Технология за катодна защита в нефтени и газови находища на сушата

Технологията за катодна защита също е от решаващо значение в приложенията на нефтени и газови полета на сушата, използвани предимно за предотвратяване на корозия на метални съоръжения от почвата, подземните води и транспортираните среди.

1. Вкопани тръбопроводи

• Поточни линии
• Преносни тръбопроводи
• Водо/газоинжекционни тръбопроводи

2. Резервоари за съхранение

• Външни и вътрешни дънни плочи на резервоари за съхранение на суров нефт
• Произведени резервоари за пречистване на вода

3. Съоръжения на кладенеца

• Външни стени на корпуса
• Устно оборудване

4. Станционно оборудване

• Подпорни конструкции,-контактиращи с почвата на дъното на сепараторите и топлообменниците
• Заземителни системи

1. Метод на жертвения анод

Сценарии за приложение:

• Тръбопроводи на къси{0}}разстояния или малки резервоари за съхранение.
• Отдалечени кладенци без стабилно захранване.

Общи анодни материали:

• Магнезиева сплав (Mg): Високо задвижващо напрежение, подходящо за почви с високо-съпротивление.
• Цинкова сплав (Zn): ниско задвижващо напрежение, подходящо за почви с ниско -съпротивление.

Методи за инсталиране:

• Тръбопроводи: жертвени аноди, монтирани от двете страни.
• Резервоари за съхранение: Аноди, подредени в решетка или пръстени, равномерно разпределени под дъното на резервоара.

2. Метод на впечатлен ток

Приложими сценарии:

• Преносни тръбопроводи или вкопани в станция тръбопроводи.
• Долни повърхности на долната плоча на голям резервоар за съхранение.

Ключови компоненти:

1) Спомагателни аноди:

• Високо{0}}силициев чугунен анод (HSCI): Киселинно{1}}устойчива съвместимост с почвата, 20-30 години експлоатационен живот.
• MMO анод: висока якост, лек, висок-номинален изходен ток, 25~40 години експлоатационен живот.

2) Трансформаторен токоизправител: Множество режими на работа (постоянен потенциал/ток/напрежение).

3) Анодни земни легла:

• Плитко вкопани в земята легла: проста конструкция, голям отпечатък.
• Дълбоко добре смлени легла: ниско съпротивление на заземяване, компактен отпечатък.

1. Защита на вкопани тръбопроводи

Жертвени аноди:

• Аноди от магнезиева сплав за пустини/райони с-високо съпротивление (напр. петролно поле в Синдзян).
• Аноди от цинкова сплав за влажни глинести среди (напр. газово находище в Съчуан).

Впечатлен ток:

• Разпределени земни легла + интелигентни токоизправители (напр. Запад-Източен газопровод).
• CIPS (Close Interval Potential Survey) за периодични проверки на ефективността на защитата.

2. Защита на резервоара

Външна плоча на дъното на резервоара:

• Жертвен анод: Mg/Zn аноди в решетка/пръстен за равномерно разпределение на тока.
• Впечатлен ток: MMO мрежести аноди, гъвкави аноди (напр. 100 000 m³ резервоари за суров петрол).

Вътрешна защита:

• Резервоари за произведена вода: Окачени аноди от Al сплав (напр. Al-Zn-In) в резервоарни течности.

3. Защита на кладенеца

Външен вид на корпуса:

• Zn аноди, директно заварени към долните секции на корпуса (напр. кладенци за шистов газ).
• Клетките за заземяване на корпуса" за предотвратяване на смущения от блуждаещ ток.

Оборудване на кладенеца:

• Комбинирано покритие + Mg анодна защита.

4. Защита на гаровото оборудване

Основи на сепаратор/топлообменник:

• Mg анодни блокове, предварително-вградени в бетонни основи.

Заземителни системи:

• Заземителни електроди от стомана с покритие от Zn- или Zn аноди.

1. Среди с високо H₂S

Проблем:

• H₂S ускорява локализираната корозия (напр. сулфидно напукване).

Решение:

• Увеличете защитния потенциал до -0,85~-0,95V (срещу CSE).
• Използвайте устойчиви на сяра{0}}анодни материали (напр. специализирани Al сплави).

2. Смущения от блуждаещ ток

източници:

• Съседни високоволтови-преноси, електрифицирани железопътни линии, други CP системи.

Решение:

• Изследвания на блуждаещи токове за идентифициране на зони/източници на смущения.
• Инсталирайте текущи дренажни корита.

3. Зона на замръзнала почва Корозия

Проблем:

• Циклите на замръзване-размразяване на почвата причиняват разлепване на покритието и сезонни промени в съпротивлението.

Решение:

• Дълбоко анодно заземяване.
• Аноди, съвместими с ниски-температури (напр. Mg с висока-чистота).

4. Микробна корозия (MIC)

Проблем:

• Пролиферация на сулфат{0}}редуциращи бактерии (SRB) в анаеробни почви.

Решение:

• Комбинирани биоциди + катодна защита.
• Поддържайте потенциали под -0,95 V (инхибира активността на SRB).

1. Потенциален мониторинг:

• Преносими CSE референтни електроди: Редовни измервания на потенциала на тръбопровод/резервоар.
• Поляризационни сонди + интелигентни тестови станции: Мониторинг на-защита в реално време/мониторинг на блуждаещ ток.

2. Интелигентно наблюдение:

• Дистанционно предаване на данни чрез токоизправител чрез кабелни/безжични/оптични/мобилни мрежи.
• Инспекции с дрон за тестови станции (приложимо за преносни тръбопроводи).

3. Цикли на поддръжка:

• Остатъчната маса на жертвения анод се проверява на всеки 5 години.
• Впечатлени настоящи системи: Токоизправители/съпротивление на заземения слой се проверяват на всеки-полугодини.

1. Международен:

• ISO 15589-1: Петролна, нефтохимическа и природен газ промишленост - Катодна защита на тръбопроводни системи - Част 1: Наземни тръбопроводи.
• NACE SP0169-2024: Контрол на външната корозия на подземни или потопени метални тръбопроводни системи.

2. Вътрешен (Китай):

• GB/T 21448-2017: Технически стандарт за катодна защита за вкопани стоманени тръбопроводи.
• SY/T 5919-2009: Кодекс за техническо управление за катодна защита на вкопани стоманени тръбопроводи.

• Централно съоръжение за преработка на суров нефт и газ в Ирак, блок 9.
• ОСНОВЕН ОБХВАТ на петролно поле в Румайла Q3/Q4 2023 CP материали.
• Външен тръбопровод Majnoon Oilfield Temporary CP System.
• Проект за шистов нефт Daqing Oilfield Gulong.
• Петролно поле Тарим (Синдзян) Газово находище Бози-Дабей.
• CNPC находище на шистов газ Южен Съчуан.

За нефтени/газови находища на сушата, катодната защита изисква гъвкави конструкции, базирани на характеристиките на почвата, корозивността на средата и видовете съоръжения:

• Жертвени аноди: Подходящи за малки-мащабни приложения с ниска-поддръжка.
• Ток на импресия: Идеален за дълги{0}}разстояния/сложни среди с висока управляемост.
• Комбинирана защита: Обикновено интегрирана с 3PE покрития и инхибитори за много-бариерна защита.
• Чрез правилен избор на технология и интелигентно наблюдение (напр. дистанционна настройка на потенциала), рисковете от корозия могат да бъдат значително намалени, осигурявайки над 30 години безопасна работа на място.