بخشی از مقاله
چکیده:
بازرسی فنی را می توان یکی از مهمترین اقدامات در صنایع بالادستی و پایین دستی انرژي جهت پیشگیري از آسیب هاي احتمالی نام برد. بازرسی به هنگام و مطابق با استاندارد هاي روز، می تواند در جهت شناسایی برخی مشکلات رایج از جمله پدیده خوردگی ، کمک شایانی نماید. خوردگی یکی از عوامل مخرب در کلیه صنایع از جمله صنعت حفاري می باشد .این پدیده هر ساله صدمات و هزینه هاي سنگینی به این صنعت وارد می نماید.
درصنعت حفاري، سیال حفاري مهمترین عامل خوردگی است.در عملیات حفاري انواع خوردگی ممکن است رخ دهد که عبارتند از خوردگی یکنواخت،خوردگی حفره اي،خوردگی توام با تنش،خوردگی سایشی،خوردگی خستگی ،خوردگی گالوانیک و کاویتاسیون.از عواملی که بر خوردگی موثرند می توان به دب،اکسیژن،ازن ترپوسفري،فشار،دما،مه دود فتوشیمیایی،بارش اسیدي ناشی از اکسیدهاي گوگرد و اکسیدهاي نیتروژن خروجی از موتورها،پوسته اکسیدي و از همه مهمتر وجود سولفید هیدروژن اشاره نمود.
در انتخاب مواد براي شرایط مختلف کاري باید دقت ویژه اي مبذول داشت.انتخاب مواد براي کار در محیط هاي حاوي حلد باید بر اساس استاندارد ز،ذتلق غهAش صورت گیرد. روش هایی براي جلوگیري از تاثیرخوردگی در صنعت حفاري پیشنهاد می شوند که عبارتند از بازرسی فنی و دوره اي رشته حفاري، کنترلدب گل حفاري، استفاده از مواد کنترل کننده خوردگی،استفاده از پوشش هاي داخلی و خارجی براي لوله هاي حفاري و مخازن،انتخاب مواد مناسب مطابق با استاندارد و آموزش پرسنل دستگاه هاي حفاري.
مقدمه:
با توجه به اهمیت عامل خوردگی در صنعت حفاري بالاخص رشته حفاري و تاثیرات بسزاي بازرسی فنی در جهت کاهش ضایعات این پدیده در این مقاله سعی شده است ابتدا با تعریفی جامع نسبت به پدیده خوردگی و شرح عوامل موثر بر آن به نقش بازرسی فنی در جهت کاهش ضایعات این پدیده اشاره گردد. خوردگی یعنی از بین رفتن مواد و از دست دادن جرم به آن صورت که شکل ظاهري با تغییر اندازه هاي هندسی دگرگون گردد.
در صنعت حفاري، گل حفاري مهمترین عامل خوردگی است. همه مشکلات ناشی از خوردگی گل هاي حفاري قابل برطرف کردن نیستند اما با تشخیص به موقع و انجام تمهیدات لازم قابل کنترل می باشندبذم. در هر فرایند خوردگی به جز کاویتاسیون و خوردگی بیولوژیک، خوردگی همیشه در آند اتفاق می افتد. خوردگی را عموماً به دو دسته دما پایین و دما بالا تقسیم نموده و آنها را خوردگی تر جصکwض و خشک جyط2ض می نامند.
خوردگی تر تابع واکنش هاي الکتروشیمیایی است و با بالا رفتن دما شتاب می گیرد. خوردگی خشک در دماي بالاتر از هپتتل صورت پذیرفته و آن نیز از نوع الکترو شیمیایی است. در این نوع خوردگی بر خلاف خوردگی دما پایین که در محیط هاي مایع اتفاق می افتد فلز در محیط هاي گازي سولفور یا اکسیژن به سولفید یا اکسید خود تبدیل می گردد.
در ایجاد خوردگی توسط گل هاي حفاري، فرآیندهاي خوردگی مرطوب اصلی ترین مشکل هستند.در خوردگی مرطوب دو واکنش همزمان در آند وکاتد اتفاق می افتد که کاملاً وابسته به یکدیگر هستند. در این حالت کنترل خوردگی با قطع هر کدام از این واکنش ها امکان پذیر استبلم.
با توجه به شرایط حاکم بر عملیات حفاري، امکان وقوع خوردگی به راحتی وجود دارد. تجهیزات حفاري دائما در تماس با محیط هاي خورنده می باشند.خوردگی اتمسفریک بیشتر ناشی از شرایط آب و هوایی مرطوب،همراه با غلظت بالاي گازهاي لقه،لقح وگقش ناشی از احتراق سوخت موتورها و ذرات منتشر شده ناشی از مواد گل حفاري موجود در محل دستگاه حفاري می باشد.همچنین آب و هواي دریایی و تماس با سیال حفاري و گازهاي محلول در آن که از سازندهاي حفاري تولید شده و وارد سیال می شوند نیز سبب خوردگی تجهیزات می شوند.
