عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی حفاظت کاتدی کیسیمگ چاه های نفت و گاز
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40268;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 731
- تاریخ دفاع
- ۲۶ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- علی حیدری قبادی اسکی
- استاد راهنما
- سعیدرضا الله کرم
- چکیده
- حفاظت کاتدی تنها راه برای کنترل خوردگی کیسینگ چاه های نفت و گاز می باشد. نحوه توزیع پتانسیل روی سطح کیسینگ نمایانگر کارایی حفاظت کاتدی اعمالی است. برای بدست آوردن پروفیل پتانسیل معمولاً از ابزاری به نام داون هل استفاده می¬شود. کاربرد این روش هزینه¬بر بوده و مستلزم توقف فرایند استخراج نفت و گاز نیز می¬باشد. برای برطرف کردن این مشکلات از شبیه سازی حفاظت کاتدی استفاده می¬شود. در این تحقیق از نرم افزار المان محدود ANSYS11 برای ارزیابی سیستم¬های حفاظت استفاده شد. پروفیل¬های پتانسیل در کیسینگی به طول 150 متر، با تغییر پارامترهایی مانند محیط، دانسیته جریان اعمالی، فاصله آند تا کیسینگ، طول و تعداد آندهای بکار رفته بدست آمدند. برای بررسی صحت نتایج شبیه سازی، طراحی آزمایش صورت گرفت و با مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج عملی، دقت نرم افزار در تخمین پروفیل¬های پتانسیل مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت اثر اعمال جریان به صورت پالسی بررسی شده و با نتایج عملی اعمال جریان مقایسه شد. نتایج نشان دادند که بین نتایج شبیه¬سازی و داده¬های عملی تطابق خوبی وجود دارد. استفاده از جریان¬های پالسی در حفاظت کاتدی، باعث توزیع یکنواخت¬تر جریان شده و علاوه بر آن دانسیته جریان مورد نیاز برای اعمال حفاظت در برابر خوردگی کاهش یافت.
- Abstract
- Cathodic Protection (CP) is the only method for mitigating corrosion on oil well casings. CP systems are commonly designed by estimating the overall current demand and then developing an anode configuration to protect the structure. Potential and current density distributions on the casing, which determine the level of protection, are usually measured by an expensive and difficult procedure such as downhole tools. To diminish these difficulties mathematical models and computer softwares are used. In this study computer software with finite element capability (ANSYS 11) has been used for evaluation of the design of cathodic protection systems. Potential profiels were obtained by selecting different soil electrical conductivity, current densities, anode to casing distance, lenghth and number of anodes. Experimental procedure was set up to determine the accuracy of simulation results. Experimental and simulation results showed good agreement. Finally, pulse current was applied using pulse rectifier and the results were compared with DC current results. Cathodic protection with pulse rectifier resulted in uniform current distribution. In addition, it is found out that the required current to protect corrosion was decreased, substantially. Keywords: oil well casing, cathodic protection, simulation, current density distribution, protection potential
