20150302 DAGO Protocol Wanddiktemeting Datum: 10-3-2015 Door: Martin van der Hout Aan: RvdB, RK, AvA, RV, LA, TZ, WvZ, PW, PD, AdB, FS Ref: DAGO protocol wanddiktemeting bovengronds Auteur Martin van der Hout Versie 0.1 Fase Concept intern Planning Toetsing Extern deskundige: Intern DAGO Redigeer intern Definitief DAGO Aanbieding SodM Publiek Samenvatting DAGO staat voor Dutch Association Geothermal Operators en behartigt de belangen van de geothermie operators in Nederland. Daarbij delen DAGO leden kennis, die zoveel als mogelijk gedeeld wordt in uniforme protocollen en standaarden. Dit protocol is een werkbeschrijving van het meten van de wanddikte in bovengrondse geothermie installaties. Inleiding De leden van DAGO streven naar veilige en effectieve geothermische energieopwekking, waarbij putintegriteit als geheel moet zijn doorgevoerd om het risico van het vrijkomen van formatievloeistof gedurende de gehele levenscyclus te minimaliseren. Het beheer en de monitoring van corrosie wordt gezien als belangrijk onderdeel binnen de putintegriteit. Onderwerp Beoordelen, monitoren en beheren van de corrosieontwikkeling in het bovengrondse gedeelte van geothermieinstallaties, door gebruik van een portable ultrasone materiaaldiktemetingen. Stand van de techniek en referentie Portable ultrasone materiaaldiktemetingen worden al jaren gebruikt om de dikte van metaal na te meten. Daarbij bestaan twee grote voordelen: het is een non-destructieve methode en de meting biedt voldoende inzicht vanaf één kant van het metaal. Pagina 1 van 7
De reden van dit protocol Dit protocol is ten eerste opgezet om als eenduidig meetplan voor de bovengrondse installatie te dienen. Door steeds op dezelfde wijze te meten kunnen vergelijkingen in de tijd en onderling tussen installaties eenvoudig worden uitgevoerd. Methode en materialen Meetinstrumenten Portable ultrasone materiaaldiktemeters zijn handzaam in het gebruik. De materiaaldiktemeters moeten periodiek (elke 1 of 2 jaar) worden gekalibreerd. Hierover zijn diverse publicaties verschenen. De fabrikant levert bij de meters in de regel een kalibratievoorschrift en algemene gebruikershandleiding. Nauwkeurigheid De meetresolutie van handmeters is 0.01 mm, volgens de bron van fabrikanten, waarbij de meetnauwkeurigheid +/- 1% is. Als er gemeten wordt dan is het advies om de twee cijfers achter de komma te noteren en te middelen naar één cijfer achter de komma. Onbetrouwbare metingen tonen zich duidelijk, doordat de materiaaldiktemeter langere tijd nodig heeft voordat er een meting wordt getoond. Sla deze metingen niet op en noteer ze ook niet. Werkwijze Door metingen aan de bovengrondse installatie te herhalen in de tijd kan een tendens worden verkregen van de materiaal dikte van het metaal. Uiteraard dient daarbij steeds op dezelfde plaats gemeten te worden. Geef daarom steeds duidelijk aan waar welke metingen plaatsvinden, zo nodig met coderingen en markeringen op de installatie. De metingen dienen op verschillende plaatsen te worden uitgevoerd om een volledig beeld van de installatie te kunnen geven. Daarbij dienen de meetpunten op de installaties duidelijk gemarkeerd te worden, zodat deze eenvoudig zijn terug te vinden. Bij verticale leidingen in de geothermie kunnen metingen aan één kant van de leiding volstaan, omdat er geen drukverschil te verwachten is over de zijkanten van de leiding. Indien de leiding horizontaal geplaatst is, dan dient de leiding op drie verschillende plaatsen te worden gemeten: bovenop, aan de zijkant en aan de onderkant (0/90/180 0 ). Dit is noodzakelijk omdat in de leiding de mogelijkheid bestaat dat er verschillende fasen aanwezig zijn: formatiewater en gas. Indien er corrosie in de leiding plaatsvindt, kan de aanwezigheid van gas en water de mate van corrosie in de leiding beïnvloeden. Doe dit vooral dus op plaatsen met een mogelijke tweefasenstroming, rond de bochtstukken. (De binnenkant v/d bocht en de buitenkant v/d bocht zijn wel belangrijk om slijtage te meten, maar de meetpunten zijn moeilijk. Een meting op de zijkant van een bocht is betrouwbaarder. Het doel is om erosie te meten, dan moeten juist de meest gevoelige delen goed in kaart gebracht worden.) In de bijlage staat een voorbeeld van voorgestelde meetpunten. Randvoorwaarden Let bij het uitvoeren van de metingen op het volgende: - Plaats de meter bij iedere meting altijd loodrecht op de gemeten plaats Pagina 2 van 7
