Bitnozzlesize báo cáo in

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ ĐỒ ÁN MƠN HỌC CƠNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ BẢO VỆ ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU – KHÍ KHỎI BỊ ĂN MÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CATOD SVTH : Nguyễn Xuân Trực MSSV : 1513804 GVHD : ThS Trần Nguyễn Thiện Tâm TP.HCM, 2018 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án môn học, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Trần Nguyễn Thiện Tâm, giảng viên Bộ môn Khoan Khai Thác – Khoa Địa chất Dầu khí – Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh nói chung, thầy cô khoa Địa chất Dầu khí nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng để hoàn thành đề tài đồ án TP.Hồ Chí Minh, ngày 20, tháng 11, năm 2018 Sinh viên Nguyễn Xuân Trực MỤC LỤC PHẦN I – QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ Giới thiệu Vỉa mỏ dầu khí Giếng khoan phát triển khai thác 3.1 Thiết bị đầu giếng 3.1.1 Cây thông khai thác 3.1.2 Bộ đầu treo ống khai thác 10 3.1.3 Tổ hợp đầu ống chống 10 3.2 Thiết bị lòng giếng 10 3.2.1 Phễu định hướng 11 3.2.2 Thiết bị định vị 11 3.2.3 Ống đục lỗ 12 3.2.4 Van cắt 12 3.2.5 Packer 12 3.2.6 Thiết bị bù trừ giãn nở nhiệt 13 3.2.7 Van tuần hoàn 13 3.2.8 Van dập giếng 14 3.2.9 Van an toàn sâu 14 3.2.10 Mandrel 15 3.2.11 Van Gaslift 15 Thu gom xử lý dầu khí 16 4.1 Bình tách 16 4.1.1 Bình tách Test 16 4.1.2 Bình tách khai thác 16 4.2 Xử lý khí nén 18 4.2.1 Bộ trao đổi nhiệt 18 4.2.2 Máy sàn máy nghiềng 18 4.2.3 Máy nén 19 Vận chuyển dầu khí 20 Hệ thống an toàn điều khiển 21 PHẦN II – BẢO VỆ ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU – KHÍ KHỎI BỊ ĂN MÒN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CATOD 22 Cấu tạo đường ống dẫn dầu, khí 22 Sự ăn mòn 23 2.1 Giới thiệu 23 2.2 Ăn mịn gì? 23 2.3 Điều kiên ăn mòn 24 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn 25 2.4.1 Điều kiện bề mặt đường ống dẫn dầu 26 2.4.2 Ăn mòn chênh lệch nồng độ oxi đất 26 2.4.3 Ăn mòn vi sinh vật 27 2.4.4 Ống ống cũ 28 2.4.5 Ăn mòn khác loại đất 29 2.5 Phương pháp bảo vệ cathode 30 2.5.1 Một số biện pháp bảo vệ đường ống dẫn dầu 30 2.5.2 Biện pháp bảo vệ catod 31 Tính tốn bảo vệ đường ống dẫn dầu – khí khỏi bị ăn mịn bên ngồi 35 3.1 Trình tự tính tốn 35 3.2 Bài toán mẫu 37 3.2.1 Tính tốn tay 37 3.2.2 Tính tốn Exel 39 Tài liệu tham khảo 42 PHẦN I – QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU KHÍ Giới thiệu Khai thác dầu khí mơn khoa học ứng dụng, thuộc lĩnh vực thượng nguồn ngành cơng nghiệp dầu khí, có nhiệm vụ thu hồi dầu khímột cách an tồn với hiệu kinh tế tối đa từ mỏ dầu khí Khai thác dầu khí có 02 phần: Hệ thống thiết bị