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Aug 02, 2023

Innovative Liner-Technologie hält Korrosion in Geothermiebrunnen fern

Wie können Geothermiebetreiber die Korrosionsprobleme in ihren Bohrlöchern bewältigen? Das bewährte TK-Liner-System von NOV verspricht eine zuverlässige und kostengünstige Lösung. Erdgas ist derzeit der wichtigste Energieträger

Wie können Geothermiebetreiber die Korrosionsprobleme in ihren Bohrlöchern bewältigen? Das bewährte TK-Liner-System von NOV verspricht eine zuverlässige und kostengünstige Lösung.

Erdgas ist derzeit die wichtigste Energiequelle für die Beheizung von Gebäuden, Gewächshäusern und industrieller Infrastruktur in den Niederlanden. Das Land geht aktiv von der Nutzung von Erdgas weg und ersetzt es durch nachhaltige Energiequellen, einschließlich Warmwasser, das aus geothermischen Quellen gewonnen wird. Durch die Bereitstellung nachhaltiger Wärme versprechen Geothermiebrunnen die Stärkung der Wirtschaft und die Energieautarkie des Landes.

Der Geothermiemarkt ist in den Niederlanden nicht neu, steht jedoch vor großen Herausforderungen, die seine langfristige Rentabilität einschränken könnten. Geothermiebetreiber bauten ihre Bohrlöcher in der Vergangenheit mit knappen Budgets und verwendeten für die Bohrlochummantelung kostengünstigen Kohlenstoffstahl. Aber die typische Betriebsumgebung eines erheblichen Teils dieser Bohrlöcher – Wassertemperaturen zwischen 85 °C und 95 °C, Flüssigkeiten mit hohem Salzgehalt und die Anwesenheit von Sauerstoff – trägt zu einer stark korrosiven Umgebung für Kohlenstoffstahl bei.

Herkömmliche Lösungen stellen Herausforderungen dar

Die Öl- und Gasindustrie bekämpft Korrosion in ihren Kohlenstoffstahlrohren üblicherweise mit chemischen Korrosionsinhibitoren. Doch der jüngste Widerstand gegen den Einsatz chemischer Korrosionsinhibitoren in den Niederlanden schränkt den langfristigen Einsatz solcher Chemikalien in zukünftigen geothermischen Anwendungen ein.

Andere mögliche Lösungen erweisen sich als problematisch. Korrosionsbeständige Legierungen mit hohem Chromgehalt (CRAs) können korrosiven Angriffen standhalten, CRA-Rohre können jedoch bis zu zehnmal so teuer wie Kohlenstoffstahl sein und schwer zu beschaffen sein.

Einige Geothermiebetreiber haben einwandige Rohre aus glasfaserverstärktem Epoxidharz (GRE) in Betracht gezogen. Aufgrund der Bohrlochbedingungen kann dieses Rohr jedoch keine ausreichende strukturelle Integrität bieten, insbesondere in den Gewindebereichen.

Eine zuverlässige, robuste Lösung

Angesichts der langen Amortisationszeiten ihrer Bohrlöcher benötigen Geothermiebetreiber intelligente Bohrlochkonstruktionen mit kostengünstigen Materialien, um einen zuverlässigen, jahrzehntelangen Betrieb zu gewährleisten. Auf der Suche nach nichtchemischen und CRA-freien Lösungen für ihre Korrosionsherausforderungen wandten sich Betreiber in den Niederlanden an NOV und seine Tuboskopprodukte. Seit mehr als 80 Jahren sorgt Tuboskop für hervorragenden Korrosionsschutz, hydraulische Verbesserung und Ablagerungsminderung in rohrförmigen Gütern.

Für die besonderen Anforderungen von Geothermiebrunnen bietet die Tuboscope TK(TM)-Liner-Technologie einen leistungsstarken Korrosionsschutz. TK-Liner-Produkte bestehen aus einem dünnwandigen GRE-Liner, der in ein Rohr aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl einzementiert ist. Die Auskleidung bietet eine wirksame Korrosions- und Wärmedämmbarriere, während das Kohlenstoffstahlrohr Druck und Bohrlochbelastungen zuverlässig standhält.

Der Korrosionsschutz der Technologie erstreckt sich dank des TK-Ring II-Systems auch auf die Gewindeverbindungen. Der Ring ist so konzipiert, dass er zu jedem Kupplungssystem passt. Er wird in die Verbindung zwischen den einzelnen Rohrabschnitten eingebaut und ermöglicht den gesamten Verbindungstoleranzbereich. Die TK-Ring II-Technologie ist ein mechanisch wirkendes Konzept, das allen brunneninduzierten Belastungen standhält und einen bündigen Übergang, eine durchgehende gasdichte Abdichtung, Korrosionsschutz und eine längere Lebensdauer der Stahlverbindungen gewährleistet.

Sein Potenzial unter Beweis stellen

Mehr als 70 Millionen Fuß TK-Liner-Rohre werden weltweit in Hochtemperaturanwendungen installiert. Das bisher ausgekleidete Rohr mit dem größten Durchmesser hatte einen Durchmesser von 10 ¾“, doch für den niederländischen Geothermiemarkt forderten die Betreiber ausgekleidete Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 13-3/8 Zoll.

NOV begann mit der weiteren Produktentwicklung, einschließlich der Verfeinerung der Pumpprozesse für die Standardrohstoffe und Komponentendesigns von Tubscope. Das Unternehmen achtete besonders darauf, dass alle Komponenten – einschließlich der TK-Ring II-Technologie, Liner und Verbindungssysteme – bei dem größeren Innendurchmesser die erforderliche Leistung erbringen.

Die Pumpen wurden in vollem Umfang an kundenseitigen „Free-Out“-Rohren durchgeführt. Das Produkt mit vollem Durchmesser, einschließlich des größeren Produktprototyps TK-Ring II, wurde ohne Zwischenfälle zusammengebaut und installiert. Ein großer niederländischer Betreiber beobachtete die Installationstests und hielt das TK-Liner-Produkt mit großem Durchmesser für einsatzbereit.

Bis heute hat Tuboskop viele tausend Meter TK-Liner-Systeme für den niederländischen Geothermiemarkt geliefert, in den Größen 7 5/8“, 9 5/8“, 10 ¾“ und 13 3/8“. Der Liner verwendet handelsübliche Standard-Basisrohre mit unveränderten Premium-Verbindungen, die von Tuboskop unterstützt und durch das Lizenznehmernetzwerk der Gewindeinhaber unterstützt werden.

„Bisher wurden neun Bohrlöcher erfolgreich in diesem spannenden, aufstrebenden Markt eingesetzt“, sagt Tom McLaughlin von Tubscope. „Wir freuen uns, Ihnen mitteilen zu können, dass wir bedeutende neue Verträge für Projekte im Jahr 2022 in den Niederlanden abgeschlossen haben.“

Weitere Informationen zur TK(TM)-Liner-Technologie von NOV finden Sie unter https://www.nov.com/products/tk-liner.