- Gebruik steeds voldoende contactvloeistof - Indien het gemeten vlak ruw is door bijvoorbeeld externe corrosie of aanslag, dan heeft dat effect op de meting. De aanslag kan verwijderd worden middels het afschuren van de corrosie. Schuur het metaal hier niet bij weg. - Indien het oppervlakte is geverfd kan dit effect hebben op de meting. Om hiervoor zekerheid te hebben dient dit te worden getoetst op stuk metaal met en zonder verf, indien beschikbaar. Warmtewerende coating heeft invloed op de meting. Helaas wordt de betrouwbaarheid van de meting daardoor beïnvloed. - De ultrasone meting is temperatuurafhankelijk, dus daarom is het belangrijk bij een zo stabiel mogelijke temperatuur te meten, bij voorkeur in een standaardsituatie bij een normaal werkende installatie met dito temperaturen. - Noteer bij metingen altijd temperaturen van installatie en omgeving. Deze cijfers zijn van belang tijdens vergelijking in de tijd. Metingen gedurende onderhoudswerkzaamheden Gedurende onderhoudswerkzaamheden biedt zich de mogelijkheid om onderdelen te meten die tijdens een werkend proces onbereikbaar zijn. Daarbij is de diktemeting van de productietubing tussen wellhead en ESP gewenst. Deze productietubing wordt uit de productieput gehaald indien er een storing aan de ESP is of onderhoud moet plaatsvinden. Het spreekt voor zich dat deze metingen niet standaard geagendeerd kunnen worden. Meetfrequentie Corrosiemodellen die toegepast worden in de geothermie in Nederlandse omstandigheden zijn tot op heden weinig tot niet gevalideerd met praktijkdata. In de eerste jaren van de productie is een vaste frequentie van de bovengrondse wanddiktemetingen gewenst, minimaal 5 maal met een tussentijd van steeds een half jaar (aanbeveling met inzichten 2015). Dit betekent dat twee jaar na start productie voldoende data beschikbaar is om de trend te bepalen. Na juiste interpretatie van de data kan dan een aanpassing van de meetfrequentie plaatsvinden. Het werkplan putintegriteit behandelt ook de corrosiemonitoring en het onderhoudsplan en zal heldere richtlijnen in de meetfrequentie opleveren. Vanuit de inzichten die uit frequente metingen zullen ontstaan zal de meetfrequentie worden aangepast. Resultaten De verwerking van de resultaten kunnen in een standaard (excel of word) rapportage plaatsvinden. Foto s van de meetplaatsen maken de rapportage van de metingen duidelijk en verklaren veel indien de rapportage extern wordt besproken. Als bijlage is een rapportage als voorstel toegevoegd dat te gebruiken is voor een algemene installatie. Discussie Op basis van de trend in de metingen kan gesteld worden hoe de wanddikte verandert. Afname van het materiaal kan plaatsvinden door corrosie. Toename van de wanddikte is ook mogelijk, indien neerslag (scaling) van bijvoorbeeld lood uit het reservoirwater aan de orde is. In eerdere tests is aangetoond dat scaling niet met een ultrasoon wanddiktemeter kan worden aangetoond. Indien scaling aanwezig is, dan is een ultrasoonmeting vanaf de buitenwand wel mogelijk. Het kan zijn dat de meting dan wel minder snel door de meter wordt uitgevoerd, waardoor het kan lijken dat de Pagina 3 van 7
