コーティング技術が地熱発電所の稼働を拡張

石油・ガス業界から学んだ教訓を活かし、地熱事業者は腐食やスケールを軽減するために内部コーティングを適用しています。

電力用の地熱エネルギーへの関心が高まるにつれて、石油・ガス業界で学んだ教訓はより重要かつ適切なものになっています。 地熱と石油・ガスの生産は多くの点で似ています。 どちらも、過酷な環境での掘削、既存の地下水を保護し、広範な配管と配管のネットワークを通して液体を効率的に移動させ、大量の生成水を処理する必要があります。

何十年もの間、石油とガスの生産活動は、腐食とスケールという水に関連した 2 つの大きな問題に悩まされてきました。 貯水池の水には通常、高濃度の溶解ミネラルと難溶性の塩が含まれています。 貯留層の流体が地面から汲み上げられると、温度、圧力、化学組成の変化によって溶解種の溶液平衡が変化し、溶解種が沈殿してスケールとして堆積します。 スケーリングは炭化水素生産のすべての段階 (上流、中流、下流) で発生します。 チェックせずに放置するとスケールが蓄積し、坑井の穿孔、ケーシング、パイプライン、ポンプ、バルブ、その他の機器の閉塞を引き起こします。

地熱発電所は同様の貯留水を処理するため、同様の規模拡大リスクの多くに直面しています。 地熱発電所の生産には通常、パイプラインや発電設備の腐食損傷やスケールの形成が伴い、システムの信頼性と効率の大幅な低下につながります。 [1]

地熱発電所のパフォーマンスを最適化するための新しいアプローチ

産業用途における腐食とスケールを制御および防止する方法は、過去 50 年にわたって進化してきました。[2] 経験的アプローチと「事後」処理 (スケールの化学的および/または機械的除去、およびスケールがひどく付着した/腐食した部分の交換を含む) は置き換えられています。 体系的な研究は、これらの問題を引き起こす複雑な現象を理解し、それらを防ぐ対策を特定することを目的としています。 他の部門、特に石油生産から得た知識は、地熱分野の緩和実践に大きく貢献します。

70 年以上にわたり、内部コーティングは炭化水素生産システムの流れを維持する上で重要な役割を果たしてきました。 NOV Tubscope の Tube-Kote 内部プラスチック コーティング (IPC) には、多くの油田環境で堆積物やスケールの蓄積を削減または排除した実績があります。 用途に適切な IPC を利用することで、オペレータは滑らかな表面、低い表面エネルギー、腐食防止、および資産寿命を延ばす改善された流動特性を提供するコーティングを確実に得ることができます。

過酷な実稼働環境で実証済みのソリューション

Tube-Kote IPC は、多くの高温で腐食性の高い石油生産現場の稼働寿命を延ばしてきました。 カナダの生産油井は、裸鋼と比較して IPC の有効性を評価するユニークな機会を提供しました。 在庫が不足していたため、オペレーターは井戸の下部セクションを 884 m (2,900 フィート) の IPC コーティングされたチューブで設計し、上部の 1,882 m (6,175 フィート) は裸の L-80 チューブで設計しました。

チューブストリングは、1 年間の使用後に圧力低下を示しました。これは、コーティングされていないチューブの接合部に穴が開いたことが原因であると考えられました。 その結果、チューブの紐全体が引っ張られて検査されました。 コーティングされていないチューブには油と固体の堆積物の層が含まれていましたが、IPC チューブにはほとんど堆積物がありませんでした (図 1)。

API Spec 5CT として知られる米国石油協会 (API) が設計した色分けシステムに従って実施されたパイプ壁の検査では、コーティングされていないチューブが 46% の青、緑、赤のバンドに分類されました。 これは、コーティングされていないチューブの残りの壁厚が、元の公称壁厚の 70% から 50% 未満であることを示しています。 残りのコーティングされていないチューブは黄色のバンドで示されており、これは残りの壁厚が 85% であることを意味します。 穴は弦の内側がコーティングされた部分の上のチューブの3番目の接合部で見つかりました。

内部コーティングされたチューブのすべての接合部は API 規格に従って検査され、少なくとも 85% の壁が残っている黄色のバンドとして分類されました。 その結果、元の被覆管はさらに 1,882 m (6,175 フィート) の被覆管とともに坑内に戻されました。 ダウンホールチューブの全長にわたって IPC を使用すると、追加の介入を必要とせずに資産寿命が 1 年以上延長されました。

図 1 – カナダの油井から引き抜かれたチューブの検査では、コーティングされていないパイプに無機および有機固形物の堆積が見られましたが、IPC コーティングされたパイプにはほとんど堆積物がありませんでした。

ノンコート L-80

TK-15XT コートL-80

このような結果は、IPC を使用した他の油田操業では一般的であり、地熱事業者は注目しています。 NOV は現在、米国の複数の事業者と協力して、IPC を使用して地熱発電所の運転寿命と生産パフォーマンスを延長する方法を調査しています。

NOV の IPC ソリューションの詳細については、https://www.nov.com/products/internal-tk-coatings をご覧ください。

[1] GV Tomarov、DV Kolesnikov、VN Semenov、VM Podverbny、および AA Shipkov、「地熱発電所機器の腐食とスケールの防止」、JSC「Geothem-EM」、Lefortovsky val。 ウル。 24、111250ロシア。

[2] N. Andritsos、P. Ungemach、および P. Koutsoukos、「地熱プラントにおけるスケール形成」、地熱エネルギーの直接利用に関する国際サマースクール、ユネスコ地球科学部の後援。 2002。https://www.researchgate.net/publication/248390587_SCALE_FORMATION_IN_GEOTHERMAL_PLANTS

出典: NOV チューブスコープ