تكنولوجيا الحماية الكاثودية في حقول النفط والغاز البرية

تعد تقنية الحماية الكاثودية أيضًا أمرًا بالغ الأهمية في تطبيقات حقول النفط والغاز البرية، وتستخدم في المقام الأول لمنع تآكل المنشآت المعدنية بواسطة التربة والمياه الجوفية والوسائط المنقولة.

1. خطوط الأنابيب المدفونة

• خطوط التدفق
• خطوط أنابيب النقل
• خطوط أنابيب حقن المياه/الغاز

2. صهاريج التخزين

• الألواح السفلية الخارجية والداخلية لصهاريج تخزين النفط الخام
• خزانات معالجة المياه المنتجة

3. مرافق موقع البئر

• غلاف الجدران الخارجية
• معدات رأس البئر

4. معدات المحطة

• التربة-تلامس الهياكل الداعمة أسفل الفواصل والمبادلات الحرارية
• أنظمة التأريض

1. طريقة الأنود المضحي

سيناريوهات التطبيق:

• خطوط أنابيب ذات مسافات قصيرة- أو صهاريج تخزين صغيرة.
• مواقع الآبار النائية دون مصدر طاقة مستقر.

مواد الأنود المشتركة:

• سبيكة المغنيسيوم (Mg): جهد تشغيل عالي، مناسب للتربة ذات المقاومة العالية-.
• سبيكة الزنك (Zn): جهد تشغيل منخفض، ومناسب للتربة ذات المقاومة المنخفضة-.

طرق التثبيت:

• خطوط الأنابيب: الأنودات المضحية المثبتة على كلا الجانبين.
• صهاريج التخزين: الأنودات مرتبة في أنماط شبكية أو حلقية، وموزعة بالتساوي أسفل قيعان الخزانات.

2. الطريقة الحالية المؤثرة

السيناريوهات القابلة للتطبيق:

• خطوط أنابيب النقل أو خطوط الأنابيب المدفونة في المحطات.
• أسطح سفلية كبيرة لخزان التخزين.

المكونات الرئيسية:

1) الأنودات المساعدة:

• أنود حديد الزهر عالي-السيليكون (HSCI): متوافق مع التربة المقاومة للأحماض، وعمر خدمة يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا.
• أنود MMO: تيار خرج عالي القوة، وخفيف الوزن، و-عالي الجودة، وعمر خدمة يتراوح بين 25 إلى 40 عامًا.

2) مقوم المحولات: أوضاع تشغيل متعددة (جهد ثابت/تيار/جهد).

3) أسرة الأنود الأرضية:

• أسرة أرضية مدفونة ضحلة: بناء بسيط، مساحة كبيرة.
• أسِرَّة أرضية عميقة للآبار: مقاومة منخفضة للتأريض، وبصمة مدمجة.

1. حماية خطوط الأنابيب المدفونة

الأنودات المضحية:

• أنودات من سبائك المغنيسيوم للصحاري/المناطق-عالية المقاومة (على سبيل المثال، حقل نفط شينجيانغ).
• أنودات سبائك الزنك للبيئات الطينية الرطبة (على سبيل المثال، حقل غاز سيتشوان).

التيار المؤثر:

• أسرة أرضية موزعة + مقومات ذكية (على سبيل المثال، خط أنابيب الغاز الغربي-الشرقي).
• CIPS (المسح المحتمل بفاصل زمني قريب) لإجراء فحوصات دورية لفعالية الحماية.

2. حماية الخزان

اللوحة السفلية للخزان الخارجي:

• الأنود المضحي: أنودات المغنيسيوم/الزنك في تخطيطات الشبكة/الحلقة لتوزيع تيار موحد.
• التيار المسلط: أنودات شبكية MMO، أنودات مرنة (على سبيل المثال، خزانات خام بسعة 100.000 متر مكعب).

الحماية الداخلية:

• خزانات المياه المنتجة: أنودات سبيكة Al المعلقة (على سبيل المثال، Al-Zn-In) في سوائل الخزان.

3. حماية موقع البئر

الغلاف الخارجي:

• أنودات الزنك ملحومة مباشرة بأجزاء الغلاف السفلية (مثل آبار الغاز الصخري).
• غلاف خلايا التأريض "لمنع تداخل التيار الشارد.

معدات رأس البئر:

• طلاء مشترك + حماية الأنود المغنيسيوم.

4. حماية معدات المحطة

أسس الفاصل/المبادل الحراري:

• كتل الأنود المغنيسيوم-مضمنة مسبقًا في الأساسات الخرسانية.

