Нефтепромысловые трубопроводы из гибких труб Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

УДК 622.692.4.076:620.197

г.л. гребенькова, заведующая лабораторией конструкционных полимеров и защитных покрытий, e-mail: [email protected]; А.с. Янгирова, инженер лаборатории конструкционных полимеров и защитных покрытий ООО «Башнефть-Геопроект», e-mail: Yа[email protected]

нефтепромысловые трубопроводы из гибких труб

За последние годы разработано множество способов противокоррозионной защиты нефтепромысловых трубопроводов, направленных на обеспечение надежности трубопроводных систем. В статье рассматривается опыт эксплуатации гибких полимерно-металлических труб в ОАО «АНК «Башнефть», а также проблемы, связанные с их применением. Этот опыт при всех особенностях эксплуатации трубопроводов может быть интересен и для других предприятий страны.

Решение проблемы аварийности нефтепромысловых трубопроводов во многом зависит от эффективности средств противокоррозионной защиты. Одним из наиболее эффективных и технологичных методов противокоррозионной защиты является внедрение трубопроводов в коррозионно-стойком исполнении.

В целях обеспечения коррозионной и механической прочности трубопроводов в нефтегазодобывающей компании ОАО АНК «Башнефть» применяются наиболее эффективные методы противокоррозионной защиты. Планомерная целенаправленная работа, проводимая в компании на протяжении последних двадцати лет, позволила накопить ценный опыт по эксплуатации различных типов коррозионно-стойких трубопроводов (КСТ).

Широкое распространение в 90-е годы в ОАО АНК «Башнефть» получили гибкие полимерно-металлические трубы (ГПМТ). На сегодняшний день протяженность ГПМТ составляет 15 % от парка трубопроводов в коррозионно-стойком исполнении [1].

Гибкие трубы имеют следующие конструктивные элементы: внутреннюю герметизирующую оболочку, выполненную из полиэтилена низкого дав-

ления; внутренний и наружный повив металлокорда (или стальной ленты) с промежуточными технологическими прослойками; внешнюю защитную оболочку. Гибкие трубы соединяются между собой при помощи фланцевых законцовок. ГПМТ предназначены для питьевого и технического водоснабжения, строительства трубопроводов, транспортирующих нефть, газ, агрессивные жидкости [2]. Основные преимущества данного вида труб - простота и высокая скорость строительства трубопровода без при-

влечения спецтехники; возможность эксплуатации в высокоагрессивных нефтепромысловых и нефтехимических средах; гибкость и большая строительная длина (трубы длиной до 200 м поставляются в бухтах или намотанными на барабан); высокий экономический эффект (за счет кратного повышения сроков службы, снижения аварийности и простоев трубопровода). Стоит также отметить, что стоимость строительства трубопровода из гибких труб снижается за счет незначительных затрат на строительство: отсутствуют очистные,

-■— протяженность ГПМТ, км

удельная аварийность ГПМТ, отказ/км

Рис. 1 Динамика внедрения и показатели удельной аварийности нефтепроводов из ГПМТ

\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕШТЕГАЗ \\

№ 6 \\ июнь \ 2010

изоляционные и сварочные работы, упрощена укладка труб в траншею, сокращены транспортные затраты, сроки строительства трубопровода, потребность в средствах механизации и трудозатраты [3].

Согласно отраслевым нормативным документам, срок службы коррозионно-стойких трубопроводов должен быть не менее 25 лет. Однако ряд объективных и субъективных факторов влияет на прогнозируемую долговечность труб. Необходимо отметить, что отказы стальных труб происходят, как правило, по причине коррозионного разрушения, тогда как аварийность КСТ - результат конструктивных недостатков и нарушения технологических процессов производства, транспортирования, хранения, строительства и эксплуатации коррозионно-стойких трубопроводов. Отказы КСТ вызваны субъективными факторами, которые должны быть исключены из производственного процесса или максимально снижены [4]. На рисунке 1 показана динамика внедрения и удельной аварийности нефтепроводов из ГПМТ. За последние 7 лет протяженность остается примерно

Рис. 2 Динамика отказов ГПМТ

100

80

60

40

20

0

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

год

□ Срок эксплуатации до 5 лет; ■ Срок эксплуатации свыше 5 лет Рис. 3 Соотношение отказов ГПМТ с различным сроком эксплуатации

flir gf320 $f"-ir

Тепловизор для обнаружения мест утечек газа в режиме реального времени и обычной тепловизионной диагностики

Легко и быстро обнаруживает точное местоположение даже незначительных утечек углеводородов. Осуществляет мониторинг крупных утечек на безопасном расстоянии.

