Η εσωτερική διάβρωση έχει προκαλέσει απώλεια συγκράτησης στην ADNOC στον αγωγό ενός τεράστιου χερσαίου πετρελαϊκού κοιτάσματος. Η επιθυμία για την εξάλειψη αυτού του προβλήματος και η ανάγκη καθορισμού μιας προδιαγραφής και ενός ακριβούς μελλοντικού σχεδίου διαχείρισης της ακεραιότητας της βελτιστοποίησης έχουν οδηγήσει στην εφαρμογή σε δοκιμαστικό πεδίο της τεχνολογίας επένδυσης πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE) με αυλακώσεις και φλάντζες σε σωλήνες από ανθρακούχο χάλυβα. Αυτή η εργασία περιγράφει ένα επιτυχημένο 5ετές πρόγραμμα δοκιμών πεδίου και επιβεβαιώνει ότι η εφαρμογή επενδύσεων HDPE σε σωλήνες από ανθρακούχο χάλυβα είναι μια οικονομικά αποδοτική μέθοδος για τον μετριασμό της εσωτερικής διάβρωσης σε αγωγούς πετρελαίου, απομονώνοντας μεταλλικούς σωλήνες από διαβρωτικά υγρά. Η τεχνολογία είναι οικονομικά αποδοτική στη διαχείριση της διάβρωσης στο εσωτερικό των αγωγών πετρελαίου.
Στην ADNOC, οι γραμμές ροής έχουν σχεδιαστεί για να διαρκούν περισσότερο από 20 χρόνια. Αυτό είναι σημαντικό για τη συνέχεια της επιχείρησης και τη μείωση του λειτουργικού κόστους. Ωστόσο, η συντήρηση αυτών των γραμμών από ανθρακούχο χάλυβα καθίσταται δύσκολη επειδή υπόκεινται σε εσωτερική διάβρωση από διαβρωτικά υγρά, βακτήρια και στάσιμες συνθήκες που προκαλούνται από χαμηλούς ρυθμούς ροής. Ο κίνδυνος βλάβης της ακεραιότητας αυξάνεται με την ηλικία και τις αλλαγές στις ιδιότητες του υγρού της δεξαμενής.
Η ADNOC λειτουργεί αγωγούς σε πιέσεις 30 έως 50 bar, θερμοκρασίες έως 69°C και διακοπές νερού άνω του 70%, και έχει υποστεί πολλές περιπτώσεις απώλειας συγκράτησης λόγω εσωτερικής διάβρωσης σε αγωγούς σε μεγάλα χερσαία πεδία. Τα αρχεία δείχνουν ότι τα επιλεγμένα περιουσιακά στοιχεία από μόνα τους διαθέτουν περισσότερους από 91 φυσικούς αγωγούς πετρελαίου (302 χιλιόμετρα) και περισσότερους από 45 αγωγούς ανύψωσης αερίου (100 χιλιόμετρα) με σοβαρή εσωτερική διάβρωση. Οι συνθήκες λειτουργίας που υπαγόρευσαν την εφαρμογή μέτρων μετριασμού της εσωτερικής διάβρωσης περιελάμβαναν χαμηλό pH (4,8–5,2), παρουσία CO2 (>3%) και H2S (>3%), αναλογία αερίου/πετρελαίου μεγαλύτερη από 481 scf/bbl, θερμοκρασία γραμμής μεγαλύτερη από 55°C, πίεση γραμμής ροής πάνω από 525 psi. Η υψηλή περιεκτικότητα σε νερό (>46%), η χαμηλή ταχύτητα ροής (λιγότερο από 1 m/sec), το στάσιμο υγρό και η παρουσία βακτηρίων που μειώνουν τα θειικά άλατα επηρέασαν επίσης τις στρατηγικές μετριασμού. Τα στατιστικά στοιχεία διαρροών αγωγών ροής δείχνουν ότι πολλές από αυτές τις γραμμές ήταν ελαττωματικές, με έως και 14 διαρροές σε διάστημα 5 ετών. περίοδο. Αυτό θέτει ένα σοβαρό πρόβλημα, καθώς οδηγεί σε διαρροές και διακοπές που επηρεάζουν αρνητικά την παραγωγή.
