Geoterminės technologijos išnaudoja šilumą iš išlydytos uolos arba magmos, esančios po Žemės pluta. Tai tai daro naudojant garą, gautą, kai vanduo supažindinamas su šiomis ypač karšta aplinka, kad pasuktų turbinas, kurios vėliau generuoja elektrą.
Yra du pagrindiniai geoterminių sistemų tipai. Hidroterminių sistemų atveju po pluta jau yra vanduo, iš kurio gaminamas garas. Priešingai, patobulintoms geoterminėms sistemoms reikia kruopščiai įpurškiančio vandens į karštų uolienų formavimąsi, kad būtų sukurtas garas, todėl galima generuoti geoterminę energiją net tada, kai nėra natūralaus vandens rezervuaro.
Kadangi magma, esanti po Žemės pluta, natūraliai pasireiškia, o geoterminės energijos nuėmimas neapima išlydytos uolienų šaltinio medžiagos pašalinimo, tai yra daugiau ar mažiau neišsemiamas energijos šaltinis. Be to, šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas, atsirandantis pasiekiant šį energijos šaltinį, yra nereikšmingi, palyginti su tie, kurie pagaminti iš kasybos naftos ir dujų. Atsižvelgiant į tai, geoterminės energijos rinkimas gali sukurti ypač ėdžios rūgštynių paslaugų (SS) aplinką. Tai gali padaryti didelę žalą šulinio ir šulinio galvutei, jau nekalbant apie aplinkinę aplinką, ypač jei naudojamos neteisingos medžiagos.
Šiame tinklaraštyje mes ištirsime įvairių rūšių medžiagas, naudojamas geoterminių technologijoms palaikyti, taip pat metodiką, skirtą medžiagai ar medžiagų deriniui parinkti jūsų nurodytai operacijai.
Medžiagų analizė: Geoterminės energijos gręžimas
Metalinės medžiagos
Minkšti ir žemi legiruoti metalai,Kaip ir mažai anglies plienai, geriausiai naudojami storose sienelėse ir aplinkoje, kurių pH yra didesnis nei 6 ir maža chlorido jonų koncentracija (mažesnė nei 2%). Jie gerai veikia, kai korozijos greitis yra vidutinio sunkumo ({1-10 mpy) ir yra tinkami kontroliuojamoms srauto sąlygoms (5-7 fps). Apsauginių dangų naudojimas yra naudingas siekiant užkirsti kelią korozijai išoriniams paviršiams.
Šie metalai nėra tinkami plonų sienelių sistemoms dėl didelės korozijos rizikos, įskaitant įtrūkimus ir duobių susidarymą. Aplinkoje, kurioje yra didelis chlorido kiekis, vandenilio sulfido ar žemo deguonies kiekis žymiai padidina vietinės ir vienodos korozijos riziką. Jie taip pat nerekomenduojami esant didelio srauto greičio sąlygoms arba plieno atveju, kai daugiau nei 1% nikelio, dėl padidėjusio korozijos rizikos ir su stresu susijusių problemų.
Nerūdijantis plienasSumažinkite vienodos korozijos tikimybę geoterminėje gręžimo aplinkoje. Jų atsparumas duobėms ir įtrūkimų korozijai priklauso nuo chromo ir molibdeno (MO) kiekio, ypač esant be deguonies. „AISI 300“ serijos nerūdijantys plienai gerai veikia geoterminius kondensates esant žemai temperatūrai ir be deguonies, neturinčiame deguonies, be deguonies, neturintys geoterminių skysčių. „AISI 400“ serijos, ypač 13% chromo, yra veiksminga turbinų ašmenims, siurbliams ir vožtuvų medžiagoms.
Nepaisant to, nerūdijantis plienas gali susidurti su keliais korozijos iššūkiais, įskaitant duobės koroziją, korozijos įtrūkimą ir sulaužymą dėl streso korozijos. Padidėjusi chlorido jonų koncentracija ir aukštesnė temperatūra gali sustiprinti šias problemas. Be to, austenitiniai nerūdijantys plienai yra linkę į streso koroziją, įtrūkusią aukštos temperatūros, chlorido turinčioje aplinkoje, o geležies nerūdijantys plienai paprastai yra tvirtesni. Korozija tarp dalelių pastebima tiek austenitiniuose, tiek geležies plienuose, ypač suvirinimo metu. Komponentams, esantiems aukštoje chlorido geoterminio skysčio aplinkoje, rekomenduojami specifiniai lydiniai, tokie kaip AISI 430 (feritas), kad būtų išvengta duobės korozijos.