khai thác cơng nghệ áp dụng hệ thống thiết bị Hiện nay, ngành Dầu khí Việt Nam khai thác dầu khí từ mỏ đất liền mỏ khí Tiền Hải C từ năm 1981 (sau có thêm mỏ Đơng Quan D D14-STL) ngồi biển-thềm lục địa phía Nam hình thành cụm khai thác mỏ dầu Bạch Hổ - Rồng; Rạng Đơng; Sư Tử Đen-Sư Tử Vàng; mỏ khí Lan Tây-Lan Đỏ nhiều mỏ khác với nhiều cụm hệ thống thiết bị khác Một hệ thống khai thác dầu khí (cả đất liền ngồi biển) bao gồm: vỉa chứa, giếng khoan, đường ống thu gom, bình tách, máy bơm/máy nén, hệ thống lưu chứa, đường ống xuất bán sản phẩm dầu thô khí Giếng khai thác tiếp nhận dầu khí từ vỉa chứa sản phẩm thông qua phần mở vỉa, đồng thời đường ống dẫn dầukhí với nước (gọi chung chất lưu) lên bề mặt đất cung cấp chức điều chỉnh sản lượng khai thác chất lưu giếng Đường ống thu gom có nhiệm vụ tập hợp dòng sản phẩm từ giếng khai thác dẫn tới bình tách để tách riêng nước, khí dầu phục vụ cho xử lý đạt yêu cầu sản phẩm dầu khí thương mại Máy bơm, máy nén sử dụng để vận chuyển dầu khí tới điểm tiếp nhận thông qua hệ thống đường ống xuất bán Tính chất lưu biến dầu khí thay đổi theo nhiệt độ, áp suất suốt trình chảy từ vỉa vào giếng qua hàng loạt thiết bị thu gom, xử lý Hình 1.1 - Sơ đồ tổng thể hệ thống khai thác dầu khí Vỉa mỏ dầu khí Một vỉa dầu khí thường mộtlớp đất đá lịng đất có độ rỗng độ thấm, chứa dầu khí giới hạn lớp đá không thấmhoặc đới nước Như vậy, vỉa dầu khí đặc trưng hệ thống áp suất riêng Tập hợp hay nhiều vỉa dầu khí cấu trúc địa chất trở thành mỏ dầu khí Trên sở điều kiện áp suất nhiệt độ ban đầu (ngay sau phát hiện) biểu đồ biến đổi pha, tích tụ hydrocacbon phân chia thành loại vỉa dầu, khí ngưng tụ khí khơ Một vỉa dầu có áp suất lớn áp suất điểm bọt gọi bão hịa tiếp nhận thêm khí hòa tan điều kiện nhiệt độ cụ thể Vỉa dầu có có áp suất áp suất điểm bọtđược gọi dầu bão hịa khơng thể tiếp nhận thêm khí hịa tan vào dầu điều kiện nhiệt độ thích hợp Dịng chảy pha (lỏng) chiếm ưu vỉa dầu bão hòa Trong đó, dịng chảy pha (dầu khí) thường tồn vỉa dầu bão hòa Tùy thuộc vào tỷ số khí-dầu (GOR) khai thác mà giếng khoan vỉa thuộc nhóm giếng khai thác dầu, khí, khí ngưng tụ Những giếng khai thác với GOR cao 100.000scf/bbl (bộ khối/thùng) coi giếng khai thác khí; giếng có GOR nhỏ 5000scf/bbl thuộc nhóm giếng khai thác dầu; Nếu có GOR khoảng từ 5000 – 100.000 scf/bbl coi giếng khai thác khí ngưng tụ Trên sở điều kiện lượng nội ngoại biên hỗ trợ cho q trình khai thác, vỉa dầu phân chia thành loại: vỉa có hỗ trợ lượng nước biên; vỉa có hỗ trợ lượng mũ khí; vỉa có hỗ trợ lượng khí hòa tan; kết hợp nhiều dạng lượng Hình 1.2 - Vỉa chứa dầu khí dạng hỗ trợ lượng Trong trường hợp vỉa rộngvới tổng diện tích lớn so với phần diện tích chứa dầu, có