Thermal Insulation of Tubing in the Petroleum Industry

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Wärmeverluste sind ein Hauptproblem der Erdölindustrie. Besonders in der Erdölgewinnung kann das Abkühlen von produzierten Flüssigkeiten durch Paraffin- und Asphaltenabscheidung zu einer Verringerung der prouzierten Menge führen. Durch die thermische Isolierung des Steigrohres im Bohrloch kann ein Energieverlust und damit ein Abkühlen verhindert werden. In dieser Arbeit wird eine Steigrohr-Isolierung aus verschiedenen Materialien analysiert, darunter Polyproylen-Schaum, Kalziumsilikat, Mineralwolle, Polyurethan-Schaum, Fiberglas und Aerogel. Zusätzlich wurde ein Einfluss durch das Anbringen auf der Innen- bzw. Außenseite der Steigrohre untersucht, sowie die Isolationsdicke betrachtet. Durch die Variation der drei Parameter Material, Anbringungsfläche und Schichtdicke konnte eine optimale Variante für die Isolierung von Steigrohren gefunden werden. Zur Untersuchung der Varianten diente Schlumberger PIPESIM, eine Simulations-Software aus dem Erdölbereich. Dort wurde der Effekt der Isolierung auf die Produktionsrate, das Temperaturprofil und die Druckverluste im Steigrohr betrachtet. Zusätzlich wurde die Auswirkung auf unterschiedliche Öldichten (gemessen in API-Grad) simuliert. In Hinblick auf eine breite Anwendbarkeite wurden die Produktion von leichten (36° API), mittleren (26° API) und schweren Ölen (16° API) simuliert. Die Resultate der Untersuchung zeigen, dass eine Steigrohr-Isolierung positive Effekte auf Temperatur- und Druckverluste im Bohrloch hat und damit auch die Produktionsrate verbessert werden kann. Als optimale Variante zeigte sich die Verwendung von einer Schicht aus Aerogel. Dabei schnitt die Beschichtung der Innenfläche des Steigrohres besser ab als jene der Außenflächen. Es konnte auch ein deutlicher Effekt der Schichtdicke auf die Isolationswirkung gezeigt werden. Die Arbeit zeigt schlussendlich, dass die Isolation von Steigrohren in der Erdölindustrie vor allem für die Produktion von schweren Ölen von Bedeutung ist, da hier die größte Verbesserung erzielt werden kann.

Details

Titel in ÜbersetzungThermische Isolierung von Steigrohren in der Erdölindustrie
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung29 Jun 2018
StatusVeröffentlicht - 2018