این گازها در سیال و اتمسفر تولید ترکیبات اسیدي نموده که باعث خوردگی فلزات می شوند،لذا به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی لازم است تمهیدات لازم اندیشیده شود.افزودن عناصري مانند أه در حد 0/2 درصد به فولاد و عملیات حرارتی مناسب باعث ایجاد مقاومت خوبی در برابر خوردگی ناشی از تاثیر سیال حفاري می شود. در سیالات پایه آبی خوردگی به طور کامل قابل کنترل نیست، اما می توان آنرا تا یک حد قابل قبول کنترل نمود. براي توقف کامل خوردگی، سیال حفاري باید کاملاً غیر هادي باشد و یا لوله باید به طور کامل با یک فیلم محافظ پوشش داده شود
در سیالات هادي، مسیر فلزي، مدار الکتریکی را کامل کرده و امکان بازگشت جریان به آند را فراهم می کند. پتانسیل الکتریکی با توجه به انرژي پتانسیل در یک فلز ذخیره شده است. در طی فرآیند تصفیه سازي سنگ معدن فلز، حرارتی براي تصفیه سازي استفاده می شود که بصورت انرژي در فلز ذخیره می گردد و طی فرآیند خوردگی به صورت پتانسیل شیمیایی بروز می کند. به همین دلیل، خوردگی فلزات تصفیه شده یک فرآیند طبیعی براي پایدار سازي بیشتر است تا در نهایت فلز به حالت کمترین سطح انرژي برسد تا زمانی که به حالت طبیعی اولیه خود - سنگ معدن - باز گردد
حال هر چه این انرژي پتانسیل در فلزي بیشتر باشد، تمایل به از دست دادن آن و رسیدن به پایداري بیشتر شده و در نتیجه تمایل به خوردگی افزایش می یابدبلم.خوردگی در لوله هاي حفاري تا زمانی که تشکیل آند و کاتد در فلزات غیر متشابه آسان است به راحتی اتفاق می افتد.
ناخالصی ها و تنش هاي زیادي در لوله هاي حفاري موجود است و آنرا تبدیل به مکانی می کند که شکل گیري آند ها روي آن بسیار آسان استبخم. علاوه بر آن هر تغییري بر روي سطح لوله ها همچون شکاف ها و ترك ها باعث ایجاد محل هاي تنش و نهایتاً تمایل به ترك خوردن می شود. در شرایط کاري لوله ها، حتی اختلاف بسیار جزئی در الکترولیتی که در تماس با لوله ها قرار دارد سبب شکل گیري سلول هاي خوردگی می شود. همین امر باعث ایجاد مهمترین شکل خوردگی بر روي لوله هاي حفاري تحت نام صأپ لاکهح می گردد
در چاه هاي عمیق ،گل حفاري با فشار و درجه حرارت بالایی روبرو می شود که هر دو عامل می توانند باعث افزایش شرایط سینیتیکی جهت بالا بردن آهنگ خوردگی گردندهمچنین کنده هاي حفاري به دلیل داشتن مقادیر قابل ملاحظه اي شن، بسیار فرساینده، می باشند. وجود ذرات ریز شن و ماسه بر سایش و خوردگی سایشی لوله ها اثر دارند.
وزن لوله و تغییر شکل لوله نیز برخوردگی آن مؤثر است.نوع گل و رئولوژي آن نیز بر خستگی و خوردگی لوله هاي حفاري مؤثرند و هر چه محیط خورنده تر باشد ،عمر خستگی فولاد کمتر استبخم. - خوردگی حفره اي گردد.مهمترین عامل آن وجود ذرات جامد پراکنده در گل حفاري می باشد که می توانند سبب خوردگی حفره اي شوند.
در گل روغنی ادوات فلزي در شرایط نفت خیس می باشند لذا خوردگی ناشی از آب هاي شیمیایی - الکترولیت - تا حد قابل توجهی کاهش می یابد. از سوي دیگر اگر یک گل روغنی به شکل درستی درمان نشده باشد سبب آب خیسی ادوات فلزي شده و در نتیجه سبب خوردگی در سطح تماس می شود
معمولاً آلوده کننده هایی مثل لقه و حلد در گل حفاري وجود دارند. این گازها به علت یونیزاسیون اسیدي، فاز پراکنده - آب - را پایین آورده و درجه حرارت امولیسیون زاها را تغییر می دهند که این حالت می تواند باعث افزایش گرانروي سیستم گل شود. استفاده از آهک براي جلوگیري از خوردگی در حفاري متداول است. آهک به عنوان شاخص ورود گازهاي اسیدي آلوده کننده به گل می باشد و در بیشتر موارد جهت افزایش دب سیال حفاري استفاده می شود لازم به ذکر است که با داشتن رطوبت مناسب و صحیح و امولسیون خوب، وسایل فلزي از اثرات خورندگی ناشی از گاز حلد در امان خواهند بودبخم.
انواع خوردگی در عملیات حفاري:
-1 خوردگی یکنواخت جعطپسطغسض: وجود ناخالصی در فلزات حتی کمتر از یذتتحت وزنی و به واسطه اختلاف پتانسیل شیمیایی که دارند، ایجاد پیل هاي الکتروشیمیایی می کنند . این نوع خوردگی در لوله هاي حفاري و دیگر تجهیزات با سطوح صاف و هموار و آلیاژي مناسب کمترین میزان خسارت را وارد می کند چون در تمام سطح لوله ها پخش شده استبخم.
-2 خوردگی حفره اي ج؟غطصصطبض: این نوع خوردگی متمرکز و موضعی است و نقاط معینی از سطح فلز را مورد حمله قرار می دهد. این نوع خوردگی دو پیامد مهم را به همراه دارد:
الف - موجبات جرم زدایی و تغییرات جغرافیایی سطح را فراهم می کند.
ب - حفره هاي تشکیل شده غالباً مخروطی شکل بوده و ایجاد تمرکز تنش می کنند.تحقیقات گسترده نشان می دهد که شروع صأپ لاکهح منشاء حفره اي دارد. البته در مواردي نیز خراش هاي سطحی حاصل از سیلیپس می تواند باعث شروع این نوع ترك ها گردند. وجود لق و مخصوصاً ئه می تواند باعث تشدید خوردگی حفره اي شود.
