Méretezés

A méretezés a skála lerakódása egy tárgyon vagy egy csővezeték belsejében.

A víz , vagy más folyadék, amely vizet a pincében a folyók, tavak, kutak vagy csapvíz, több vagy kevesebb, nagy mennyiségű oldott ásványi formájában sók , mint például ionok kalcium- , magnézium- , kálium- és sok egyéb ásványi anyagok.

Bizonyos körülmények között ( ásványi anyagokkal telített folyadékok hirtelen depressziója , a hőmérséklet emelkedése , a megfelelő katalizátorok vagy kristályosodási magok , baktériumok ) ezek az ásványok kicsapódhatnak , kristályosodhatnak, vagy baktériumok biofilmjei felhasználhatják őket , amint ez a fogkő fogászati esetben történik . Ha a fogkő vastagsága fontos, akkor "  biokonkrécióról  " beszélünk .

A csövekben

A skálát általában a csövekben lerakódott kalcium-sók alkotják. Lehet:

• kalcium-karbonát  ;
• kalcium-oxalát  ;
• kalcium-foszfát  ;
• szilikátok .

Megelőzés / kezelések

A méretezés megelőzhető vagy megelőzhető:

• Megelőzően a folyadékok mineralizációjának szabályozásával, ha lehetséges, például a csövekben keringő víz demineralizálásával, azzal a kockázattal, hogy maróbb és fémes nyomelemekkel (különösen rézzel, cinkkel) vagy kalciummal terhelt legyen a cementcsövekből);
• Abban az esetben, mélyfúrások (geotermikus energia), miközben a víz nagyon magas nyomás alatt korlátozza a kristályosodás, és megelőzi a forrásban lévő, de egy veszélyforrást és a kockázat , hogy szabályozható a berendezések és a személyzet (lásd kockázat). Robbanás, súlyos vagy halálos égési sérülések víz vagy gőz hatására).
• ezt követően vízkőtelenítéssel .
  Ez utóbbi lehet mechanikus és / vagy használhat vegyszereket, amelyeket vízkőtelenítő szereknek neveznek , amelyek időnként korrózió vagy megkönnyített vízkőforrás is lehetnek (ha lebontják például a sima felületeket).

Tét

Bizonyos ipari vagy vízellátási körülmények között különös kockázatok és veszélyek jelenhetnek meg az áruk és az emberek számára, amelyek a problémák előrejelzésével és a kockázat megfelelő kezelésével kiküszöbölhetők vagy minimalizálhatók .

Műszaki és ipari kérdések

A vízgyűjtők és eloszlás összefüggésében , de különféle ipari környezetben is , a méretezés sok problémát vet fel (hatékonyság, költségfenntartás) (a korrózióval együtt) a balesetek kockázatának fő forrása.

Az érintett területek például:

• gyűjtés, elosztás, szórás, befecskendező hálózatok stb. víz (ivóvíz vagy ipari), amint ez a víz ásványosodik;
• rendszerek (csövek, szűrők, szivattyúk, szelepek, tartályok, szűrők, szifonok, érzékelők stb.) ásványi anyagokban vagy szerves részecskékben vagy tápanyagokban gazdag vizes vagy szerves folyadékok szállítására, amelyek képesek biofilmek képződésére és / vagy inkrustációra képes baktériumok táplálására ;
• kazánok és hőcserélő rendszerek , ha mineralizált vizet tartalmaznak (az ilyen víz felmelegítése és forralása vízkő- lerakódást okoz , ami problematikus a hőcserélőkben vagy geotermikus berendezésekben a kalóriák mineralizált és nagyon forró vízzel és / vagy nagy nyomáson történő szállítására  ;
• a törőfolyadék (pl. olajfúrás vagy mélygáz, vagy mélyhőmérsékletű geotermikus fúrás esetén );
• szűrés berendezések (amit próbálnak tenni „öntisztító” vagy könnyebben tisztítás, amennyire csak lehetséges, az alternatív, hogy a teljes változás a szűrőt, ha felnagyítása);
• ipari vagy háztartási eljárások, amelyek során a vizet vagy vízkőoldó folyadékokat perkolálják és / vagy párologják vagy szublimálják ;