lượng lớn nước tồn vỉa xung quanh tiếp xúc trực tiếp với vùng chứa dầu.Thể tích nước kề áp lớn thường cung cấp nguồn lượng đáng kể cho trình đẩy dầu phía giếng khai thác Trong q trình khai thác, áp suất vùng dầu giảm xuống làm cho nước vùng kề áp dãn nở di chuyển vào, góp phần làm chậm q trình giảm áp Khi áp suất vỉa trì ln cao áp suất điểm bọt, dòng chảy vỉachỉ có pha lỏng nên làm tăng tối đa số khai thác giếng.Cùng điều kiện sản lượng nhau, vỉa dầu có hỗ trợ nước kề áp đủ lớn có thời gian khai thác dài so với dạng hỗ trợ lượng khác.Vùng nước biên cánh thân dầu có hiệu hỗ trợ lượng cải thiện hệ số quét dầu tốt vùng nước nằm đáy thân dầu tượng nón nước dễ dàng xảy giếng khai thác gần vùng nước đáy Khi có tượng nước xâm nhập vào giếng, sản lượng khai thác dầu giảm, mà cịn làm tăng chi phí xử lý nước trước thải mơi trường Đối với vỉa có mũ khí đủ lớn, nguyên sinh thứ sinh, khai thác dầu làm giảm áp suất vỉa, mũ khí dãn nở, khí chiếm phần thể tích lỗ rỗng để trì áp suất đồng thời đẩy quét dầu xuống phía tới giếng khai thác Áp suất vỉa giảm cịn làm khí hịa tan dầu thoát ra, di chuyển lên vùng cao vỉa góp phần làm tăng thể tích mũ khí Mặc dù lượng từ giãn nở mũ khí góp phần quan trọng khai thác thân dầu, ranh giới khí-dầu di chuyển nhanh tới khoảng bắn vỉa giếng khai thác, khí chiếm phần lớn tỷ lệ dòng chảy vào giếng làm giảm áp suất vỉa cách nhanh chóng Các vỉa chứa dầu bao quanh biên chắn không cho dịng thường gọi vỉa dầu thể tích, khơng có hỗ trợ lượng từ bên ngồi mà có lượng nội vỉa hỗ trợ cho khai thác dầu So sánh với dạng lượng bên ngồi mũ khí nước biên vỉa dầu loại dãn nở dầu khí hịa tan có chế khai thác yếu Tại vùng khai thác mà áp suất thấp áp suất điểm bọt khí khỏi dầu tạo thành dòng pha chảy vào giếng Để cải thiện hệ số thu hồi dầu vỉa loại này, biện pháp trì áp suất vỉa cần nghiên cứu áp dụng sớm Giếng khoan phát triển khai thác Các giếng khoan sâu vào lịng đất để tới vị trí vỉa sản phẩm với cơng đoạn khoan có đường kính giảm dần Sau hồn thành cơng đoạn khoan, giếng chống ống với cấu trúc ống sau lồng vào ống trước tới mặt đất ống lửng Mỗi cột ống chống trám xi măng lên tới mặt đất phải cao mức lần trám cột ống trước Ống chống cuối giếng gọi ống chống khai thác, cột ống nâng thả vào bên giếng thường cố định với ống chống khai thác nút neo Dòng sản phẩm từ khoảng bắn vỉa, chảy qua cột ống nâng để lên tới đầu giếng khai thác mặt đất Để hỗ trợ khả khai thác cho giếng áp suất vỉa giảm, van khí nén lắp đặt dọc theo ống nâng vị trí tính tốn Các giếng khai thác khoan thẳng đứng nghiêng định hướng tới vỉa sản phẩm Tùy thuộc vào đặc tính vỉa mà khoảng khai thác giếng khoan thiết kế theo kiểu: thân trần; ống đục lỗ, màng lọc, đệm sỏi lọc