Titano ir titano lydiniai„Excel“ oro aušinamuose ar alyvoje aušinamuose šilumokaičiuose, rodančiuose korozijos greitį, paprastai mažesnį 0. 3 MPY geoterminiuose skysčiuose. Jų korozijos greitis išlieka stabilus net padidėjus temperatūrai ar didesnėms chlorido (CL) jonų koncentracijoms. Titanas taip pat yra atsparus kavitacijai ir smūgio pažeidimui, o srauto greitis iki 30 FPS neturi įtakos jo bendram atsparumui korozijai. Titano lydiniai, tokie kaip ti-kodas -7, ti-code -12 ir ti-code -29, parodykite padidėjusį atsparumą vietinei korozijai, palyginti su grynu titanu, ypač aukštoje CL aplinkoje.
Duobės ir įtrūkimų korozijos titane gali atsirasti esant aukštai temperatūrai, o Cl jonų koncentracijai didesnė nei 10%. Titano katodinis pobūdis gali sukelti galvaninę koroziją, kai jie yra suporuoti su kitais metalais, ir jis yra linkęs į vandenilio sumušimą. Titano lydiniai rekomenduojami, kai Cl jonų koncentracija geoterminiame skystyje viršija 5000 ppm, o temperatūra viršija 100 ° C. Jie yra ypač veiksmingi sistemose, kuriose įsibrovė deguonis, kai dėl vietinės korozijos gali sugesti nerūdijančio plieno ir nikelio lydiniai. Idealūs titano lydinių pritaikymai yra šulinio galvutės vožtuvai, slėgio matuokliai, vamzdžiai ir prevencijos prevencijos priemonės. Esant labai atšiaurioms sąlygoms, tokioms kaip aukštos ištirpintos kietosios medžiagos, žemos pH ir aukštesnės nei 230 ° C temperatūros, vamzdžių transportavimui pirmenybė teikiama titano kodas 29, o aptarnavimo tarnavimo laikas viršija 15 metų ir be atnaujinimo išlaidų. Tai taip pat padeda išvengti šulinio prijungimo ir pažeidimų, ypač dėl geležies praturtinto silikato kaupimosi.
Nikelio lydiniai,Ypač NI-CR-MO lydiniai yra labai rekomenduojami naudoti su aukštos temperatūros geoterminiu skysčiais dėl jų tvirto atsparumo korozijai. Specifiniai lydiniai, tokie kaip „Inconel“ -625 ir Hastelloy C -256, parodykite išskirtinį stiprumą prieš koroziją. Kai kuriais atvejais pirmenybė teikiama panašiems lydiniams su geležies elementais, atsižvelgiant į jų mechanines savybes ir pranašesnį stiprumą, palyginti su nerūdijančiu plienu.
Kai kuriems nikelio lydiniams gali trūkti atsparumo streso sieros įtrūkimams ar vandenilio sumušimui, ypač esant vandenilio sulfidui. Visų pirma Ni-Cu lydiniai nėra tinkami naudoti net aplinkoje, kurioje yra žemas vandenilio sulfido kiekis. Dėl šio apribojimo reikia kruopščiai pasirinkti nikelio lydinius, atsižvelgiant į specifines aplinkos sąlygas ir norimas savybes.
Vario pagrindu pagaminti lydiniaiNaudojami dideliame sieros kiekyje esant nustatymams dėl jautrumo korozijai. Yra žinoma, kad vario lydiniai susidaro įtrūkimai, kai veikiami amoniako ar panašių medžiagų. Kai amoniako ir amonio lygis yra žemas, vario lydinio paviršių įtrūkimų dažnis sumažėja. Vario-Zinko lydiniuose padidėja skilimo rizika, esant didesniam cinko kiekiui.
Kitos į metalą panašios medžiagos, kaip ir aliuminio lydiniai, dėl jų jautrumo korozijai yra ribotos panaudojimo geoterminės energijos derliaus nuėmimo. Tačiau kobalto lydiniai išsiskiria jų naudojimu tose vietose, kuriose reikia didelio patvarumo, ypač dėl dilimo stiprumo ir atsparumo streso sieros įtrūkimams. Šie lydiniai taip pat yra naudojami naudoti dalyse, kuriose rizikuoja cirkonis ir tantalum rūgštėja.
