Kathodische Schutztechnologie in Onshore-Öl- und Gasfeldern

Die kathodische Schutztechnologie ist auch bei Onshore-Öl- und Gasfeldanwendungen von entscheidender Bedeutung und wird hauptsächlich zur Verhinderung der Korrosion von Metallanlagen durch Boden, Grundwasser und transportierte Medien eingesetzt.

1. Vergrabene Pipelines

• Flusslinien
• Übertragungsleitungen
• Wasser-/Gas-Injektionsleitungen

2. Lagertanks

• Äußere und innere Bodenplatten von Rohöllagertanks
• Hergestellte Wasseraufbereitungstanks

3. Bohrlochanlagen

• Gehäuseaußenwände
• Bohrlochkopfausrüstung

4. Stationsausrüstung

• Boden-berührende Stützstrukturen am Boden von Separatoren und Wärmetauschern
• Erdungssysteme

1. Opferanodenmethode

Anwendungsszenarien:

• Kurzstrecken-Pipelines oder kleine Lagertanks.
• Entlegene Bohrstandorte ohne stabile Stromversorgung.

Gängige Anodenmaterialien:

• Magnesiumlegierung (Mg): Hohe Antriebsspannung, geeignet für Böden mit hohem -Widerstand.
• Zinklegierung (Zn): Niedrige Antriebsspannung, geeignet für Böden mit niedrigem spezifischen Widerstand.

Installationsmethoden:

• Rohrleitungen: Auf beiden Seiten installierte Opferanoden.
• Lagertanks: Anoden in Gitter- oder Ringmustern angeordnet, gleichmäßig unter den Tankböden verteilt.

2. Beeindruckte aktuelle Methode

Anwendbare Szenarien:

• Übertragungsleitungen oder erdverlegte Stationsleitungen.
• Große Unterseite der Lagertank-Bodenplatte.

Schlüsselkomponenten:

1)Hilfsanoden:

• Gusseisenanode mit hohem-Siliziumgehalt (HSCI): Säurebeständige-Bodenverträglichkeit, 20–30 Jahre Lebensdauer.
• MMO-Anode: Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, hoher -Nennausgangsstrom, 25–40 Jahre Lebensdauer.

2)Transformator-Gleichrichter: Mehrere Betriebsarten (konstantes Potenzial/Strom/Spannung).

3) Anoden-Erdungsbetten:

• Flache Erdbetten: Einfache Konstruktion, große Stellfläche.
• Tief geerdete Betten: Geringer Erdungswiderstand, kompakte Stellfläche.

1. Schutz vergrabener Pipelines

Opferanoden:

• Anoden aus Mg-Legierung für Wüsten/Gebiete mit hohem{0}}Widerstand (z. B. Xinjiang-Ölfeld).
• Anoden aus Zn-Legierung für feuchte Tonumgebungen (z. B. Sichuan-Gasfeld).

Eingeprägter Strom:

• Verteilte Erdbetten + intelligente Gleichrichter (z. B. West-Ost-Gaspipeline).
• CIPS (Close Interval Potential Survey) für regelmäßige Überprüfungen der Schutzwirksamkeit.

2. Tankschutz

Tankbodenplatte außen:

• Opferanode: Mg/Zn-Anoden in Gitter-/Ringanordnung für gleichmäßige Stromverteilung.
• Eingeprägter Strom: MMO-Netzanoden, flexible Anoden (z. B. 100.000 m³ Rohöltanks).

Innenschutz:

• Hergestellte Wassertanks: Schwebende Anoden aus Al-Legierung (z. B. Al-Zn-In) in Tankflüssigkeiten.

3. Bohrlochschutz

Gehäuse außen:

• Zn-Anoden, die direkt an die unteren Abschnitte des Gehäuses geschweißt sind (z. B. Schiefergasbohrungen).
• „Gehäuseerdungszellen“ zur Vermeidung von Streustromstörungen.

Bohrlochausrüstung:

• Kombinierte Beschichtung + Mg-Anodenschutz.

4. Schutz der Stationsausrüstung

Abscheider-/Wärmetauscherfundamente:

• Mg-Anodenblöcke vor-in Betonfundamente eingebettet.

Erdungssysteme:

• Zn-beschichtete Stahl- oder Zn-Anoden-Erdungselektroden.

