DIN EN 15112-2006 External cathodic protection of well casings English version of DIN EN 15112 2006-10《套筒的外部阴极保护》.pdf

1、Oktober 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 23.040.99; 77.060!,iR“9709347www.din.deDDIN

2、 EN 15112uerer kathodischer Korrosionsschutz von Bohrlochverrohrungen;Deutsche Fassung EN 15112:2006External cathodic protection of well casings;German version EN 15112:2006Protection cathodique externe des cuvelages de puits;Version allemande EN 15112:2006Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag

3、 GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 35 SeitenDIN EN 15112:2006-10 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 219 Kathodischer Korrosionsschutz“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI (Grobritannien) gehalten wird. Das zustndige deutsche Gremium ist der Arbeits

4、ausschuss NA 062-01-71 AA Korrosion und Korrosions-schutz“ im Normenausschuss Materialprfung (NMP). EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 15112 Juli 2006 ICS 23.040.99; 77.060 Deutsche Fassung uerer kathodischer Korrosionsschutz von Bohrlochverrohrungen External cathodic protection of

5、 well casings Protection cathodique externe des cuvelages de puits Diese Europische Norm wurde vom CEN am 19. Juni 2006 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denendieser Europischen Norm ohne jede nderu

6、ng der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listendieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch,

7、 Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationale

8、n Normungsinstitute von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland,Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien,Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen

9、Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind

10、weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN 15112:2006 DEN 15112:2006 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen5 3 Begriffe .5 4 Beschreibung und Beurteilung der Korrosionsrisiken7 4.1 Allgemeines7 4.2 Beschreibung der Korrosion

11、srisiken 7 4.3 Beurteilung des Korrosionsrisikos8 5 Voraussetzungen fr die Anwendung des kathodischen Korrosionsschutzes8 5.1 Allgemeines8 5.2 Elektrischer Durchgang 9 5.3 Elektrische Isolierung .9 5.4 Ausrstung fr den kathodischen Korrosionsschutz 10 5.5 Anodenbett 10 5.6 Sicherheitsanforderungen .

12、 10 6 Planung des kathodischen Korrosionsschutzes 11 6.1 Allgemeines. 11 6.2 Verfahren des Spannungsabfallprofils. 11 6.3 Methode der Polarisationskurve . 12 6.4 Mathematisches Verfahren basierend auf Praxistests . 12 6.5 Simulation des kathodischen Korrosionsschutzes eines Bohrloches. 12 7 Messung

13、des Potenzials zwischen Bohrloch und Erdboden am Bohrlochkopf 13 7.1 Allgemeines. 13 7.2 Messpunkte . 13 7.3 Verfahren zur Potenzialmessung Interpretation. 14 8 Zustzliche Ausrstung fr den kathodischen Korrosionsschutz 14 Anhang A (normativ) Spannungsabfallprofil 15 Anhang B (informativ) Verfahren d

14、er an einem Bohrloch verwendeten Polarisationskurve . 22 Anhang C (informativ) Bestimmung durch Berechnung der Potenzialverschiebung am Bohrlochgrund und des Bohrloch/Boden-Widerstandes. 24 Literaturhinweise . 33 EN 15112:2006 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (EN 15112:2006) wurde vom Technischen Komit

15、ee CEN/TC 219 Kathodischer Korrosionsschutz“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Januar 2007, und etwaige entgegenstehende nation

16、ale Normen mssen bis Januar 2007 zurckgezogen werden. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Itali

17、en, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. EN 15112:2006 (D) 4 Einleitung Bohrlochverrohrungen fr Gas, l und Wasser sind normale

18、rweise einzementiert, sodass die Rohrleitungen im Boden verankert und auch die verschiedenen geologischen Formationen voneinander isoliert sind. Dies ist notwendig, um einen Flssigkeitsaustausch zwischen den unterschiedlichen geologischen Schichten zu vermeiden. Im Kontakt mit Zement sind Sthle in e

19、inem passiven Zustand und daher vor jeder Art uerer Korrosion geschtzt, ausgenommen, wenn der Zement Chloridionen enthlt. Es ist jedoch nicht immer mglich, eine durchgngig gute Zementation aller ueren Oberflchen zu erreichen. Diese blanken verbleibenden Oberflchen knnen in Kontakt zu mehr oder wenig

20、er aggressiven Schichten stehen. Weiterhin knnen diese Oberflchen elektrochemische Zellen mit den einzementierten metallischen Teilen bilden. Die anodischen Bereiche, die die schlecht einzementierten Teile sind, stellen die Korrosionsbereiche dar. Im Allgemeinen sind uere Korrosionseffekte gering, b

21、esonders bei neueren Bohrlchern, da diese die meiste Zeit gut einzementiert sind. Manchmal jedoch weisen Bohrlochzementationen Zementationsfehler auf, und Studien haben gezeigt, dass die durchschnittliche Zeit bis zum Auftreten von Leckagen von verschiedenen Faktoren, wie dem geologischen Aufbau, de