أنظمة التأريض:

• Zn-أقطاب التأريض المصنوعة من الفولاذ المطلي بالزنك أو الأنود Zn.

1. بيئات عالية H₂S

مشكلة:

• يعمل H₂S على تسريع التآكل الموضعي (على سبيل المثال، التكسير الناتج عن إجهاد الكبريتيد).

حل:

• زيادة إمكانية الحماية إلى -0.85~-0.95 فولت (مقابل CSE).
• استخدم مواد أنود مقاومة للكبريت- (على سبيل المثال، سبائك Al المتخصصة).

2. التدخل الحالي الضالة

مصادر:

• خطوط نقل الجهد العالي-المجاورة، والسكك الحديدية المكهربة، وأنظمة CP الأخرى.

حل:

• المسوحات الحالية الضالة لتحديد مناطق/مصادر التداخل.
• تثبيت أسرة الصرف الحالية.

3. تآكل منطقة التربة المتجمدة

مشكلة:

• تتسبب دورات ذوبان تجميد التربة- في تفكك الطلاء وتغييرات المقاومة الموسمية.

حل:

• أسرة أرضية الأنود العميقة.
• أنودات متوافقة مع درجات الحرارة المنخفضة-(على سبيل المثال،-مغنيسيوم عالي النقاء).

4. التآكل الميكروبي (MIC)

مشكلة:

• تعمل الكبريتات- على تقليل تكاثر البكتيريا (SRB) في التربة اللاهوائية.

حل:

• المبيدات الحيوية مجتمعة + الحماية الكاثودية.
• الحفاظ على الإمكانات أقل من -0.95 فولت (يمنع نشاط SRB).

1. الرصد المحتمل:

• الأقطاب الكهربائية المرجعية CSE المحمولة: القياسات المحتملة لخطوط الأنابيب/الخزان العادية.
• مجسات الاستقطاب + محطات الاختبار الذكية:-إمكانية الحماية في الوقت الحقيقي/مراقبة التيار الشارد.

2. المراقبة الذكية:

• نقل بيانات المقوم عن بعد عبر الشبكات السلكية/اللاسلكية/الألياف/المتنقلة.
• عمليات التفتيش بالطائرات بدون طيار لمحطات الاختبار (تنطبق على خطوط أنابيب النقل).

3. دورات الصيانة:

• يتم فحص الكتلة المتبقية للأنود المضحي كل 5 سنوات.
• أنظمة التيار المسلط: يتم فحص المقومات/مقاومة الطبقة الأرضية بشكل نصف سنوي.

1. الدولية:

• ISO 15589-1: صناعات البترول والبتروكيماويات والغاز الطبيعي - الحماية الكاثودية لأنظمة خطوط الأنابيب - الجزء 1: خطوط الأنابيب البرية.
• NACE SP0169-2024: التحكم في التآكل الخارجي في أنظمة الأنابيب المعدنية تحت الأرض أو المغمورة.

2. المحلية (الصين):

• GB/T 21448-2017: المعيار الفني للحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب الفولاذية المدفونة.
• SY/T 5919-2009: كود الإدارة الفنية للحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب الفولاذية المدفونة.

• العراق المنطقة 9 مرفق المعالجة المركزية للنفط الخام والغاز.
• النطاق الأساسي لحقول نفط الرميلة Q3/Q4 2023 مواد CP.
• نظام CP المؤقت لخط الأنابيب الخارجي لحقل مجنون النفطي.
• مشروع داتشينغ للنفط الصخري في جولونج.
• حقل تاريم النفطي (شينجيانغ) بوزي-حقل دابي للغاز.
• حقل الغاز الصخري بجنوب سيتشوان التابع لشركة النفط الوطنية الصينية.

بالنسبة لحقول النفط/الغاز البرية، تتطلب الحماية الكاثودية تصميمات مرنة تعتمد على خصائص التربة وتآكل الوسائط وأنواع المنشآت:

• الأنودات المضحية: مناسبة لتطبيقات الصيانة الصغيرة-المنخفضة-.
• التيار المؤثر: مثالي لبيئات المسافات الطويلة/المعقدة-ذات القدرة العالية على التحكم.
• الحماية المجمعة: يتم دمجها عادةً مع طبقات ومثبطات 3PE لحماية الحواجز المتعددة-.
• من خلال اختيار التكنولوجيا المناسبة والمراقبة الذكية (على سبيل المثال، التعديل المحتمل عن بعد)، يمكن تقليل مخاطر التآكل بشكل كبير، مما يضمن أكثر من 30 عامًا من التشغيل الميداني الآمن.