1. Umgebungen mit hohem H₂S-Gehalt

Ausgabe:

• H₂S beschleunigt lokale Korrosion (z. B. Sulfidspannungsrisse).

Lösung:

• Erhöhen Sie das Schutzpotenzial auf -0,85 bis -0,95 V (im Vergleich zu CSE).
• Verwenden Sie schwefelbeständige Anodenmaterialien (z. B. spezielle Al-Legierungen).

2. Streustromstörungen

Quellen:

• Angrenzende Hochspannungsübertragung, elektrifizierte Eisenbahnen, andere CP-Systeme.

Lösung:

• Streustromuntersuchungen zur Identifizierung von Störzonen/-quellen.
• Installieren Sie aktuelle Entwässerungsbetten.

3. Korrosion im gefrorenen Bodenbereich

Ausgabe:

• Gefrier--Tauzyklen des Bodens führen zur Ablösung der Beschichtung und zu saisonalen Widerstandsänderungen.

Lösung:

• Tiefe Anoden-Erdungsbetten.
• Niedrig{0}temperaturkompatible Anoden (z. B. hoch-reines Mg).

4. Mikrobielle Korrosion (MIC)

Ausgabe:

• Vermehrung sulfatreduzierender Bakterien (SRB) in anaeroben Böden.

Lösung:

• Kombinierte Biozide + kathodischer Schutz.
• Halten Sie Potenziale unter -0,95 V aufrecht (hemmt die SRB-Aktivität).

1. Potenzialüberwachung:

• Tragbare CSE-Referenzelektroden: Regelmäßige Messungen des Pipeline-/Tankpotentials.
• Polarisationssonden + intelligente Prüfstationen: Echtzeit-Schutzpotential-/Streustromüberwachung.

2. Intelligente Überwachung:

• Fernübertragung von Gleichrichterdaten über kabelgebundene/drahtlose/Glasfaser-/mobile Netzwerke.
• Drohneninspektionen für Teststationen (anwendbar für Übertragungsleitungen).

3. Wartungszyklen:

• Restmasse der Opferanode alle 5 Jahre überprüft.
• Beeindruckte aktuelle Systeme: Gleichrichter/Erdbettwiderstand werden halbjährlich überprüft.

1. International:

• ISO 15589-1: Erdöl-, Petrochemie- und Erdgasindustrie - Kathodischer Schutz von Pipelinesystemen - Teil 1: Landpipelines.
• NACE SP0169-2024: Kontrolle der äußeren Korrosion an unterirdischen oder untergetauchten metallischen Rohrleitungssystemen.

2. Inland (China):

• GB/T 21448-2017: Technischer Standard für kathodischen Schutz für erdverlegte Stahlrohrleitungen.
• SY/T 5919-2009: Technischer Verwaltungskodex für den kathodischen Schutz erdverlegter Stahlrohrleitungen.

• Irak Block 9 Zentrale Rohöl- und Gasverarbeitungsanlage.
• Rumaila Oilfield BASE SCOPE Q3/Q4 2023 CP-Materialien.
• Temporäres CP-System für die externe Pipeline des Majnoon-Ölfelds.
• Daqing Oilfield Gulong Shale Oil Project.
• Tarim-Ölfeld (Xinjiang) Bozi-Dabei-Gasfeld.
• CNPC Südliches Sichuan-Schiefergasfeld.

Für Onshore-Öl-/Gasfelder erfordert der kathodische Schutz flexible Designs basierend auf Bodeneigenschaften, Medienkorrosivität und Anlagentypen:

• Opferanoden: Geeignet für kleine -Anwendungen mit geringem{1}}Wartungsbedarf.
• Beeinflusster Strom: Ideal für große Entfernungen/komplexe Umgebungen mit hoher Kontrollierbarkeit.
• Kombinierter Schutz: Typischerweise integriert mit 3PE-Beschichtungen und Inhibitoren für Schutz mit mehreren Barrieren.
• Durch die richtige Technologieauswahl und intelligente Überwachung (z. B. Potenzialanpassung aus der Ferne) können Korrosionsrisiken erheblich reduziert werden, wodurch ein sicherer Feldbetrieb von über 30 Jahren gewährleistet wird.