BR0303473B1

BR0303473B1 - processo para remoção de incrustações de sais em tubulações metálicas.

Info

Publication number: BR0303473B1
Application number: BR0303473A
Authority: BR
Inventors: De Barros Marcio Paes; Denise Cunha Cabral; Celso Marcelo Franklin Lapa; De Sampaio Paulo Augusto Berquo
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2012-11-27
Also published as: BR0303473A

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DA PATENTE DE INVENÇÃO: "PROCESSO PARA REMOÇÃO DE INCRUSTAÇÕES DE SAIS EM TUBULAÇÕES METÁLICAS".

A presente invenção refere-se a processo de tratamento térmico para a remoção de incrustações de sais em tubulações metálicas por meio de tensões térmicas provocadas artificialmente. O processo aqui proposto consiste na generalização dos princípios físicos utilizados na remoção destas incrustações (presentes em maior número na indústria do petróleo) para remover todos os depósitos salinos em tubulações de quaisquer dimensões e qualquer seção transversal interna (elíptica, circular, etc.). As incrustações de sais em equipamentos são um problema freqüente e antigo na indústria especialmente indústria do petróleo, especificamente na exploração. Efluentes aquosos, tais como água contendo cátions de metais alcalinos e/ou alcalinos terrosos (Ba2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Na+), juntamente com ânions (HCO 3, S02"3 e S02"4), são encontrados freqüentemente nos campos de produção de óleo bruto. Quando a concentração destes ions assume determinado valor e sob condições especiais, ocorre uma precipitação dos sais formados por estes ions (CaCO3, BaSO4, SrSO4). Este fenômeno propicia a formação de incrustações salinas no interior das tubulações metálicas presentes neste ambiente.

No atual estado da arte é freqüente, a remoção destas incrustações por tratamentos químicos tradicionais (ataque por ácidos HF ou HCl) ou por agentes complexantes (EDTA). As incrustações de BaSO4, SrSO4, contudo, não são sensíveis a estes tratamentos e constituem-se num problema em aberto para a indústria moderna.

O aparecimento destas incrustações salinas constituem um problema real para o desempenho, segurança e durabilidade das tubulações marítimas. Sua presença perturba sensivelmente o fluxo de óleo ou qualquer efluentes através das tubulações e, em alguns casos, chegam a obstruí-la completamente.

Além do fato destes depósitos salinos constituírem-se numa obstrução mecânica à vazão através dos tubos marítimos, estes podem conter materiais radioativos em sua composição. Isto ocorre porque os isótopos de rádio, presentes na água do mar, tendem a se precipitar com o BaSC>4, aumentando assim, sua concentração junto a estas incrustações. Este acúmulo de material radioativo presente nestas incrustações pode gerar níveis de atividade superiores aos permitidos para liberação ambiental e provocar doses por exposição aos trabalhadores envolvidos no processo de desobstrução ou mesmo contaminação pessoal num eventual contato. Este fato cria um problema adicional grave quanto ao passivo ambiental de qualquer pretenso método de remoção.

Atualmente, as companhias de petróleo possuem um grande inventário de resíduos radioativos oriundos da desobstrução mecânica destas incrustações (método relacionado nas patentes US Patent 5, 474, 097). Este grande volume de rejeito é acondicionado em tambores e armazenado em depósitos específicos. O método proposto, por trabalhar em circuito fechado, não permite que os particulados gerados sejam espalhados na atmosfera, tornando este método, radiologicamente seguro.

Ciente desse problema, o requerente desenvolveu o processo proposto por essa patente, permite a retirada eficiente do material incrustado, bem como a posterior reutilização dos tubos. O processo apresenta claras vantagens sobre os outros processos existentes, uma vez que a experiência prática das companhias de petróleo na utilização dos métodos por agentes químicos ou por abrasão mecânica, citados anteriormente, mostra que, em muitas oportunidades, não se consegue a desobstrução completa dos tubos, fato este que inviabiliza a reutilização dos mesmos.

De acordo com a invenção, o processo proposto consiste no aquecimento da tubulação (duto petrolífero) total ou parcialmente numa faixa de temperatura entre 300 C - 600 C (dependendo da espessura da incrustação), através de uma fonte de calor/aquecimento

O aquecimento induzido gera tensões térmicas na rede cristalina dos depósitos salinos que dada a disposição geométrica destes depósitos (circular concêntrica) provoca seu desprendimento, começando de suas camadas mais superficiais (interiores no sentido radial). O material desprendido é coletado num recipiente coletado na extremidade do tubo. Cabe lembrar, que temperaturas desta ordem não afetam a estrutura cristalina da liga metálica dos tubos, preservando assim suas propriedades mecânicas após o processo. O presente processo pode resolver plena e definitivamente o problema do reaproveitamento dos dutos petrolíferos. Como as incrustações contém material radioativo e o fato dessas incrustações serem retiradas das tubulações, isso permite que as mesmas sejam melhor condicionada e depois armazenadas em recipientes mais seguros e compactos, reduzindo substancialmente o potencial de contaminação radioativo e passivo ambiental característico dos processos tradicionais.

Claims

1. Processo para remoção de incrustações de sais em tubulações metálicas, caracterizado por remover incrustações contidas nas tubulações utilizadas em exploração de petróleo, essencialmente CaC03, BaS04 e SrS04, podendo conter materiais radioativos, como isótopos de rádio, de ocorrência natural em sua composição, que tendem a precipitar com os referidos sais, compreendendo as seguintes etapas: (a) Aquecer a tubulação, total ou parcialmente, utilizando uma fonte de calor numa faixa de temperatura entre 300°C e 600°C; (b) Coletar as incrustações salinas desprendidas em recipiente localizado na extremidade da tubulação para posterior tratamento do rejeito gerado.

2. Processo para remoção de incrustações de sais em tubulações metálicas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecimento da tubulação, total ou parcialmente, gera tensões térmicas na rede cristalina das incrustações salinas e promove o seu desprendimento a partir das camadas mais aderentes à superfície da parede da tubulação no sentido radial.

3. Processo para remoção de incrustações de sais em tubulações metálicas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de aquecimento da tubulação depende da espessura das incrustações.

4. Processo para remoção de incrustações de sais em tubulações metálicas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as tubulações metálicas constituem dutos de quaisquer dimensões e de qualquer seção transversal interna utilizados em operações de exploração de petróleo.