Nemetalinės medžiagos
Šios medžiagos, tokios kaip betono ir polimerų kompozicijos bei elastomerai, vis dažniau naudojamos geoterminiuose laukuose ir gręžimo operacijose. Jie dažnai demonstruoja didesnį atsparumą korozijai, palyginti su metalais ir lydiniais. Be to, jie siūlo finansinę naudą, įskaitant mažesnes pradines investavimo sąnaudas ir išplėstines veiklos ir priežiūros laikotarpius, todėl jie yra ekonomiški per ilgą laiką.
Nepaisant šių pranašumų, nemetalinės medžiagos nėra tinkamos naudoti šilumos perdavimo įrangoje. Jų savybės ir funkcionalumas tokiose programose gali neatitikti reikiamų standartų, ribojančių jų naudojimą kitose geoterminėse operacijose.
Medžiagų atrankos filosofija
Nusprendžiant, ar medžiagos yra tinkamos tikslams (FFP) jūsų geoterminės energijos operacijai, pirmiausia svarbu rinkti informaciją apie atitinkamus korozijos iššūkius. Tai apims šulinio ir dujotiekio duomenų peržiūrą ir standartinės korozijos mažinimo praktikos nustatymą.
Gavę informacijos apie šulinio\/srauto sąlygas, galėsite sukurti trumpąjį išbandytą medžiagų sąrašą. Norėdami atlikti FFP tyrimus, turėsite imituoti korozijos parametrus, tokius kaip pH, rūgštinės dujos, temperatūra ir pan., Blogiausiomis įmanomomis sąlygomis. FFP bandymai turėtų būti atliekami atsižvelgiant į tai tiek srautui, tiek uždaryti tokiomis sąlygomis.
FFP testai SS turi apimti bendrą koroziją, sulfido įtempių įtrūkimą (jei H₂s egzistuoja) ir streso korozijos krekingumą esant specifinėms srauto\/šulinio sąlygoms. Jei deguonies užteršimas laikomas rizika, taip pat reikia atlikti SS lokalizuotos korozijos, tokios kaip plyšių korozija, bandymas. Be to, jei smėlis laikomas srautu, gali prireikti ir erozijos korozijos tyrimų.
Baigę šį bandymą, turėtumėte turėti informaciją, kurios jums reikia norint įvertinti, ar viena ar daugiau jūsų atrinktų medžiagų yra tinkama. Jei nė vienas kandidatas nėra laikomas tinkamu, naudokite savo išvadas kurdami naują trumpąjį sąrašą ir pakartokite FFP testavimo procesą.
Geoterminis gręžimas ir OCTG
Atšiaurioms geoterminių laukų sąlygoms reikalaujama medžiagų, kurios gali atlaikyti ekstremalią temperatūrą, ėsdinančius skysčius ir skirtingą slėgio lygį. Ši nepastovi aplinka yra analogiška tiems, kuriuose naftos ir dujų pramonė veikia kasdien, todėl OCTG ir linijinė pypkė yra tinkami padėti nuimti geoterminę energiją. Tai ypač pasakytina apie OCTG SS aplinkoje, kur šių produktų atsparumas korozijai ir gebėjimui atlaikyti aukštą slėgį ir palaikyti vientisumą esant aukštesnei temperatūrai, tapo neįkainojama.
Kaip mes tyrėme, tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas, titano lydiniai, nikelio lydiniai ir net nemetalinės alternatyvos turi vaidmenį palaikant geoterminius gręžimo projektus, tiksliai pasirinkus medžiagą, kurią valdo operacijos ir aplinkos savybės. Atidus šių medžiagų pasirinkimas ir integracija ne tik padidina geoterminių operacijų efektyvumą ir ilgaamžiškumą, bet ir atveria kelią tvaresnei ir patikimesnei energijos gamybai, suderinant su pramonės žingsniu į švaresnius, atsinaujinančias energijos šaltinius.
Kai geoterminė energija įgauna pasaulinį svarbą, viboriškai strategiškai pasukama 2024 m. Iki šio švaraus šaltinio pionierių mokslinių tyrimų ir plėtros. Mūsų komanda priėmė techninius iššūkius, įveikdama griežtas kliūtis, kad pasiektų proveržio naujoves. Dabar aprūpinti pažangiausius sprendimus, kviečiame partnerius į priekį orientuoti partnerius bendradarbiauti. Prisijunkite prie „Vigor“ geoterminės revoliucijos-kontakto mūsų ekspertai, kad būtų pritaikytos paramos ir aukščiausios kokybės technologijos.
Norėdami gauti daugiau informacijos, galite parašyti į mūsų pašto dėžutęinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
