Công nghệ bảo vệ catốt tại các mỏ dầu khí trên bờ

Công nghệ bảo vệ catốt cũng rất quan trọng trong các ứng dụng mỏ dầu khí trên đất liền, chủ yếu được sử dụng để ngăn chặn sự ăn mòn của các cơ sở kim loại bởi đất, nước ngầm và phương tiện vận chuyển.

1. Đường ống chôn

• Dòng chảy
• Đường ống truyền tải
• Đường ống phun nước/khí

2. Bể chứa

• Tấm đáy trong và ngoài của bể chứa dầu thô
• Bể xử lý nước sản xuất

3. Cơ sở vật chất tại chỗ giếng

• Vỏ bọc tường ngoài
• Thiết bị đầu giếng

4. Thiết bị trạm

• Đất-tiếp xúc với các cấu trúc đỡ ở đáy các thiết bị phân tách và bộ trao đổi nhiệt
• Hệ thống nối đất

1. Phương pháp Anode hy sinh

Kịch bản ứng dụng:

• Đường ống có khoảng cách-ngắn hoặc bể chứa nhỏ.
• Các vị trí giếng ở xa không có nguồn điện ổn định.

Vật liệu Anode thông thường:

• Hợp kim magie (Mg): Điện áp truyền động cao, thích hợp cho đất có điện trở suất-cao.
• Hợp kim kẽm (Zn): Điện áp truyền động thấp, thích hợp với đất có điện trở suất-thấp.

Phương pháp cài đặt:

• Đường ống: Cực dương hy sinh được lắp đặt ở cả hai bên.
• Bể chứa: Cực dương bố trí theo dạng lưới hoặc vòng, phân bố đều dưới đáy bể.

2. Phương pháp hiện tại ấn tượng

Các kịch bản áp dụng:

• Đường ống truyền tải hoặc đường ống chôn trạm.
• Tấm đáy bể chứa lớn.

Thành phần chính:

1) Cực dương phụ trợ:

• Cực dương bằng gang -silic cao (HSCI): Khả năng tương thích với đất-kháng axit, tuổi thọ sử dụng 20-30 năm.
• Cực dương MMO: Cường độ cao, nhẹ, dòng điện đầu ra định mức-cao, tuổi thọ sử dụng 25~40 năm.

2) Bộ chỉnh lưu biến áp: Nhiều chế độ hoạt động (điện thế/dòng điện/điện áp không đổi).

3) Giường nối đất cực dương:

• Nền đất chôn nông: Thi công đơn giản, diện tích lớn.
• Giường đất giếng sâu: Điện trở nối đất thấp, diện tích nhỏ gọn.

1. Bảo vệ đường ống chôn

Cực dương hy sinh:

• Cực dương bằng hợp kim Mg dành cho sa mạc/khu vực có điện trở suất-cao (ví dụ: Mỏ dầu Tân Cương).
• Cực dương hợp kim Zn cho môi trường đất sét ẩm (ví dụ: Mỏ khí Tứ Xuyên).

Dòng điện ấn tượng:

• Nền đất phân tán + bộ chỉnh lưu thông minh (ví dụ: Đường ống khí đốt phía Tây{3}}Đông).
• CIPS (Khảo sát tiềm năng trong khoảng thời gian đóng) để kiểm tra hiệu quả bảo vệ định kỳ.

2. Bảo vệ xe tăng

Tấm đáy bể bên ngoài:

• Cực dương hy sinh: Cực dương Mg/Zn ở dạng lưới/vòng để phân phối dòng điện đồng đều.
• Dòng điện cưỡng bức: cực dương dạng lưới MMO, cực dương linh hoạt (ví dụ: thùng chứa dầu thô 100.000 m³).

Bảo vệ nội thất:

• Bể chứa nước được sản xuất: Cực dương hợp kim Al lơ lửng (ví dụ Al-Zn-In) trong chất lỏng trong bể.

3. Bảo vệ địa điểm giếng

Vỏ ngoài:

• Cực dương Zn được hàn trực tiếp vào phần vỏ bên dưới (ví dụ: giếng khí đá phiến).
• Vỏ bọc các tế bào nối đất" để ngăn chặn nhiễu dòng điện đi lạc.

Thiết bị đầu giếng:

• Lớp phủ kết hợp + bảo vệ cực dương Mg.

4. Bảo vệ thiết bị trạm

Nền tảng tách/trao đổi nhiệt:

• Khối cực dương Mg-được nhúng sẵn vào nền bê tông.

Hệ thống nối đất:

• Điện cực nối đất bằng thép phủ Zn-hoặc cực dương Zn.