22、r Dicke der Schichten und dem Verrohrungsstahl abhngt. Die Erfahrung hat auch gezeigt, dass die Situation entscheidend verbessert werden kann, wenn uerer kathodischer Korrosionsschutz fr die Bohrlochverrohrung angewendet wird. Bei der Entscheidung, kathodischen Korrosionsschutz anzulegen oder nicht,

23、 sollten Umgebungsaspekte bezglich Gas-, l- oder Wasserbohrlchern bercksichtigt werden. EN 15112:2006 (D) 5 1 Anwendungsbereich Diese Europische Norm legt Methoden fest, die benutzt werden, um uere Korrosionsgefahren sowohl von Bohrlochverrohrungen zu bewerten als auch Manahmen und Gerte, die einges

24、etzt werden, um Korrosion der mit dem Boden kontaktierten ueren Teile der Verrohrungen zu verhindern. Diese Europische Norm gilt fr jedes Gas-, l- oder Wasserbohrloch mit metallischer Verrohrung, egal ob zementiert oder nicht. Unter besonderen Bedingungen jedoch (flache Verrohrung: z. B. 50 m und ho

25、mogener Boden) kann EN 12954 genutzt werden, um kathodischen Korrosionsschutz zu erreichen und dessen Wirksamkeit einzuschtzen. Diese Europische Norm beschreibt auch die Techniken, die die Bestimmung des fr den Schutz erforderlichen Stromes erlauben und die korrekte Betriebsweise der eingebauten Ger

26、te fr den kathodischen Korrosionsschutz sicherstellen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug

27、 genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 12954:2001, Kathodischer Korrosionsschutz von metallischen Anlagen in Bden und Wssern Grundlagen und Anwendung fr Rohrleitungen EN 60079-10, Elektrische Betriebsmittel fr gasexplosionsgefhrdete Bereiche Teil 10: Einteilung der explosionsgefhr

28、deten Bereiche (IEC 60079-10:2002) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach EN 12954 und die folgenden Begriffe (siehe auch Bild 1). 3.1 Verrohrung (oder Bohrlochverrohrung) Rohrtour von der Erdoberflche ausgehend zur Fhrung eines Bohrlochs ANMERKUNG Die Verrohrung ist i

29、m Allgemeinen von auen ber die gesamte Lnge oder ber eine Lnge einzementiert, die ausreichend ist, um eine gute Verankerung und eine gute Stabilitt zwischen Frder- oder Lagerzone und der Oberflche zu gewhrleisten. Diese Rohrtour ermglicht: den Eintritt von Flssigkeit aus oberen Schichten zu verhinde

30、rn; dem Druck der durchquerten geologischen Schichten standzuhalten; die Innenseite des Bohrlochs vom umgebenden Erdreich zu trennen; das Bohren zur Frder- oder Lagerzone fortzusetzen; die Rohrtour von der Oberflche bis zur Frder- oder Lagerzone zu treiben. Es knnen zwei oder mehr Rohrtouren oder Ve

31、rrohrungen ineinander in einem Bohrloch angewendet werden: Ankerrohrtour: Eine Verrohrung, die von der Oberflche bis zu einer Tiefe verluft, die ausreichend ist, um jegliches Eindringen von Oberflchenwssern oder Erde in das Bohrloch zu verhindern; Zwischenrohrtour: Eine Verrohrung, die vom Erdboden

32、hinunter bis zu einer bergangstiefe sitzt. Diese bergangstiefe befindet sich zwischen dem Rohrauslauf an der Oberflche und der Frder- oder Speicherzone; Frderrohrtour: Eine Verrohrung, die von der Oberflchen bis zur Frder- oder Speicherzone verluft. Das unterste Ende der Frderrohrtour kann sich zwis

33、chen oberem oder unterem Ende dieser Zone befinden. EN 15112:2006 (D) 6 3.2 Keller ausgeschachteter Bereich an der Erdoberflche, der fr die Aufnahme des Bohrlochkopfes und von Sicherheitseinrichtungen gedacht ist BEISPIEL Sicherheitsventile. 3.3 Zementation Ttigkeit und deren Ergebnis, welche eine g

34、ute Verankerung der Bohrlochverrohrung im Boden und eine gute Dichtheit zwischen verschiedenen geologischen Schichten sicherstellt ANMERKUNG Gleichzeitig kann diese Zementation Korrosion entgegenwirken. 3.4 Zentrierung Vorrichtung, die aus einem Satz Metallklingen oder -krben besteht, die um die Roh

35、re einer Rohrtour angebracht sind, um diese entweder in dem offenen Loch (in den Boden gebohrtes Loch) oder innerhalb von Rohren mit grerem Durchmesser, in dem die betrachtete Rohrtour eingebaut ist, zentriert zu halten. Diese Vorrichtung kann auch genutzt werden, um den elektrischen Durchgang zwisc

36、hen zwei konzentrischen Rohrtouren sicherzustellen. 3.5 Komplettierung Vorgang und dessen Ergebnis, das darin besteht, ein Bohrloch zu verrohren, um einen ordnungsgemen Betrieb entsprechend den geltenden Betriebs- und Sicherheitsbestimmungen zu gewhrleisten 3.6 Feldleitung Rohrleitung, die das Bohrl