Η απώλεια στεγανότητας και η ανάγκη για διαστασιολόγηση και ένα ακριβές σχέδιο διαχείρισης της ακεραιότητας της μελλοντικής ροής οδήγησαν σε μια δοκιμαστική εφαρμογή πεδίου τεχνολογίας επένδυσης HDPE με σχισμές και φλάντζες σε 3,0 χλμ. αγωγών από ανθρακούχο χάλυβα Schedule 80 API 5L Gr.B 6 ιντσών. Ρευστοποιήστε τις γραμμές για την εξάλειψη αυτού του προβλήματος. Οι δοκιμές πεδίου εφαρμόστηκαν αρχικά σε 3,527 χλμ. αγωγών από ανθρακούχο χάλυβα σε επιλεγμένα περιουσιακά στοιχεία, ακολουθούμενες από εντατικές δοκιμές σε 4,0 χλμ. αγωγών.
Η πετρελαϊκή εταιρεία του Συμβουλίου Συνεργασίας του Κόλπου (GCC) στην Αραβική Χερσόνησο είχε εγκαταστήσει επενδύσεις HDPE ήδη από το 2012 για αγωγούς αργού πετρελαίου και εφαρμογές ύδρευσης. Μια πετρελαϊκή εταιρεία του GCC που λειτουργεί σε συνεργασία με τη Shell χρησιμοποιεί επενδύσεις HDPE για εφαρμογές ύδρευσης και πετρελαίου για πάνω από 20 χρόνια και η τεχνολογία είναι αρκετά ώριμη για την αντιμετώπιση της εσωτερικής διάβρωσης στους αγωγούς πετρελαίου.
Το έργο ADNOC ξεκίνησε το δεύτερο τρίμηνο του 2011 και εγκαταστάθηκε το δεύτερο τρίμηνο του 2012. Η παρακολούθηση ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2012 και ολοκληρώθηκε το τρίτο τρίμηνο του 2017. Τα δοκιμαστικά καρούλια αποστέλλονται στη συνέχεια στο Κέντρο Καινοτομίας Borouge (BIC) για αξιολόγηση και ανάλυση. Τα κριτήρια επιτυχίας και αποτυχίας που ορίστηκαν για το πιλοτικό πρόγραμμα επένδυσης HDPE ήταν μηδενική διαρροή μετά την εγκατάσταση της επένδυσης, χαμηλή διαπερατότητα αερίου μέσω της επένδυσης HDPE και καμία κατάρρευση της επένδυσης.
Το έγγραφο SPE-192862 περιγράφει στρατηγικές που συμβάλλουν στην επιτυχία των δοκιμών πεδίου. Η έμφαση δίνεται στον σχεδιασμό, την τοποθέτηση αγωγών και την αξιολόγηση της απόδοσης των επενδύσεων HDPE για την απόκτηση των απαραίτητων γνώσεων για τον εντοπισμό στρατηγικών διαχείρισης ακεραιότητας για την εφαρμογή αγωγών HDPE σε ολόκληρο το πεδίο σε αγωγούς πετρελαίου. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε αγωγούς πετρελαίου και γραμμές μεταφοράς. Εκτός από τους υπάρχοντες αγωγούς πετρελαίου, μη μεταλλικές επενδύσεις HDPE μπορούν να χρησιμοποιηθούν για νέους αγωγούς πετρελαίου. Επισημαίνει τις βέλτιστες πρακτικές για την εξάλειψη των βλαβών στην ακεραιότητα των αγωγών λόγω ζημιών από εσωτερική διάβρωση.
