Xói Mòn Trong Hệ Thống Piping: Cơ Chế và Giải Pháp

Xin chào các độc giả của Pipingdesigner.

Hôm nay mình sẽ giới thiệu với các bạn một quá trình không mong muốn nhưng thường xảy ra trong hệ thống đường ống trong Oil & Gas production, đó là quá trình xói mòn (tiếng anh là Erosion).

Tương tự như hậu quả gây ra bởi quá trình ăn mòn (Corrosion), xói mòn cũng sẽ làm giảm chiều dày (wall thickness) đường ống, fitting và gây ra các vết nứt, lỗ hổng ngay trên đường ống. Tuy nhiên, cơ chế của ăn mòn và xói mòn là hoàn toàn khác nhau, mình sẽ giới thiệu với các bạn về ăn mòn đường ống ở bài viết sau. Còn bài viết này, mình chỉ đề cập tới xói mòn trong hệ thống piping.

Nội dung bài viết gồm:

1. Giới thiệu

2. Quá trình xói mòn trong quá trình khai thác dầu khí

3. Xói mòn do hạt rắn (Particulate erosion)

3.1 Lưu lượng cát được vận chuyển trong hệ thống piping

3.2 Vận tốc, độ nhớt và tỉ trọng của lưu chất

3.3 Kích thước, hình dạng và độ cứng của hạt

4. Xói mòn xảy ra ở Elbow

5. Các giải pháp

5.1 Giảm lưu lượng khai thác

5.2 Thiết kế hệ thống piping tối ưu

5.3 Sử dụng các thiết bị loại trừ và tách cát

5.4 Sử dụng các thiết bị giám sát (Sand monitor)


1. Giới thiệu Xói mòn là một quá trình phức tạp bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố và những thay đổi nhỏ trong điều kiện hoạt động có thể ảnh hưởng đáng kể tới quá trình xói mòn và gây ra những hậu quả lớn. Điều này dẫn tới một thực tế là xói mòn có thể xảy ra với tốc độ nhanh trong hệ thống khai thác này nhưng lại có tốc độ rất chậm trong một hệ thống khai thác tương tự. Việc phát hiện xói mòn khi nó đang tiến triển trong hệ thống đường ống cũng rất khó khăn và các nhà điều hành (plant operator) cũng hiếm khi có thông số đo lường tình trạng bên trong hệ thống đường ống.

Hình 1: Xói Mòn Elbow

2. Quá trình xói mòn trong quá trình khai thác dầu khí

Lưu chất trong một giếng khai thác dầu khí là hỗn hợp nhiều pha của nhiều cấu tử khác nhau:

- Hydrocarbon ở dạng lỏng: dầu, condensate, bitumen

- Hydrocarbon ở dạng rắn: wax, hydrate</