Innovati̇ve Method of Corrosi̇on Protecti̇on to İncrease the Servi̇ce Li̇fe of Equi̇pment İn Oi̇l and Gas Gatheri̇ng

Sintesi Tecnica: Metodi Innovativi di Protezione dalla Corrosione per Aumentare la Vita Utile delle Attrezzature nel Raccolta di Petrolio e Gas

Problematica
L'industria petrolifera e del gas affronta sfide significative riguardanti il cedimento prematuro delle attrezzature sotterranee e di superficie, tra cui tubi corrugati, aste di pompaggio, rivestimenti (tubing) e linee di raccolta. Nonostante la resistenza meccanica e il basso costo delle attrezzature a base di acciaio, questi asset sono altamente suscettibili alla corrosione causata da componenti aggressivi nei fluidi prodotti, precipitazione di sali, paraffina e composti di asfaltene e resina. Questa suscettibilità porta a una riduzione della vita utile, frequenti riparazioni sotterranee e di superficie e un aumento dei costi operativi durante l'intero ciclo di vita dello sviluppo dei giacimenti di petrolio e gas. Il documento affronta la necessità di metodi innovativi per estendere la durata di vita dei sistemi di raccolta e trasporto, mantenendo al contempo gli standard di qualità per i consumatori.

Metodologia
La ricerca impiega un approccio multifasettico che combina analisi statistica, sviluppo chimico e ingegneria dei materiali:

1. Analisi Statistica: È stato proposto un metodo statistico per determinare la dipendenza delle prestazioni dei sistemi di raccolta dei pozzi e delle condotte dai fattori meccanici, fisici e chimici.
2. Inibizione Chimica: È stato sviluppato un nuovo inibitore di corrosione ad azione complessa basato sui naftenati (sali ed esteri dell'acido naftenico). Questo inibitore è multifunzionale, termostabile e battericida. È progettato per creare una "cortina protettiva" sulle superfici metalliche, impedendo l'interazione dei componenti aggressivi con il metallo. Lo studio ha utilizzato materie prime locali per la sua produzione.
3. Isolamento Superficiale: È stata sviluppata una tecnologia per l'isolamento delle superfici esterne dei tubi metallici utilizzando rivestimenti realizzati con materiali compositi in basaltoplastica e fibra di vetro, resistenti alla corrosione, all'impatto e all'abrasione. Ciò include protocolli specifici per giunti filettati, bulloni delle flange e aree di saldatura (lasciando 4–5 cm non isolati per la saldatura, per poi ri-isolare).
4. Fabbricazione di Materiali Compositi: Gli autori hanno sviluppato tecnologie per la produzione di tubi, aste per pompe-compressori e rivestimenti in pura basaltoplastica e fibra di vetro. Questi vengono prodotti tramite un processo di avvolgimento in cui la densità della fibra, il numero di spire e il volume della resina sono regolati in base agli stress meccanici e chimici previsti. Il processo di fabbricazione include un ciclo di essiccazione in 7 fasi in forni speciali per 24 ore, con temperature che variano da 60°C a 150°C.
5. Modellazione Economica: È stata eseguita un'analisi dell'efficienza economica completa utilizzando formule che confrontano i costi ridotti (costi operativi più coefficienti di investimento di capitale normativi) delle tradizionali attrezzature in acciaio rispetto alle nuove alternative trattate con inibitore e ai compositi.

Contributi Chiave e Risultati

• Prestazioni dell'Inibitore di Corrosione: Il l'inibitore a base di naftenati sviluppato protegge efficacemente le superfici interne dei tubi nei pozzi, nelle linee pompa-compressore e nei collettori di scarico. Sono stati stabiliti i parametri fisico-chimici, mostrando che l'inibitore è un liquido da marrone scuro a giallo con una densità di 0,8500–0,9010 g/cm³ e una temperatura di accensione di 107°C. I dati grafici indicano una significativa riduzione dei tassi di guasto nei set di aste in pozzi altamente corrosivi dopo l'applicazione dell'inibitore.
• Proprietà dei Materiali Compositi: I materiali in basaltoplastica e fibra di vetro hanno dimostrato una resistenza superiore in ambienti severi contenenti idrogeno solforato, anidride carbonica e ossigeno. Rispetto all'acciaio al carbonio, all'acciaio inossidabile e all'alluminio, questi compositi offrono:
  • Riduzione del Peso: Fino a 4 volte più leggeri dell'acciaio.
  • Resistenza alla Corrosione: Immunità totale alla corrosione.
  • Caratteristiche Superficiali: Le superfici lisce impediscono la sedimentazione di sali, paraffina e composti di asfaltene e resina.
  • Stabilità Termica: I materiali mantengono la resistenza fino a temperature di +100°C.
  • Resistenza Meccanica: Resistenza alla trazione di 6900 kg/cm², superando quella dell'acciaio al carbonio (4600 kg/cm²).
• Efficacia dell'Isolamento: L'applicazione di rivestimenti in basaltoplastica e fibra di vetro sui fondi di serbatoio e sui serbatoi ha aumentato la vita utile di questi contenitori di 2–3 volte.
• Efficienza Economica:
  • Costi di Capitale: Il costo iniziale per 1 km di tubo plastico è di $75.000 rispetto ai $50.000 dell'acciaio. Tuttavia, il costo totale a 20 anni per i tubi in acciaio (inclusi manutenzione e sostituzione) è stimato tra $250.000 e$275.000, mentre i tubi plastici rimangono a circa $75.000 grazie all'eliminazione delle riparazioni legate alla corrosione.
  • Risparmio dell'Inibitore: L'applicazione dell'inibitore di corrosione dovrebbe generare un effetto economico di 10.000 manat per pozzo all'anno.
  • Impatto Complessivo: L'uso di queste tecnologie porta a una drastica diminuzione del numero di riparazioni e a un aumento della durata dei periodi di revisione, riducendo significativamente il costo complessivo della produzione di petrolio e gas.

Significatività e Rivendicazioni
Il documento afferma che l'integrazione di questi metodi innovativi — specificamente l'inibitore a base di naftenati, l'isolamento esterno in basaltoplastica/fibra di vetro e l'uso di tubi e aste in puro composito — fornisce una soluzione scientificamente e tecnicamente avanzata per il settore petrolifero e del gas. Gli autori sostengono che questi metodi corrispondono ai nuovi requisiti di qualità per i consumatori e offrono una via percorribile per:

1. Aumentare la vita utile delle attrezzature nei sistemi di raccolta dei pozzi e nelle condotte di trasporto.
2. Ridurre la frequenza delle riparazioni sotterranee e di superficie.
3. Abbassare il costo complessivo della produzione di petrolio e gas.
4. Fornire una dipendenza statisticamente fondata delle prestazioni del sistema dai fattori ambientali.

La ricerca conclude che queste tecnologie sono pronte per l'applicazione in ambienti petroliferi altamente aggressivi, offrendo un'alternativa conveniente rispetto alle tradizionali infrastrutture in acciaio mitigando le cause primarie di guasto delle attrezzature: la corrosione e la degradazione chimica.