ژئوتسکتایل علاوه بر صنعت معدن، راه‌سازی و… در صنعت نفت و گاز هم کاربردهای زیادی دارد که این امر ناشی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این مواد است. این محصولات انواع مختلفی دارند و با توجه به نوعِ هرکدام، در صنایع مختلف کاربردهای متفاوتی دارند. در این مقاله از فرنام بسپار در مورد کاربرد ژئوتسکتایل در صنعت نفت و گاز می‌پردازیم. لطفا تا انتها همراه ما باشید.
مهمترین مشکلات خطوط انتقال نفت و گاز کدامند؟
براساس پژوش و تحقیقات انجام شده، مشکلات خطوط انتقال نفت و گاز به دو دسته ساختاری و عملیاتی تقسیم می‌شوند که می‌تواند فرآیند انتقال را به مخاطره بی‌اندازد؛ در ادامه به‌جزئیات بیشتری از کاربرد ژئوتکستایل در صنعت نفت و گاز می‌پردازیم.
مشکلات ساختاری شامل ترک، نشتی، خوردگی و نقص‌های دیگری در بخش‌های مختلف جوش، شیر و لاستیک‌ها می‌شود. گزارش‌ها نشان می‌دهد این‌گونه مشکلات می‌توانند باعث افزایش آلودگی محطی زیست، از بین رفتن محصول، افزایش هزینه و کاهش ایمنی شوند. ازسوی دیگر، مشکلات عملیاتی شامل مسائلی مانند تغییرات عرضه و تقاضا، نوسانات قیمتی، مسائل جغرافیای-سیاسی، ریسک‌های امنیتی و فشارهای محیطی هستند. چنین مشکلاتی می‌تواند صنعت خطوط انتقال نفت و گاز را با تغییرات سریع و پیچیده روبه‌رو کند.
برای حل این مشکلات، صنعت خطوط انتقال نفت و گاز به دنبال راه‌کارهای جدید می‌گردد تا بتوانند از داده‌های دقیق و به‌روز برای بهبود تصمیم‌گیری، مدیریت دارایی، کاهش هزینه و افزایش کارایی استفاده کنند. به‌عنوان مثال، یکی از این راه‌کارها واحدهای تله‌متری از راه دور (RTU) است که می‌توانند خطوط انتقال نفت و گاز را به‌صورت مداوم نظارت کرده و داده‌های مروبط به جریان، فشار، دما و خوردگی را جمع‌آوری کنند.
داده‌های مورد بحث می‌توانند به اپراتورها کمک کنند تا عملیات را کنترل کرده و ریسک‌ها را شناسایی و مدیریت شوند؛ همچنین استفاده از RTU به کاهش زمان تعمیر، نگهداری و افزایش ایمنی کارکنان کمک شایانی می‌کند.
ژئوتکستایل چیست؟
ژئوتکستایل یک نوع منسوجه نفوذپذیر به‌شمار می‌رود که در مهندسی ژوتکنیک و محیط زیست کاربردهای فراوانی دارد. ژئوتکستایل اصولا از الیاف پلیمری مصنوعی با طبیعی به‌صورت بافته یا نبافته تولید می‌شوند؛ گزارش‌ها نشان می‌دهد ژئوتکستایل‌ها از خواص مختلفی برخوردار هستند که باتوجه به آن‌ها نوع کاربر آن‌ها تغییر می‌کند. در ادامه به برخی از خواص ژئوتکستایل‌ها می‌پردازیم.
- جداسازی: ژئوتکستایل می‌تواند دو لایه خاک با خصوصیات متفاوت را از هم جدا کرده و تراکم یا آمیختگی آن را جلوگیری می‌کند.
- فیلتراسیون: ژئوتکستایل‌ها می‌توانند سیالات خاک را عبور دهد و درعین حال ذرات خاک را نگه دارند و مانع نابودی آن‌ها به‌دلیل جریان آب شوند.
- تقویت: ژئوتکستایل‌ها می‌توانند مقاومت خاک را در برابر بارهای وارده تقویت کرده و از تغییر شکل یا شکستگی آن‌ها جلوگیری کند.
- حفاظت: ژئوتکستایل‌ها از سطح خاک یا سازههای دیگر در برابر فرسایش، خوردگی، آسیب‌های مکانیکی یا شرایط جوی نامساعد محافظت می‌کند.
- تخلیه: ژئوتکستایل‌ها به‌عنوان لوله‌های زهکشی عمل می‌کنند و سیالات را از خاک یا سازه‌ها به محل‌های دیگر منتقل می‌کنند.
کاربرد ژئوتکستایل در صنعت نفت و گاز
ژئوتکستایل‌ها در صنعت نفت و گاز نقش مهم و ویژه‌ای دارد که به بهبود عملکرد و کاهش مشکلات این صعنت کمک می‌کند. کاربرد ژئوتکستایل در صنعت نفت و گاز شامل موارد زیر می‌شود که عبارت‌اند از:
- ساخت راههای دسترسی و سایت‌های میادین نفت و گاز: ژئوتکستایل‌ها می‌توانند به تقویت بستر خاکی و کاهش مصرف مصالح دانه‌ای در ساخت راههای دسترسی و سایت‌های میادین نفت و گاز کمک کند؛ این کار باعث افزایش کیفیت، ایمنی، کاهش هزینه، زمان احداث، نگهداری و کاهش اثرات مخرب زیست محیطی می‌شود.
