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Aug 02, 2023

Une technologie de revêtement innovante empêche la corrosion dans les puits géothermiques

Comment les opérateurs géothermiques peuvent-ils gérer les problèmes de corrosion dans leurs puits ? Le système éprouvé TK-Liner de NOV promet une solution fiable et rentable. Le gaz naturel est actuellement la principale source d'énergie

Comment les opérateurs géothermiques peuvent-ils gérer les problèmes de corrosion dans leurs puits ? Le système éprouvé TK-Liner de NOV promet une solution fiable et rentable.

Le gaz naturel est actuellement la principale source d'énergie pour chauffer les bâtiments, les serres et les infrastructures industrielles des Pays-Bas. Le pays abandonne activement l’utilisation du gaz naturel et le remplace par des sources d’énergie durables, notamment l’eau chaude produite à partir de puits géothermiques. En fournissant une chaleur durable, les puits géothermiques offrent la promesse de renforcer l’économie et l’autosuffisance énergétique du pays.

Le marché de la géothermie n'est pas nouveau aux Pays-Bas, mais il est confronté à des défis importants qui pourraient limiter sa viabilité à long terme. Les opérateurs géothermiques ont toujours développé leurs puits avec des budgets serrés en utilisant de l'acier au carbone à faible coût pour le tubage du puits. Mais l’environnement d’exploitation typique d’une proportion importante de ces puits – températures de l’eau allant de 85 °C à 95 °C, fluides à haute salinité et présence d’oxygène – contribue à un environnement hautement corrosif pour l’acier au carbone.

Les solutions conventionnelles posent des défis

L'industrie pétrolière et gazière combat généralement la corrosion de ses tubes en acier au carbone à l'aide d'inhibiteurs de corrosion chimiques. Mais la récente résistance à l'utilisation d'inhibiteurs chimiques de corrosion aux Pays-Bas freine l'utilisation à long terme de ces produits chimiques dans les futures applications géothermiques.

D’autres solutions potentielles s’avèrent problématiques. Les alliages à haute teneur en chrome résistant à la corrosion (CRA) peuvent résister aux attaques corrosives, mais les tuyaux CRA peuvent coûter jusqu'à dix fois le prix de l'acier au carbone et sont difficiles à trouver.

Certains opérateurs géothermiques ont envisagé des tuyaux à paroi unique en époxy renforcé de verre (GRE). Mais compte tenu des conditions du puits, cette conduite ne peut pas assurer une intégrité structurelle suffisante, notamment au niveau des zones filetées.

Une solution fiable et robuste

Compte tenu des longues périodes de récupération de leurs puits, les opérateurs géothermiques ont besoin de conceptions de puits intelligentes utilisant des matériaux rentables pour garantir un fonctionnement fiable sur plusieurs décennies. Dans leur recherche de solutions non chimiques et sans CRA pour leurs problèmes de corrosion, les opérateurs aux Pays-Bas se sont tournés vers NOV et ses produits Tuboscope pour obtenir de l'aide. Depuis plus de 80 ans, Tuboscope offre une excellente protection contre la corrosion, une amélioration hydraulique et une atténuation des dépôts dans les produits tubulaires.

Pour les exigences uniques des puits géothermiques, la technologie Tuboscope TK (TM)-Liner offre une protection contre la corrosion haute performance. Les produits TK-Liner comprennent un revêtement GRE à paroi mince cimenté à l'intérieur d'un tuyau en acier au carbone faiblement allié. Le revêtement offre une barrière efficace contre la corrosion et une isolation thermique tandis que le tuyau en acier au carbone résiste de manière fiable à la pression et aux charges des puits.

La protection contre la corrosion de la technologie s'étend aux raccords filetés, grâce au système TK-Ring II. Conçu pour s'adapter à n'importe quel système de couplage, l'anneau est installé dans le joint entre chaque section de tuyau et permet toute la plage de tolérance de connexion. La technologie TK-Ring II est un concept à engagement mécanique qui résiste à toutes les contraintes bien induites, garantissant une transition affleurante, une étanchéité continue aux gaz, une protection contre la corrosion et une durée de vie prolongée des connexions en acier.

Prouver son potentiel

Plus de 70 millions de pieds de tuyaux TK-Liner sont installés dans des applications à haute température partout dans le monde. Le tuyau de plus grand diamètre précédemment revêtu était de 10 ¾", mais pour le marché géothermique des Pays-Bas, les opérateurs ont demandé des tuyaux revêtus jusqu'à 13-3/8" de diamètre.

NOV s'est lancé dans le développement de produits supplémentaires, notamment en affinant les processus de pompage pour les matières premières et les composants standard de Tuboscope. L'entreprise a pris un soin particulier à garantir que tous les composants, y compris la technologie TK-Ring II, les revêtements et les systèmes de connexion, fonctionneraient comme requis pour le diamètre intérieur le plus grand.

Un pompage à grande échelle a été effectué sur les canalisations « gratuites » des clients. Le produit de plein diamètre, y compris le plus grand prototype de produit TK-Ring II, a été assemblé et installé sans incident. Un important opérateur néerlandais a observé les tests d'installation et a jugé le produit TK-Liner de grand diamètre apte au service.