A méretezés megelőzése vagy jobb kezelése lehetővé teszi az érintett rendszerek és berendezések jobb és fenntarthatóbb működését, általában jelentős pénzügyi megtakarításokkal. Néhány hatékony rövid távú megoldás (pl. A víz demineralizálása „ lágyítóval ” vagy savval és biocidekkel történő tisztítás ) szintén ronthatja a létesítmény fémrészeit (vagy más savakra érzékeny anyagokat), vagy akár elősegítheti az ellenállóbb biofilmek kialakulását.

A mélyfúrás terén elért technikai fejlődéssel a több kilométeres mélységben dolgozó üzemeltetők sokkal sűrűbb, forróbb, maró hatású és nemkívánatos anyagokban (higany, arzén, radionuklidok, gáz vagy oldott kondenzátumok stb.) Gazdagabb folyadékokkal szembesülnek. .), valamint nagyobb nyomáson. Ezenkívül néha 200  ° C-ot meghaladó hőmérsékleten a piacon elérhető érzékelők már nem működnek, ezért bizonyos kockázatokat vakon kell kezelni a felszínről, az emelkedő folyadék modellezése és elemzése alapján, némi késéssel, néhány esetben pontatlanság. Bizonyos esetekben fennáll a " felrobbantás " veszélye   .

A legújabb munka kimutatta, hogy Elzászban 5000  m mélyen a természetes körülmények (hőmérséklet, nyomás, folyadékok ásványosodása) része a karbonátok , sőt a kvarcok kristályosodásának természetes része ( amely a mély természetes kőzetben megfigyelt ereket és zárványokat képezi) . „  Soultz gránit ”) megegyeznek a mély geotermikus létesítmény által felállítottakkal; „A kvarc és az ankerit képződési hőmérséklete hasonló a fúrásban jelenleg regisztrált hőmérséklethez. A karbonátok és a kvarc tehát ugyanazon körülmények között csapódott le, amelyek általánosnak tűnnek a helyszín méretarányában a gránit különböző átalakulási fáciesei szempontjából, és természetesen ma is kialakulnak. A kapott adatok arra utalnak, hogy a folyadék pulzáló módon kering ” .

Biztonsági kérdések

Még akkor is, ha a víz nagyon gyengén mineralizált, bizonyos érzékeny létesítményekben (pl. Gőzt használó hőcserélőben ) az alacsony méretezés gyorsan ronthatja a berendezés teljesítményét és funkcióját, néha közvetlen hatással van a biztonságra.

Ezen okokból megpróbáljuk jobban modellezni ezeket a jelenségeket, és jobban megérteni a biofilmek, valamint a falak (amelyeken a skála többé-kevésbé ragaszkodik) vagy a turbulencia szerepét.

• Például a nukleáris szektorban a csövek vagy szelepek méretaránya összeegyeztethetetlen a biztonsággal.

