Petrol-doğalgaz ve jeotermal kuyularında yeni üretilen ısı yalıtım malzemeleri kullanılarak ısı kayıplarının engellenmesi

Tezde, yeni ve yerli olarak üretilen yalıtım malzemeleri ile yüksek sıcaklık gradyentine maruz bırakılan çıplak borulardaki boru ve ekipman hasarının en aza indirilerek enerji giderlerinin düşürülmesi ile farklı özelliklerdeki petrol, doğalgaz ve jeotermal sahalarında kullanılan kuyu ekipmanları ve tijlerdeki ısı kayıplarının azaltılarak özellikle yüksek viskoziteli nano-newtonlu petrol üretim sahalarındaki boru tıkanmalarının önüne geçilmesiyle tubing malzemelerde oluşan hasarların bertaraf edilmesi hedeflenmektedir. Bahsedilen ihtiyaçlara cevap verebilecek, perlit ve bor gibi ülkemizin kaynak bakımında dünyaca üstün rezervlerine sahip olduğu malzemeler kullanılarak yüksek ısı yalıtım özelliği sağlayan yerli ve yeni ısı yalıtım malzemelerin üretilmesi hedeflenmiştir. Çalışmamızda öncelikle farklı özelliklere sahip yalıtım numuneleri üretilmiş olup numunelerin mekanik ve ısıl özellikleri ASTM ve EN standartlarına göre tespit edilmiştir. Daha sonra, üretilen numunelerin test özellikleri karşılaştırma yapılıp tüm numunelerin ortalama özelliklerini gösteren K1 numunesi boru kaplama malzemesi olarak seçilmiştir. Son aşamada ise Ansys fluent programı kullanılacarak mevcut petrol üretim sahasının sistem modeli çıkarılmış olup farklı kalınlıklarda giydirilmiş boruların ısı kayıpları tespit edilmiştir. Mekanik ve ısıl test sonuçlarına göre üretilen yalıtım malzemesinin (K1) mevcut petrol kuyularında kullanılan seçilmiş referans malzemeye (G sınıfı beton) göre basınç dayanımında ve özgül ısısı değerlerinde sırasıyla % 99 ve % 27 azalma meydana gelirken ısıl yayılım değerinde % 25 artma olduğu görülmüştür. Üretilen yalıtım numunelerinin ısıl iletkenlik ve yoğunluk değerleri karşılaştırıldığında ise referans numunesine göre sırasıyla %92 ve % 91 oranında azalma olduğu tespit edilmiştir. Ansys modelleme sonuçlarına göre üretim borularındaki petrol çıkış sıcaklığı yalıtımsız boruda 23.7°C iken, 1 cm, 4 cm ve 10 cm kalınlıklarda izolasyon malzemesi ile kaplanmış borularda petrol çıkış sıcaklığı sırasıyla 27.4°C, 31.1°C ve 36.1°C olmuştur. Bununla birlikte, 1 cm, 4 cm ve 10 cm kalınlıklarda izolasyon malzemesi ile kaplanmış borularda ısı kaybı değerlerinde yalıtımsız boruya göre sırasıyla %8.3, %16.3 ve %27.1 oranında azalma olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre geliştirilen yöntemin mevcut petrol-jeotermal üretim kuyularında kullanımı ile birlikte mevcut üretimlerin arttırılması hedeflenmektedir.