cát; thông thường chống ống,trám xi măng bắn đạn xuyên vào vỉa 3.1 Thiết bị đầu giếng Đầu giếng phần thiết bị bề mặt lắp đặt bên van chính, nơi cố định đầu ống chống đầu ống nâng Tùy thuộc vào chương trình chống ống khoan giếng, vài đầu cột ống chống lắp đặt sau trám xi măng Đầu ống chống cấu tạo hình côn bên để giữ nêm treo cột ống chống Đối với cột ống chống khai thác, đầu ống ren bắt chặt vào nêm nhằm tạo ma sát Tất đầu ống chống lắp áp kế hiển thị áp suất khoảng không vành xuyến cột ống Toàn cụm thiết bị đầu giếng đặt lên cột ống chống dẫn hướng, cột ống chịu nén thường trám xi măng tới bề mặt Cột ống nâng thả bên cột ống chống khai thác với treo đầu cột ống chống khai thác, đầu lại cố định packer phía đáy giếng Hình 1.3 – Các thành phần cụm đầu giếng Axit H 2S gia tốc phản ứng cathode sau: ⎯⎯ → Fe(HS− ) hp Fe + HS− ⎯ ⎯ (1) ⎯⎯ → Fe(H − S − H) hp + H 2O Fe(HS− ) hp + H 3O + ⎯ ⎯ (2) Fe(H − S − H) hp + e − ⎯⎯ → Fe(HS− ) hp + H hp (3) Các nguyên tử hydro tạo theo phản ứng (3) phần tái hợp thành phân tử hydro ( H ) , phần khuếch tán vào kim loại làm thép bị giòn Năm 1996, Jack đưa chế ăn mòn thép vi khuẩn khử sunfat gây sau: Vi khuẩn khử sunfat khử ion sunfat thành axít H 2S Axit H 2S ăn mòn thép tạo thành FeS FeS sinh lại tạo thành cặp pin galvanic với thép; FeS cathode Fe anode Trên vùng anode sắt bị hòa tan (ăn mòn) Trên vùng cathode FeS tạo thành hydro, điện tử chuyển trực tiếp từ FeS tới protein vách tế bào vi khuẩn, nghĩa điện tử từ bề mặt FeS vi khuẩn khử sunfat lấy làm cho q trình ăn mịn điện hóa thép diễn dễ dàng liên tục 2.4.4 Ống ống cũ Khi đoạn đường ống bị ăn mịn nghiêm trọng, phần ăn mịn thay đoạn ống Tuy nhiên, phần bị ăn mòn với tốc độ nhanh so với đoạn ống cũ Hình 2.7 - Ống - Ống cũ dẫn đến ăn mòn 28 2.4.5 Ăn mòn khác loại đất Sự khác thành phần đất gây chênh lệch hóa học khu vực đường ống Từ đó, q trình ăn mịn xảy tương tự trường hợp ăn mòn ganvanic Theo số vôn kế, đường ống nằm loại đất B có điện âm phần nên trở thành catode hệ pin ăn mịn Điều có nghĩa phần đường ống nằm đất loại A bị ăn mòn Hình 2.8 - Ăn mịn khác loại đất Chuỗi anode catode hình thành đường ống chênh lệch điện cực đoạn ống có mơi trường đất khác Sự ăn mòn xảy tương tự trường hợp đường ống bao phủ phần bê tơng Khi đó, phần nằm bê tơng khó bị ăn mịn 29 Hình 2.9 – Đường ống với bảo vệ Bê-tơng khó bị ăn mòn 2.5 Phương pháp bảo vệ cathode Bảo vệ cathode kỹ thuật sử dụng để kiểm sốt ăn mịn bề mặt kim loại cách biến thành cực âm tế bào điện hóa Đây phương pháp bảo vệ đơn giản cách kết nối kim loại cần bảo vệ với “kim loại hy sinh” hoạt động cực dương Các “kim loại hy sinh” sau bị ăn mòn thay cho kim loại cần bảo vệ Đối với cấu trúc đường ống dẫn dầu