- ساخت و حافظت از مخازن زیر زمینی نفت و گاز: ژئوتکستایل‌ها می‌توانند به ایجاد و حفاظت از مخازن زیرزمینی نفت و گاز برای ذخیره یا تزریق مواد موردنیاز کمک کنند. این کار باعث افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی، کاهش خطر نشت، کاهش هزینه‌های ساخت و نگهداری می‌شود.
- ساخت و حفاظت از خطوط لوله: ژئوتکستایل‌ها می‌توانند به جداسازی فیلتراسیون، تقویت، حفاظت و زهکشی خطوط لوله نفت و گاز کمک کنند که باعث افزایش عمر مفید، کاهش خطر نشتی و تعمیر و نگهداری می‌شود.
- ساخت و حافظت از سدهای خاکی: ژئوتکستایل‌ها برای ساخت سدهای خاکی برای کنترل سیلاب، تامین آب، برق و دفن زباله‌های نفتی یا گازی استفاده می‌شوند که باعث افزایش مقاومت، پایداری و کاهش هزینه‌ها می‌شود.
- پروژه کنترل تراوایی و نشت نفت و گاز: ژئوتکستایل در خطوط لوله اصولا به‌عنوان عایق موثر برای جلوگیری از نشت نفت و گاز در مخازن، سدها و سایر سازههای که با مواد قابل اشتعال در تماس هستند، استفاده می‌شود.
کنترل نیروی شناور با استفاده از ژئوتکستایل ها
مطالعات نشان می‌دهد کنترل نیروی شناور با استفاده از ژئوتکستایل در صنعت پتروشیمی یکی از چالش‌های مهندسی محسوب می‌شود که برای جلوگیری از حرکت، شکستگی لوله‌های زیرزمینی به‌کار می‌رود. اصولا نیروی شناور ناشی از فشار آب زیرزمینی است که روی لوله‌های خالی یا نیمه‌پر اثر می‌گذارد. برای مقابله با چنین نیرویی می‌توان از وزنه‌های سنگین، ژئوتکستایل‌های جذب‌کننده نفت یا ترکیبی از هر دو را استفاده کرد.
همچنین باید یادآور شد ژئوتکستایل نفتی نوع خاصی هستند که برای کاهش آلودگی نفتی در سطوح نفوذدذیر طراحی شده‌اند. این ژئوتکستایل‌ها می‌توانند نفت را نگه دارند و به تشکیل بیوفیلمی از باکتری‌های تجزیه‌کننده نفت کمک کنند.
محافظت از خطوط لوله در برابر ضربات با ژئوتکستایل ها
خطوط لوله نفت و گاز معمولا در زیرزمین یا زیر آب قرار دارند که در برابر فشار عوامل مختلفی مانند خاک، جریان آب، تغییرات دما، تراکمات و تخریب‌های مکانیکی، زلزله و تاثیرات خارجی باید محافظت شوند. برای حفاظت از خطوط لوله باید از محصولات ژئوسنتتیک مانند ژئوتکستایل‌ها استفاده شود که از الیاف مصنوعی یا طبیعی تشکیل می‌شوند و خواص مکانیگی یا هیدرولیکی با دوام مناسب دارند.
ژئوتکستایل در خطوط لوله باعث کاهش فشار و تنشهای وارد برخط و افزایش پایداری شیب‌ها می‌شود. ژئوتکستایل‌ها می‌توانند به‌صورت لایه افقی، آرایش معکوس یا پوشش U در خط لوله قرار بگیرند. نوع و تعداد لایه‌های ژئوتکستایل بستگی به شرایط خاک، نوع خط لوله و بارهای خارجی دارد. همچنین، کاربرد ژئوتکستایل در صنعت پتروشیمی و خطوط لوله فیلتراسیون و جداسازی آب و خاک است؛ این کار باعث جلوگیری از رسوب‌گذاری، تراوش و انتقال ذرات خاک در محل خط لوله می‌شود.
مطالعه بیشتر: ساخت مخزن نفتی با ژئوممبران
جمع‌بندی
خطوط لوله نفت و گاز بخش حیاتی از زیرساخت‌های انرژی جهان هستند که نیاز به حفاظت و نگهداری مناسب دارند. ژئوتکستایل به‌عنوان یکی از محصولات ژئوسنتیتک می‌تواند نقش مهمی در این زمینه ایفا کند. ژئوتکستایل با تقویت، فیلتراسیون و جداسازی خاک و آب به عملکرد و دوام خطوط لوله بهبود می‌بخشد و خطرات ناشی از تاثیرات خارجی را کم می‌کند.
