטורה נמוכה (למשל, Mg בטוהר- גבוה).

4. קורוזיה מיקרוביאלית (MIC)

לְהַנפִּיק:

• סולפט-מפחית התפשטות חיידקים (SRB) בקרקעות אנאירוביות.

פִּתָרוֹן:

• ביוצידים משולבים + הגנה קתודית.
• שמור על פוטנציאלים מתחת ל-0.95V (מעכב פעילות SRB).

1. ניטור פוטנציאל:

• אלקטרודות ייחוס ניידות ל-CSE: מדידות פוטנציאל רגיל של צינור/טנק.
• בדיקות קיטוב + תחנות בדיקה חכמות:-זמן אמת פוטנציאל הגנה/ניטור זרם תועה.

2. ניטור חכם:

• העברת נתונים של מיישר מרחוק באמצעות רשתות קוויות/אלחוטיות/סיבים/ניידים.
• בדיקות מזל"טים לתחנות בדיקה (חל על צינורות הולכה).

3. מחזורי תחזוקה:

• האנודה הנותרת מסה נבדקת כל 5 שנים.
• מערכות זרם מושפעות: מיישרים/התנגדות למיטה הקרקע נבדקים חצי{0}}שנתי.

1. בינלאומי:

• ISO 15589-1: תעשיות נפט, פטרוכימיה וגז טבעי - הגנה קתודית על מערכות צינור - חלק 1: צינורות יבשתיים.
• NACE SP0169-2024: בקרת קורוזיה חיצונית במערכות צנרת מתכתית תת-קרקעית או שקועה.

2. מקומי (סין):

• GB/T 21448-2017: תקן טכני להגנה קתודית עבור צינורות פלדה קבורים.
• SY/T 5919-2009: קוד ניהול טכני להגנה קתודית על צינורות פלדה קבורים.

• עיראק בלוק 9 מתקן עיבוד מרכזי לנפט גולמי וגז.
• Rumaila Oilfield BASE SCOPE Q3/Q4 2023 CP חומרים.
• מערכת CP זמנית לצינור חיצוני של שדה שמן מג'נון.
• Daqing Oilfield פרויקט פצלי גולונג.
• Tarim Oilfield (Xinjiang) Bozi-שדה הגז Dabei.
• CNPC דרום סצ'ואן שדה פצלי גז.

עבור שדות נפט/גז יבשתיים, הגנה קתודית דורשת עיצובים גמישים המבוססים על מאפייני קרקע, קורוזיביות של מדיה וסוגי מתקנים:

• אנודות קורבנות: מתאימות ליישומי תחזוקה ב-קנה מידה קטן-.
• זרם מתרשם: אידיאלי עבור-סביבות למרחקים ארוכים/מורכבים עם יכולת שליטה גבוהה.
• הגנה משולבת: משולב בדרך כלל עם ציפויים ומעכבים 3PE להגנה מרובה-מחסומים.
• באמצעות בחירת טכנולוגיה נכונה וניטור חכם (למשל, התאמת פוטנציאל מרחוק), ניתן להפחית באופן משמעותי את סיכוני הקורוזיה, מה שמבטיח למעלה מ-30 שנות פעילות בטוחה בשטח.