• Ugyanez vonatkozik a mély olaj- és gázfúrásokra . A kutak, csövek és biztonsági szelepek
  önskálázása ( angolul beszélők számára „önméretezés” ) normális és gyakori. Azonban nagyon súlyosbított problémákat vet fel az úgynevezett szélsőséges olaj- vagy gázmezők (vagy "HP / HT" , vagyis nagy nyomáson és magas hőmérsékleten két okból;
  1 °) kiaknázása során, mivel a nyomásváltozások ( forrás általában 1000 bar felett) és a hőmérséklet ( például 200  ° C körüli forrás ) elősegíti a sók gyorsabb kristályosodását "léptékben";
  2 °), mert a folyadékok sótartalma ezeken a mélységekben gyakran magasabb. Például az Elgin-tározóban ( Északi-tenger ) megközelíti a 300,0  g / liter értéket , vagy több mint 8,5-szer több sót, mint a tengervízben). Ezt a problémát előre kell látni és megfelelően kezelni, mert a biztonsági rendszerek, a karácsonyfa vagy a szelepek méretaránya veszélyezteti az egész telepítés biztonságát . Az önméretezés költséges terméscsökkenést, vagy akár a termelés leállítását vagy késését is okozhatja, és gyakran költséges takarítást vagy kútfiatalítást igényel. A mély fúrásokba ásott kutakban erősen mineralizált vízzel (hipersalin) és váratlan ásványi anyagokkal találkozhatunk, amelyek a szokásos kezelésekkel szemben ellenálló képességet eredményeznek. Így az Elgin-Franklin mélyolaj- és gázmező kiaknázására vonatkozó előkészítő tanulmányok (2001 óta kiaknázva) ezt a kockázatot alacsonynak ítélték meg a kút felső csövében található kalcium-karbonát-burkolat miatt (az alacsony mennyiség miatt várható víz; az előrejelzések szerint kevesebb mint 100 m3 / nap). Inkább a NaCl aggasztotta a mérnököket, mert kristályosodhatott mind a kút felső részében, mind annak alján, valamint a kút kezdetétől a kis tározókban jelen lévő hipersós víz dekompressziója és párologtatása idején. Fulmar és Pentland előtt (becsült kezdeti hőmérséklet: 200 ° C és 1100 bar nyomás). A valóságban a bizonyított skála ólom-szulfidot és cink-szulfidot is tartalmaz gázzal és olajkondenzátummal együtt importálva. Ez a két fém és szulfidjaik gyorsan aggodalomra adnak okot bizonyos HP / HT gázmezőkben. 2002 közepén, az első akadályok a méretezéssel (a priori elsősorban a kalcium-karbonát ( Ca
  
   VSO 3) és a só (NaCl) több Total mély kút alján jelent meg, ami a termelés fokozatos csökkenéséhez vezetett. Az Elgin-Franklin platform G6-os kútjának felületén ólom- és cink-szulfid-burkolatot azonosítottak a kút (felületi vezérlésű felszín alatti biztonsági szelep vagy "SCSSV") vezérléséhez fontos biztonsági szelep szintjén a karácsony előtt. fa , a fő biztonsági szerv, amely a szelep 2004-es leállítását jelenti, a "megfelelő higiénés és megelőzési program" végrehajtásáig .
  Vizsgálatok a korrózió és a tisztítási tesztekhez ezen sók (így a kioldódásra) által Összesen laboratóriumi azt mutatta, hogy ezek a sók gátolják a termelékenység az is. Különböző folyadékokat választottunk a kút aljának és az SCSSV szelep tisztításához; A kút aljának savas tisztítása bebizonyosodott, hogy hatékonyan növeli a kút termelékenységét. És a  G6-kút " befejezésének " felső részét  2005 közepén felszabadították méretarányától egy " tekercselt cső " segítségével, amely tisztítással képes volt behatolni a csövekbe, ami lehetővé tette az integritás helyreállítását. Az SCSSV szelepének ebben az esetben egy független laboratórium több mint két éven át, anaerob körülmények között, négy szállító által készített kémiai skála inhibitorok összehasonlító elemzését ( benchmarking ) végezte . A skálát a Total megtartotta és használta, de a csoport mérnökök becslései szerint 2007-ben még előrelépéseket kell tenni  az extrém fúrások során kialakuló „ egzotikus lépték ” megakadályozása érdekében  .

A mély kutak méretaránya kimutatható a kútfenéken tapasztalható fejveszteség mérésével (nyomás, áramlási sebesség csökkenése) és helyszíni méretellenőrzésekkel (az oszlop belső átmérőinek mélyreható mérése), specifikus naplózással.