37、och mit der Station verbindet 3.7 Liner Rohr, das die gleiche Funktion wie die Zwischenrohrtour oder Endrohrtour hat, aber in einer Zwischenrohrtour abgehngt ist 3.8 Frderpacker konzentrische Vorrichtung zur Sicherstellung der Dichtheit des Ringraumes zwischen der Zwischenrohrtour oder Liner und der

38、 Frderrohrtour 3.9 Rohrschuh zylindrisches Element, das an dem unteren Teil der jeweiligen Rohrtour angebracht ist und das erlaubt, die Verrohrung im Bohrloch zu platzieren (Fhrungsschuh). Wenn er mit einem Ventil ausgerstet ist, erleichtert es die Bohrlochzementation (Zementationsschuh) 3.10 Produk

39、tionsrohrtour Rohrtour mit ihrer zustzlichen Ausrstung, innerhalb der Verrohrung, die das Flieen von l, Gas oder Wasser zwischen Frder- oder Speicherzone und Erdoberflche ermglicht 3.11 Bohrlochkopf Vorrichtung, die am obersten Bereich des Bohrloches angebracht ist. Er dient zum Abhngen der verschie

40、denen Rohrtouren und der Sicherstellung der Dichtheit der verschiedenen Ringzwischenrume. Am Bohrlochkopf sind Ventile angebracht, um den Zugang (Druckberwachung, Probennahme) zu den verschiedenen Ringrumen zu ermglichen. Die Vorrichtung ermglicht einen guten elektrischen Durchgang zwischen allen Ro

41、hrtouren EN 15112:2006 (D) 7 Legende 1 Erdoberflche 2 Ankerrohr 3 Zementation 4 Produktionsrohrtour 5 Rohrschuh 6 Ringraum 7 Frderrohrtour 8 Produktionsliner 9 Produktionspacker 10 Zwischenrohrtour Bild 1 Typische Bohrlochsausrstung 4 Beschreibung und Beurteilung der Korrosionsrisiken 4.1 Allgemeine

42、s Korrosion kann an der ueren Oberflche der Bohrlochverrohrungen auftreten. Diese Korrosion kann zu gefhrlichen Schden, wie z. B. Verlust von Produkt, Wasser, Gas oder l, Schden am Bohrloch und dessen Ausstattung (interne Ausrstung), Schden an der Umwelt, z. B. mglicher Austausch zwischen den versch

43、iedenen geologischen Formationen, fhren. Es besteht ebenfalls die Mglichkeit der Personengefhrdung. Ob kathodischer Korrosionsschutz fr das Bauwerk eingerichtet werden muss, sollte unter Bercksichtigung der Korrosionsrisiken bewertet werden. 4.2 Beschreibung der Korrosionsrisiken Aus technischen Grn

44、den sollten Bohrlochverrohrungen generell zementiert werden. Unter solchen Bedingungen ist Stahl passiv. Sein Potenzial ist unter dem Zement gleichmig, und die Korrosionsgefahr ist verringert. In diesem Fall sollte kein kathodischer Korrosionsschutz notwendig sein. EN 15112:2006 (D) 8 Durch die Hete

45、rogenitt der Bden, die beim Bohren durchquert werden, und besonders durch die Heterogenitt der mechanischen Eigenschaften dieser Bden ist es jedoch nicht immer mglich, eine durchgehende Zementschicht, die die gesamte Stahloberflche bedeckt, zu gewhrleisten. Wegen dieser nicht homogenen Zementschicht

46、 knnen einige Teile der Oberflche der Verrohrung Kontakt zum ueren Medium haben. Elektrochemische Makrozellen (Stahl/Zement und Stahl/Medium) entstehen, die Korrosion der anodischen Bereiche (Stahl im Medium) zur Folge haben. Wenn keine isolierende Verbindung zwischen dem Bohrloch und der Rohrleitun

47、gsoberflche besteht, knnen solch schdliche Makrozellen auch zwischen der Verrohrung und blanken oder schlecht beschichteten Teilen des erdverlegten Bauwerks auftreten, die die anodischen Teile der Makrozelle werden. Die durch Strme zwischen den Makrozellen verursachte Korrosion ist strker, wenn Bode

48、nschichten mit geringem spezifischem Widerstand durchquert werden. Risiken von Korrosionsschden mssen besonders bercksichtigt werden, wenn die geplante Lebensdauer lang ist (abhngig von der Lage, den Betriebsbedingungen); das Verfahren und die Ausfhrung der Zementation nicht oder schlecht zementiert

49、e Bereich als Ergebnis haben; Streustrme auftreten; geologische Schichten unterschiedlicher Art durchquert werden. 4.3 Beurteilung des Korrosionsrisikos Die vorherigen Informationen sollten lediglich eine allgemeine Vorstellung bezglich der beteiligten Korrosionsrisiken geben. Normalerweise wird ein Korrosionsrisiko durch Messen des Bauwerk/Elektrolyt-