دراسة حول تحسين نظام العزل لخزانات النفط الخام في البيئات الباردة في القطب الشمالي

تواجه خزانات النفط الخام في البيئات الباردة في القطب الشمالي تحديات درجات الحرارة القصوى (من -20 درجة مئوية إلى -40 درجة مئوية في الشتاء، وأدنى مستوى -52 درجة مئوية)، مما يتطلب حل مشكلات هبوط الأساسات في التربة الصقيعية، وهشاشة المواد في درجات الحرارة المنخفضة، وزيادة فقدان الحرارة. تستخدم أنظمة العزل التقليدية مواد الصوف الصخري/البولي يوريثين، وتصميمات هيكلية مركبة (مثل تركيبة طلاء ZS-211+ZS-221)، ولكنها تنطوي على مخاطر تأثير الجسور الحرارية وشيخوخة الختم.

تركز خطة التحسين على ثلاثة جوانب: 1) ترقية المواد، باستخدام أنابيب فولاذية معزولة بالبولي يوريثين (معامل التوصيل الحراري 0.033 واط/م·ك) مع تركيبة طلاء نانو، لقمع فقدان الحرارة تحت -50 درجة مئوية؛ 2) الابتكار الهيكلي، تصميم جدار مزدوج مع قناة فحص حلقية 0.5 متر، ومستشعرات ألياف بصرية مدمجة لتحقيق مراقبة الشقوق بدقة 0.1 مم؛ 3) التحكم الذكي، نظام تسخين ديناميكي يعتمد على خوارزمية PID لتمكين خفض استهلاك الطاقة بنسبة 30٪.

تشير التطبيقات العملية إلى أن فقدان الحرارة في النظام المحسن قد انخفض بنسبة 35٪، وانخفضت تكاليف الصيانة بنسبة 25٪، وزاد العمر الافتراضي إلى 30 عامًا. يستخدم مشروع قطبي شمالي معين بناءً معياريًا مسبق الصنع، مما يقلل من فترة البناء بنسبة 40٪، ويلبي بشكل شامل متطلبات معايير API 650 و GB 50341.