Η πλήρης εργασία περιγράφει τα κριτήρια εφαρμογής για τις φλάντζες HDPE, την επιλογή υλικού φλάντζας, την προετοιμασία και την ακολουθία εγκατάστασης, τις δοκιμές διαρροής αέρα και υδροστατικής δοκιμής, την εξαέρωση και παρακολούθηση του δακτυλιοειδούς αερίου, τη θέση σε λειτουργία της γραμμής και τα λεπτομερή αποτελέσματα των δοκιμών μετά τη δοκιμή. Ο πίνακας Ανάλυσης Κόστους Κύκλου Ζωής Streamline απεικονίζει την εκτιμώμενη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας του ανθρακούχου χάλυβα έναντι των επενδύσεων HDPE για άλλες μεθόδους μετριασμού της διάβρωσης, συμπεριλαμβανομένης της χημικής έγχυσης και της έγχυσης, των μη μεταλλικών σωληνώσεων και του γυμνού ανθρακούχου χάλυβα. Εξηγείται επίσης η απόφαση διεξαγωγής μιας δεύτερης ενισχυμένης δοκιμής πεδίου μετά την αρχική δοκιμή. Στην πρώτη δοκιμή, χρησιμοποιήθηκαν φλάντζες για τη σύνδεση των διαφόρων τμημάτων της γραμμής ροής. Είναι γνωστό ότι οι φλάντζες είναι επιρρεπείς σε αστοχία λόγω εξωτερικής καταπόνησης. Ο χειροκίνητος εξαερισμός στις θέσεις των φλαντζών όχι μόνο απαιτεί περιοδική παρακολούθηση, η οποία αυξάνει τα λειτουργικά έξοδα, αλλά έχει επίσης ως αποτέλεσμα διαπερατές εκπομπές αερίων στην ατμόσφαιρα. Στη δεύτερη δοκιμή, οι φλάντζες αντικαταστάθηκαν με συγκολλημένους, χωρίς φλάντζες συνδέσμους με αυτόματο σύστημα επαναπλήρωσης και μια εγκοπή με επένδυση με εξαερισμό στο τέλος του απομακρυσμένου σταθμού απαερίωσης που θα τερματιζόταν σε κλειστή αποχέτευση.
Μια 5ετής δοκιμή επιβεβαιώνει ότι η χρήση επενδύσεων HDPE σε σωλήνες από ανθρακούχο χάλυβα μπορεί να μετριάσει την εσωτερική διάβρωση στους αγωγούς πετρελαίου, απομονώνοντας τους μεταλλικούς σωλήνες από διαβρωτικά υγρά.
Προσθήκη αξίας παρέχοντας αδιάλειπτη γραμμή εξυπηρέτησης, εξαλείφοντας την εσωτερική χρήση για την απομάκρυνση επικαθίσεων και βακτηρίων, εξοικονομώντας κόστος εξαλείφοντας την ανάγκη για χημικά και βιοκτόνα κατά της αποτέφρωσης και μειώνοντας τον φόρτο εργασίας.
Σκοπός της δοκιμής ήταν ο μετριασμός της εσωτερικής διάβρωσης του αγωγού και η αποτροπή της απώλειας του πρωτεύοντος περιβλήματος.
Οι επενδύσεις HDPE με σχισμές και συγκολλημένες συνδέσεις χωρίς φλάντζα χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με το σύστημα επανέγχυσης ως βελτίωση που βασίζεται στα διδάγματα που αντλήθηκαν από την αρχική ανάπτυξη απλών επενδύσεων HDPE με κλιπ σε ακροδέκτες με φλάντζα.
