코팅 기술로 지열발전소 운영 연장

석유 및 가스 산업에서 배운 교훈을 바탕으로 지열 운영자는 부식 및 스케일링을 완화하기 위해 내부 코팅을 적용하고 있습니다.

전력용 지열 에너지에 대한 관심이 높아지면서 석유 및 가스 산업에서 얻은 교훈이 더욱 중요해지고 관련성이 높아지고 있습니다. 지열과 석유 및 가스 생산은 여러 면에서 유사합니다. 두 가지 모두 혹독한 환경에서의 시추, 기존 지하수 보호, 광범위한 튜브 및 배관 네트워크를 통해 액체를 효율적으로 이동시키고 대량의 생산된 물을 처리해야 합니다.

수십 년 동안 석유 및 가스 생산 작업은 부식과 스케일링이라는 두 가지 주요 물 관련 문제로 어려움을 겪었습니다. 저수지 물에는 일반적으로 고농도의 용해된 미네랄과 난용성 염이 포함되어 있습니다. 저수지 유체가 땅에서 펌핑됨에 따라 온도, 압력 및 화학적 조성의 변화로 인해 용해된 종의 용액 평형이 이동하여 스케일로 침전 및 퇴적됩니다. 스케일링은 탄화수소 생산의 모든 단계(업, 미드, 다운스트림)에서 발생합니다. 점검하지 않은 채 방치하면 스케일이 쌓여 유정 천공, 케이싱, 파이프라인, 펌프, 밸브 및 기타 장비가 막히게 됩니다.

유사한 저수지 물을 처리하기 때문에 지열 사업은 동일한 규모 확장 위험에 직면하게 됩니다. 지열 발전소 생산에는 일반적으로 파이프라인과 전력 장비의 부식 손상과 스케일 형성이 수반되어 시스템 신뢰성과 효율성이 크게 저하됩니다. [1]

지열 발전소 성능 최적화를 위한 새로운 접근 방식

산업 응용 분야에서 부식 및 스케일링을 제어하고 방지하는 방법은 지난 50년 동안 발전해 왔습니다.[2] 경험적 접근법과 "사후" 처리(스케일의 화학적 및/또는 기계적 제거 및 스케일이 심하거나 부식된 부분의 교체 포함)가 대체되고 있습니다. 체계적인 연구는 이러한 문제를 일으키는 복잡한 현상을 이해하고 이를 방지하기 위한 방법을 찾는 것을 목표로 합니다. 다른 부문, 특히 석유 생산에서 얻은 지식은 지열의 완화 관행에 크게 기여합니다.

70년 넘게 내부 코팅은 탄화수소 생산 시스템의 흐름을 유지하는 데 중요한 역할을 해왔습니다. NOV Tubscope의 Tube-Kote 내부 플라스틱 코팅(IPC)은 많은 유전 환경에서 퇴적물과 스케일 축적을 줄이거나 제거하는 입증된 기록을 가지고 있습니다. 해당 응용 분야에 적합한 IPC를 활용함으로써 작업자는 매끄러운 표면, 낮은 표면 에너지, 부식 방지 및 향상된 흐름 특성을 제공하여 자산 수명을 연장하는 코팅을 보장받을 수 있습니다.

극한의 생산 환경에서 검증된 솔루션

Tube-Kote IPC는 많은 고온 부식성 오일 생산 현장의 작동 수명을 연장했습니다. 캐나다의 한 유정은 순수 강철과 비교하여 IPC의 효율성을 평가할 수 있는 독특한 기회를 제공했습니다. 재고 부족으로 인해 운영자는 884m(2,900ft)의 IPC 코팅 튜브로 유정의 하단 부분을 설계하고 맨 위 L-80 튜브를 사용하여 상단 1,882m(6,175ft)를 설계했습니다.

튜빙 스트링은 사용 1년 후 압력 손실을 보였으며 이는 코팅되지 않은 튜빙 연결부의 구멍으로 인해 발생했습니다. 그 결과 전체 튜브 스트링을 당겨서 검사했습니다. 코팅되지 않은 튜빙에는 오일과 고형 침전물 층이 포함되어 있는 반면, IPC 튜빙에는 침전물이 거의 없었습니다(그림 1).

API Spec 5CT로 알려진 API(American Petroleum Institute)에서 설계한 색상 구분 시스템에 따라 파이프 벽을 검사한 결과 코팅되지 않은 튜브는 46% 파란색, 녹색 및 빨간색 밴드로 분류되었습니다. 이는 코팅되지 않은 튜브의 남은 벽 두께가 원래 공칭 벽 두께의 70%에서 50% 미만임을 나타냅니다. 코팅되지 않은 나머지 튜브는 노란색 띠로 지정되었으며 이는 남은 벽 두께가 85%임을 의미합니다. 구멍은 끈의 내부 코팅 부분 위의 세 번째 튜브 연결부에서 발견되었습니다.