meting minder nauwkeurig wordt bij scaling. Mogelijk dat dit veroorzaakt wordt doordat geluidsgolven op de scheiding tussen leidingmateriaal en scaling kunnen terugkaatsen en mogelijk een echo opleveren van de volgende scheiding (tussen scaling en water). De reden waardoor de wanddikte verandert kan divers van aard zijn. Om deze discussie goed uit te voeren kan het noodzakelijk zijn specialisten te betrekken en vergelijkingen met andere installaties te maken. Erosie kan de wanddikte laten afnemen! Scaling kan de wanddikte laten toenemen! Het type scaling bepaalt of deze wordt waargenomen door de wanddiktemeter. In de praktijk is geconstateerd dat de scaling de meting meer onbetrouwbaarheid geeft en dat het dan langer duurt een meetwaarde te krijgen. Indien veranderingen worden gemeten verdient het aanbeveling deze te relateren aan de dikte van de gemeten plaats. Gebruik de opgegeven specificaties van de toeleverancier of fabrikant ten tijde van de ingebruikname van de installatie. Een nul-meting is vele malen betrouwbaarder dan de specificaties van de geleverde buizen. De productie-toleranties zijn groot ca. 10%, dus op een wanddikte van 10mm mag de afwijking al 1mm zijn. Het meten van relatieve veranderingen in een installatie op een bepaald moment is met de ultrasoonmeting goed mogelijk. Bij herhaling van metingen in de tijd is het belangrijk om steeds op exact dezelfde plaats te meten. Conclusies Uit de verwerking van de resultaten en de discussie komen conclusies. Er dient in het formuleren van de conclusies rekening te worden gehouden met het volgende: 1. Het verloop van de metingen in de tijd 2. De variatie tussen de metingen 3. Het vergelijk tussen het verloop van de metingen in de tijd en de variatie tussen de metingen 4. Algemeen vergelijk van de meetomstandigheden: bepaal en leg vast dat deze vergelijkbaar zijn. 5. Leg vast dat de metingen en de rapportage ervan worden samengevat en aangeboden aan de operator, conform het onderhoudsplan en interne aflegging verantwoordelijkheden Aanbevelingen Dit protocol dient binnen het V&G plan worden opgenomen en geagendeerd. De plan/do/check/act dient na iedere meting plaats te vinden. Plan: inpassing protocol wanddiktemeting in onderhouds en monitoringsplan, uiteindelijk onder V&G plan Do: uitvoeren van de metingen, verwerken van de meetdata, rapporteren Pagina 4 van 7
Check: resultaten van de metingen toetsen aan eerdere metingen, samenvatten in management rapportage en intern communiceren. Act: op basis van algemene beoordeling en interne discussie algemene conclusie formuleren. Actieplan op basis van deze conclusies vastleggen en uitvoeren. Indien deze acties verbeterende aanpassingen in dit DAGO protocol wanddiktemetingen betekenen, dienen deze binnen deze binnen het DAGO operatorsoverleg besproken te worden. Pagina 5 van 7
Bijlage Voorgestelde meetpunten: Algemeen: bij ieder onderdeel in de installatie wordt gemeten achter de afsluiter, indien aanwezig. Opmerking Installatieonderdeel Plaats 0, 90 o, Wellhead producer** Voor 1 e afsluiter Na 1 e afsluiter Voor 2 e afsluiter Na 2 e afsluiter Horizontale leiding tussen wellhead en separator* Afhankelijk van lengte 0, 90 o, Separator/Ontgasser/Degasser* Separator in 0, 90 o, Gasleiding uit 0, 90 o, Separator uit 0, 90 o, Gaskoeler* 0, 90 o, Horizontale leiding tussen separator en boosterpomp* of filter Afhankelijk van lengte 0, 90 o, Boosterpomp 1* Boosterpomp in Bij elke boosterpomp Boosterpomp uit Filterinstallatie 1 Voor zakkenfilter Bij iedere filter? Na zakkenfilter Voor kaarsenfilter Na kaarsenfilter Warmtewisselaar 1 Wisselaar in zout Bij elke warmtewisselaar? Wisselaar uit zout Wisselaar in zoet Wisselaar uit zoet Injectiepomp 1 Pomp in Bij elke injectiepomp Pomp uit Horizontale leiding tussen injectiepomp en wellhead Welhead injector Afhankelijk van lengte Voor 1 e afsluiter Na 1 e afsluiter Voor 2 e afsluiter Na 2 e afsluiter 0, 90 o, *Indien aanwezig **De wellheads hebben verschillende wanddiktes. Gebruik een tekening om te bepalen waar nauwkeurig gemeten kan worden. Pagina 6 van 7
Pagina 7 van 7