dài, sử dụng “kim loại hy sinh” khơng đủ, nguồn điện DC bên ngồi sử dụng để cung cấp đủ dòng điện đóng vai trị cực dương 2.5.1 Một số biện pháp bảo vệ đường ống dẫn dầu Trong thực tế, để bảo vệ đường ống dẫn dầu khỏi bị ăn mòn, người ta thường sử dụng biện pháp sau: • Sử dụng vật liệu chống ăn mịn • Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn • Bảo vệ đường ống lớp bao phủ (bảo vệ thụ động) 30 • Bảo vệ catot (Cathode Protection – CP) Để bảo vệ bề mặt bên đường ống, người ta thường dùng biện pháp bao phủ biện pháp bảo vệ catot Còn để bảo vệ bên đường ống dùng chất ức chế sử dụng vật liệu chống ăn mòn Trong phạm vi đề tài, tìm hiểu biện pháp bảo vệ catot đường ống dẫn dầu 2.5.2 Biện pháp bảo vệ catod Biện pháp sử dụng bảo vệ bề mặt phía ngồi đường ống, chủ yếu đảm bảo ngăn chặn q trình ăn mịn điện hóa xảy điểm bọc bị hư hỏng Có hai phương pháp bảo vệ: • Cung cấp dịng diện chiều chạy dọc theo đường ống (Electric Cathodic Proteiction) • Nối đường ống với kim loại khác tạo thành cặp pin điện (Galvanic Anode Cathodic Protection) 2.5.2.1 Sử dụng kim loại tạo Anod tự nhiên (Galvanic Anode Cathodic Protection) a) Tổng quan Galvanic Anode: Là kim loại hoạt động mạnh (đứng trước dãy điện hóa) gắn vào bề mặt kim loại cần bảo vệ, tiếp xúc với chất điện phân Khi đó, cathode bảo vệ galvanic anode bị ăn mòn Galvanic Anode thường làm hợp kim kẽm, magie nhôm Các Galvanic Anode thường gọi anode hy sinh, chúng bị ăn mịn điện hóa thay cho kim loại cần bảo vệ Bảng cho thấy loại Galvanic Anode đơn giản thường sử dụng Anode chọn phải có điện thấp kim loại cần bảo vệ 31 Điện so với Cu:CuSO4 Kim loại (Hợp chất) (Điện cực tham chiếu mơi trường pH trung tính - Volts) Cacbon, than chì, than cốc 0,3 Bạch kim đến −0.1 Thép bột −0.2 Đồng, đồng thau −0.2 Thép bê tơng −0.2 Chì −0,5 Gang (khơng phải graphit) −0,5 Thép (rỉ sét) −0.2 đến −0.5 Thép (sạch) −0.5 đến −0.8 Nhôm nguyên chất −0.8 Hợp kim nhôm (5% kẽm) −1,05 Kẽm −1.1 Hợp kim Magie −1.6 (6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn) Magie nguyên chất −1,75 Khi đường ống nối với Mg, điện đường ống hạ xuống không cịn anode cathode bề mặt ống Vì điện đường ống nhau, ăn mịn dừng lại Hình 2.10 – Thanh Mg làm “Anode hy sinh” bảo vệ đoạn ống khỏi ăn mòn 32 Ưu điểm: Được sử dụng linh hoạt, dễ dàng lắp đặt cơng việc bảo trì Hạn chế: Vùng bảo vệ đường ống tránh bị ăn mòn nhỏ, sử dụng vùng điện trở suất thấp b) Lắp đặt hệ thống Đối với hệ thống đường ống chôn đất, Anode hy sinh phải ln đặt sâu feet (  90 cm) tính từ mặt đất., đầu Anode thường đặt ngang với độ sâu đáy đường ống Thông thường, người ta thường đặt Anode theo chiều dọc Tuy nhiên, số trường hợp đặc biệt gặp vật cản đá cứng, Anode đặt theo chiều