Egészségügyi problémák

Bizonyos esetekben a régebbi házakban olyan régiókban, ahol a víz nagyon "kemény" (szegény országokban vagy régiókban stb.), A méretarány nagymértékben csökkenti az áramlási sebességet vagy eltömíti a csöveket. Ezután az ivóvízhez való hozzáférés csökkenthető vagy lehetetlenné válhat (a kiszáradás , a mérgezés és a víz által terjedő betegségek fokozott kockázatával (ha rosszul tárolt esővizet vagy szennyezett vizet használnak stb.)) A hátrányos helyzetű lakosság körében.

Ha a méretarányt klororezisztens baktériumokból álló vagy más fertőtlenítőszerekkel szemben rezisztenssé vált biofilmek indukálják , és ha az utóbbiak patogének, akkor az antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumok által kiváltott kórházi betegségek forrásai lehetnek . Ha ezek a baktériumok nem patogének, de rezisztenssé váltak bizonyos biocidokkal szemben, bizonyos összefüggésekben, akkor ellenálló génjeiket továbbadhatják más baktériumoknak, esetleg nemkívánatosabbak.

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

• Ásványi sók
• Ásványi
• Vízkeménység
• Biofilm
• Rontás
• Csővezeték
• Fogkő
• Méretezés (fogászati)
• Skála

Hivatkozások

1. Jean Aubouin, Michel Dubois, Béatrice Ledésert, Jean-Luc Potdevin, Sébastien Vançon (2000), A karbonátos csapadékviszonyok meghatározása a Soultz-gránit átalakítási zónájában (a Rhenish-árok alagsora, Franciaország): a felvételi des zárványok fluides A karbonátok képződési körülményeinek meghatározása a Soultz-sous-Forêts gránit (Rhine Graben) módosulási zónájában: a folyadék befogadási nyilvántartása  ; Geodinamika / Geodinamika; Az Académie des Sciences beszámolói - IIA sorozat - Föld- és bolygótan; 331. évfolyam, 4. szám, 2000. augusztus, 303–309
2. Barsamian, HR és YA Hassan, 1996. A csőköteg-geometriák nagy örvényszimulációja a dinamikus részrács-skálamodell segítségével. Fejlett gőzfejlesztők / hőcserélők hőtudománya, ASME NE-Vol. 19. o.  49-56 .
3. Zaragola, MV és AJ Smits, 1998. A turbulens cső áramlásának átlagos áramlási skálája . J. Fluid Mech., 373, p.  33-79 .
4. DM McEligot és GE McCreery méretezési tanulmányok és koncepcionális kísérleti tervek az NGNP CFD értékeléséhez  ; Idaho Nemzeti Mérnöki és Környezetvédelmi Laboratórium, Bechtel BWXT Idaho, LLC; ref: INEEL / EXT-04-02502 (tanulmány az USA Energiaügyi Minisztériumának és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Nukleáris Energiaügyi, Tudományos és Technológiai Hivatalának megbízásából); megjelent 2004-11-30. 79 oldal
5. K. Orski, B. Grimbert, C. Menezes és E. Quin (2007), Ólom- és cink-szulfid mérleg elleni küzdelem az északi-tengeri HP / HT mezőn; Total E&P UK Ltd. ; Európai Formation Damage Konferencia, 2007. május 30. – június 1., Scheveningen, Hollandia; ( ISBN  978-1-55563-160-4 ) Kőolajmérnöki Társaság ( összefoglaló ); „Az ólom- és cink-szulfidokat a kezdeti méretezési vizsgálatok során nem jósolták meg. Míg számos publikáció említi ezeket a HP / HT mezőkről, kevés információ áll rendelkezésre a mélységgátló-szorításról ” .
6. Stéphane Sainson, Korróziós naplók. Adatgyűjtés és értelmezés . Ed. Lavoisier. 2010. ( ISBN  978-2743012014 ) . 547 p.