Σύμφωνα με τα κριτήρια επιτυχίας και αποτυχίας που ορίστηκαν για το πιλοτικό πρόγραμμα, δεν έχουν αναφερθεί διαρροές στον αγωγό από την εγκατάσταση. Περαιτέρω δοκιμές και αναλύσεις από την BIC έδειξαν μείωση βάρους 3-5% στην χρησιμοποιημένη επένδυση, η οποία δεν προκαλεί χημική υποβάθμιση μετά από 5 χρόνια χρήσης. Βρέθηκαν ορισμένες γρατσουνιές που δεν επεκτάθηκαν στις ρωγμές. Επομένως, συνιστάται να λαμβάνεται υπόψη η διαφορά στην απώλεια πυκνότητας σε μελλοντικά σχέδια. Η εφαρμογή εσωτερικών φραγμών διάβρωσης θα πρέπει να είναι η κύρια εστίαση, όπου οι επιλογές επένδυσης HDPE (συμπεριλαμβανομένων των ήδη εντοπισμένων βελτιώσεων, όπως η αντικατάσταση των φλαντζών με συνδετήρες και η συνέχιση της επένδυσης και η εφαρμογή βαλβίδας ελέγχου στην επένδυση για την αντιμετώπιση της διαπερατότητας αερίου της επένδυσης) αποτελούν μια αξιόπιστη λύση.
Αυτή η τεχνολογία εξαλείφει την απειλή εσωτερικής διάβρωσης και παρέχει σημαντική εξοικονόμηση στα λειτουργικά έξοδα κατά τη διάρκεια των διαδικασιών χημικής επεξεργασίας, καθώς δεν απαιτείται χημική επεξεργασία.
Η επιτόπια επικύρωση της τεχνολογίας είχε θετικό αντίκτυπο στη διαχείριση της ακεραιότητας της ροής από τους χειριστές, παρέχοντας περισσότερες επιλογές για προληπτική διαχείριση της εσωτερικής διάβρωσης της ροής, μειώνοντας το συνολικό κόστος και βελτιώνοντας την απόδοση HSE. Οι επενδύσεις HDPE με αυλακώσεις χωρίς φλάντζα συνιστώνται ως μια καινοτόμος προσέγγιση για τη διαχείριση της διάβρωσης σε αγωγούς πετρελαιοπηγών.
Η τεχνολογία επένδυσης HDPE συνιστάται για υπάρχοντα πεδία πετρελαίου και φυσικού αερίου όπου οι διαρροές αγωγών και οι διακοπές στις γραμμές έγχυσης νερού είναι συχνές.
Αυτή η εφαρμογή θα μειώσει τον αριθμό των βλαβών στις γραμμές ροής που προκαλούνται από εσωτερικές διαρροές, θα παρατείνει τη διάρκεια ζωής των γραμμών ροής και θα αυξήσει την παραγωγικότητα.
Οι νέες ολοκληρωμένες αναπτύξεις εγκαταστάσεων μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την τεχνολογία για τη διαχείριση της διάβρωσης εντός της γραμμής και την εξοικονόμηση κόστους σε προγράμματα παρακολούθησης.
Αυτό το άρθρο γράφτηκε από την Τεχνική Συντάκτρια του JPT, Judy Feder, και περιέχει σημαντικά σημεία από την εργασία SPE 192862, με τίτλο «Αποτελέσματα Καινοτόμων Δοκιμών Πεδίου για Εφαρμογή Flangeless Grooved HDPE Liner σε Υπερ-Γιγάντιο Πεδίο για Διαχείριση Εσωτερικής Διάβρωσης σε Γραμμές Ροής Πετρελαίου» από τους Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe και Tijender Kumar Gupta της ADNOC, Mohamed Ali Awadh, Borouge PTE, Nicholas Herbig, Jeff Schell και Ted Compton της United Special Technical Services για την Έκθεση 2018 στο Άμπου Ντάμπι, 12-15 Νοεμβρίου. Προετοιμασία για τη Διεθνή Έκθεση και Συνέδριο Πετρελαίου του Άμπου Ντάμπι. Αυτή η εργασία δεν έχει αξιολογηθεί από ομοτίμους.
Το Journal of Petroleum Technology είναι το κορυφαίο περιοδικό της Εταιρείας Μηχανικών Πετρελαίου, το οποίο παρέχει έγκυρες συνοπτικές πληροφορίες και άρθρα σχετικά με τις εξελίξεις στην τεχνολογία εξερεύνησης και παραγωγής, ζητήματα της βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθώς και νέα για την SPE και τα μέλη της.