ngang Các Anode nên bọc túi vải kèm theo hỗn hợp bột muối (gọi chất hoạt hóa) với thành phần hóa học: 75% CaSO (Thạch cao), 20% Bentonite 5% Na 2SO Hình 2.11 – “Anode hy sinh” Lắp đặt theo chiều dọc: Anode hy sinh thường đặt theo chiều dọc lỗ Nếu gặp phải tình trạng đất điều kiện đất khơng ổn định, sử dụng vỏ bọc kim loại mảnh quanh Anode Sau hạ Anode xuống lỗ, lỗ sau cần phủ đầy đất mịn, khơng có đá mảnh vụn khác, khơng nên sử dụng cát 33 Hình 2.12 – Lắp đặt Anode hy sinh theo chiều dọc Lắp đặt theo chiều ngang: Trong trường hợp lắp đặt hệ thống Anod hy sinh theo chiều dọc gặp vật cản, bắt buộc phải lắp hệ thống Anode theo chiều ngang hình bên dưới: Hình 2.12 – Lắp đặt hệ thống Anode hy sinh theo chiều ngang gặp vật cản 34 2.5.2.2 Sử dụng Anod ni dịng điện (Impressed Current cathodic Protection) Đối với cấu trúc lớn hơn, nơi điện trở suất cao, Anod tự nhiên cung cấp đủ dòng điện để bảo vệ Trong trường hợp này, hệ thống bảo vệ cathodic dòng điện (Impressed Current Cathodic Protection - ICCP) sử dụng Chúng bao gồm cực dương kết nối với nguồn điện DC, thường chỉnh lưu - biến áp kết nối với nguồn AC Trong trường hợp nguồn cung cấp AC, nguồn lượng thay sử dụng, chẳng hạn pin mặt trời, lượng gió máy phát nhiệt điện chạy khí Cực dương hệ thống ICCP có nhiều hình dạng kích cỡ Cực dương thơng thường hình dạng hình ống dạng rắn băng liên tục vật liệu khác nhau, ví dụ hợp kim sắt, than chì, oxit kim loại, Hình 2.13 – Sử dụng Anode hy sinh ni dịng điện Tính tốn bảo vệ đường ống dẫn dầu – khí khỏi bị ăn mịn bên ngồi 3.1 Trình tự tính tốn Các cơng thức tính tốn áp dụng cho trường hợp đường ống dẫn đất liền theo cơng trình nghiêng cứu Liên Bang Nga STEP 1: Xác định dòng điện chung đoạn đường ống L I general = i  2  Dout  L (A) (7.1) STEP 2: Xác định điện trở Anode dạng trụ RA = soil  2l1 4t + l1 act d  + ln +  ln  ()  ln 2L  d1 4t − l1 soil dA  STEP 3: Xác định điện trở chung lớp phủ bitum 35 (7.2) R bitum = 500m2 () Dout  L (7.3) STEP 4: Xác định dòng điện Anode bảo vệ IA = U R A + R bitum + R conductor (A) (7.4) STEP 5: Xác định số lượng Anode cần để bảo vệ ống dẫn thời gian bảo vệ Anode theo công thức biểu đồ bên N= T= I general (7.5) I A  A k  mA 3.94  I A (năm) (7.6) Hình 2.14 – Biểu đồ xác định hệ số che chắn Anode A Trong đó: A : Hệ số che chắn Anode act = 2m : Điện trở suất chất hoạt hóa soil : Điện trở suất đất nơi chơn Anode 36 U = 0.8V : Hiệu điện ống – đất sau có Anode bảo vệ R conductor : Điện trở dây dẫn nối Anode với ống (Được tính dây dài 10m) i : Mật độ dòng bảo vệ phụ thuộc vào điện trở suất đất (Hình 15) m A : Khối lượng Anode t : Độ sâu chôn Anode d A : Đường kính Anode l1 : Chiều dài Anode d : Đường kính Anode với chất hoạt