1. Môi trường H₂S cao

Vấn đề:

• H₂S tăng tốc độ ăn mòn cục bộ (ví dụ, nứt do ứng suất sunfua).

Giải pháp:

• Tăng khả năng bảo vệ lên -0,85~-0,95V (so với CSE).
• Sử dụng vật liệu cực dương kháng lưu huỳnh-(ví dụ: hợp kim Al chuyên dụng).

2. Nhiễu dòng điện đi lạc

Nguồn:

• Truyền tải điện áp cao-liền kề, đường sắt điện khí hóa, các hệ thống CP khác.

Giải pháp:

• Đi lạc các cuộc khảo sát dòng chảy để xác định các vùng/nguồn gây nhiễu.
• Lắp đặt các giường thoát nước hiện tại.

3. Diện tích đất đóng băng Ăn mòn

Vấn đề:

• Chu kỳ tan băng-của đất gây ra sự mất liên kết của lớp phủ và thay đổi điện trở suất theo mùa.

Giải pháp:

• Các lớp đất anode sâu.
• Cực dương tương thích với nhiệt độ-thấp (ví dụ: Mg có độ tinh khiết-cao).

4. Ăn mòn vi sinh vật (MIC)

Vấn đề:

• Sulfate-làm giảm sự phát triển của vi khuẩn (SRB) trong đất kỵ khí.

Giải pháp:

• Chất diệt khuẩn kết hợp + bảo vệ cathode.
• Duy trì điện thế dưới -0,95V (ức chế hoạt động SRB).

1. Giám sát tiềm năng:

• Điện cực tham chiếu CSE di động: Đo điện thế đường ống/bể thường xuyên.
• Đầu dò phân cực + trạm kiểm tra thông minh: Giám sát-điện thế bảo vệ theo thời gian thực/dòng rò.

2. Giám sát thông minh:

• Truyền dữ liệu chỉnh lưu từ xa qua mạng có dây/không dây/cáp quang/di động.
• Kiểm tra bằng máy bay không người lái cho các trạm thử nghiệm (áp dụng cho đường ống truyền tải).

3. Chu kỳ bảo trì:

• Khối lượng cực dương hy sinh còn lại được kiểm tra 5 năm một lần.
• Hệ thống dòng điện cưỡng bức: Bộ chỉnh lưu/điện trở nền đất được kiểm tra nửa năm{0}}.

1. Quốc tế:

• ISO 15589-1: Công nghiệp dầu mỏ, hóa dầu và khí tự nhiên - Bảo vệ catốt cho hệ thống đường ống - Phần 1: Đường ống trên đất liền.
• NACE SP0169-2024: Kiểm soát ăn mòn bên ngoài trên hệ thống đường ống kim loại ngầm hoặc chìm.

2. Nội địa (Trung Quốc):

• GB/T 21448-2017: Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo vệ catốt cho đường ống thép chôn.
• SY/T 5919-2009: Quy tắc quản lý kỹ thuật về bảo vệ catốt cho đường ống thép chôn.

• Cơ sở xử lý trung tâm dầu khí thô Lô 9 của Iraq.
• PHẠM VI CƠ SỞ Mỏ dầu Rumaila Q3/Q4 2023 Vật liệu CP.
• Hệ thống CP tạm thời đường ống bên ngoài mỏ dầu Majnoon.
• Dự án dầu đá phiến Gulong mỏ dầu Đại Khánh.
• Mỏ dầu Tarim (Tân Cương) Bozi{0}}Mỏ khí Dabei.
• Mỏ khí đá phiến Nam Tứ Xuyên của CNPC.

Đối với các mỏ dầu/khí trên bờ, bảo vệ ca-tốt yêu cầu thiết kế linh hoạt dựa trên đặc điểm đất, độ ăn mòn của môi trường và loại cơ sở:

• Cực dương hy sinh: Thích hợp cho các ứng dụng-quy mô nhỏ,{1}}bảo trì thấp.
• Dòng điện cưỡng bức: Lý tưởng cho-môi trường phức tạp/đường dài với khả năng kiểm soát cao.
• Bảo vệ kết hợp: Thường được tích hợp với lớp phủ 3PE và chất ức chế để bảo vệ nhiều{1}}hàng rào.
• Thông qua việc lựa chọn công nghệ phù hợp và giám sát thông minh (ví dụ: điều chỉnh điện thế từ xa), nguy cơ ăn mòn có thể giảm đáng kể, đảm bảo hoạt động an toàn tại hiện trường trong hơn 30 năm.