hóa k : Hệ số sử dụng Anode, k   0.5 ; 1 3.2 Bài toán mẫu Xác định số lượng thời gian bảo vệ Anode tự nhiên (chọn loại PM-5Y) để bảo vệ đoạn ống dẫn đường kính 1.22m dài 30m với điện trở suất đất nơi chôn ống Anode 30m; Anode chôn sâu 1.5m Các thông số anode PM5Y: dài l1 = 0.58m , đường kính Anode với chất hoạt hóa d1 = 0.165m , đường kính Anode d A = 0.095m , m A = 16kg Bài giải 3.2.1 Tính tốn tay Bước 1: Dịng điện bảo vệ chung xác định: I general = i  2  Dout  L = 0.002  1.22  30 = 0.72 (A) Với i = 2mA / m2 = 0.002A / m2 (Được xác định đồ thị bên dưới) 37 Hình 2.15 – Biểu đồ xác định mật độ dòng bảo vệ i Bước 2: Điện trở Anode xác định RA = soil  2l1 4t + l1 act d  + ln +  ln   ln 2L  d1 4t − l1 soil dA  30   0.58  1.5 + 0.58 0.165  + ln +  ln  ln  = 0.33 2  30  0.165  1.5 − 0.58 30 0.095  = Bước 3: Điện trở lớp phủ bitum xác định R bitum 500m2 500m2 = = = 4.35 Dout  L   1.22  30 Bước 4: Bỏ qua điện trở dây dẫn, cường độ Anode bảo vệ là: IA = U 0.8 = = 0.171A R A + R bitum 0.33 + 4.35 Bước 5: Tính số Anode cần bảo vệ đoạn ống phương pháp Thử Sai: - Chọn A1 = 0.85 Khi số Anode cần bảo vệ đoạn ống là: N= I general I A  A = 0.72 =5 0.171  0.85 38 Khoảng cách Anode là: a= L 30 a = = 6m  = = 10.3 N l1 0.58 Trên hình: A1 = 0.85 N = , suy - a = 14 l1 Chọn lại A2 = 0.75 Khi số Anode cần bảo vệ đoạn ống là: N= I general I A  A = 0.72 = 5.6  0.171  0.75 Khoảng cách Anode là: a= L 30 a = = 5m  = = 8.6 N l1 0.58 Trên hình: A1 = 0.75 N = , suy - a 8 l1 Chọn lại A2 = 0.77 Suy ra: N = 6, a = 5m, a  8.6 l1 Quan sát Hình, nhận thấy A2 = 0.77 thõa mãn Vậy số lượng Anode cần để bảo vệ là: N = Thời gian bảo vệ Anode xác định: T= k  mA 0.5  16 = = 11.87 (năm) 3.94  I A 3.94  0.171 Trong đó, hệ số sử dụng Anode chọn k = 0.5 3.2.2 Tính tốn Exel Bước 1: Nhập giá trị Input 39 Bước 2: Thực bước tính tốn Excel Đặc biệt, sử dụng phương pháp Thử Sai giá trị A , A   0; 1 , kết hợp quan sát giá trị a (Được thể dấu chấm l1 trị A = 0.77 40 biểu đồ) Dễ dàng tìm giá Bước 3: Sau tìm giá trị A = 0.77 , dễ dàng tìm giá trị đề yêu cầu 41 Tài liệu tham khảo [1] Håvard Devold, Oil and Gas Production Handbook, ABB ATPA Oil and Gas, 2013 [2] Lê Phước Hảo, Bài giảng Công nghệ khai thác dầu khí, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [3] Feng Hongchen, Cathodic Protection System Operation and Maintenance, 2007 [4] Thái Võ Trang, Bài giảng Thu gom, xử lý vận chuyển dầu khí & khí, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [5] DENIS L ROSSI P.E, Cathodic Protection System Design [6] Jeff Schramuk, Understanding Cathodic Protection and Its Applications, 2017 [7] J Paul Guyer, An Introduction to Constructing and Maintaining Cathodic Protection Systems, 2015 42