• Диапазон измеряемых температур от -40 °С до +350 °С

• Встроенная видеокамера, цифровой фотоаппарат и лазерный целеуказатель

• Встроенная система GPS позволяет установить точное место возникшей утечки

Термограмма четко показывает место утечки:

-Бензола

-Этанола

-Этилбензола

-Гептана

-Гексана

-Изопрена

-Метанола

-Бутана

-Этана

-Метана

-Пропана

-Этилена

-Полипропилена

-Метилэтилкетона

-Метилизобутилкетона -Октана -Пентана -Пентена-1 -Толуола

-Диметилбензола -и др.

□иЕРГАМ

www.pergam.ru

Эксклюзивный представитель FLIR в России и СНГ:

(495) 775-75-25 (495)682-13-89 (495) 682-70-54

1 29085, г. Москва, пр-д Ольминского, ЗА Факс: (495)616-66-14 E-mail: [email protected]

Сервисный центр: Тел./ф.: (495) 686-05-78 E-mail: [email protected] http:// www.myservice.ru

ЗАЩИТА DT KОPPОЗИИ

Рис. 4 Образец ГПМТ с места отказа нефтепровода

заводской брак прочие

Ю% 5% снижение

прочностных характеристик армирующих элементов трубы 49%

превышение давления

Рис. 5 Причины отказов ГПМТ г ¿фу^ Ы'-■< !С' I

Внутренний слой_\

Рис. 6 Гибкие высокопрочные полиэтиленовые трубы Anaconda™

на одном и том же уровне. Показатель удельной аварийности ГПМТ значительно снизился за последние годы и составляет 0,008 отказ/км. Начиная с 2001 г. удельная аварийность ГПМТ снизилась в десять раз (рис. 2). В 2009 г. на объектах ОАО АНК «Башнефть» произошло 11 отказов ГПМТ. Если рассматривать отказы ГПМТ с различным сроком эксплуатации (рис. 3), можно отметить, что до 2000 г. преобладали отказы на трубопроводах со сроком эксплуатации до 5 лет. После 2000 г. картина резко поменялась. Это объясняется тем, что до 1998 г. внутренняя камера ГПМТ изготавливалась из полиэтилена высокого давления (ПВД), прочностные свойства которого после пяти лет эксплуатации значительно снижаются. С 1998 г. в производстве труб применялся только полиэтилен низкого давления, а трубы из ПВД постепенно выводятся из эксплуатационного фонда. [5]

Установлено также, что прочностные характеристики металлокорда тоже значительно снижаются в процессе эксплуатации ГПМТ, особенно в средах, насыщенных сероводородом. На рис. 4 представлен образец ГПМТ, вырезанный с места отказа нефтепровода. Причина отказа - снижение прочностных характеристик армирующих элементов трубы.

Результаты обследований образцов ГПМТ, проведенных за последние 8 лет, показали, что 49 % отказов произошло из-за снижения прочностных характеристик армирующих элементов трубы в процессе эксплуатации, а также ухудшения механических свойств полиэтилена по сравнению с исходными значениями; 13 % отказов ГПМТ - в результате нарушения режимов эксплуатации (превышение давления); 23 % отказов ГПМТ приходится на строительный брак; 10% - на заводской брак; 5 % - на прочие причины (рис. 5).

Анализ причин отказов ГПМТ показал, что металлическая арматура под воздействием агрессивных сред подвержена интенсивному коррозионному разрушению. Поэтому актуальным на сегодняшний день является использование в гибких полимерных трубах коррозионно-стойкой арматуры. Такими являются полиэтиленовые трубы, армированные арамидными или

КАЧЕСТВО ПРОФЕССИОНАЛАМ

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

ГАЗОПРОВОДЫ

НЕФТЕПРОВОДЫ

ТЕПЛОПРОВОДЫ

ВОДОПРОВОДЫ

ТРУБОПРОВОДЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

интервалы для изоляции и ремонта линейных участков трубопроводов

материалы для изоляции стыков,

-'котадифтводов трубопроводов

материалы для ремонта покрытий

ООО «ГЕФЕСТ-РОСТОВ» 344064, г. Ростов-на-Дону, пер. Технологический, д. 5 8 (863) 277-44-01,277-77-93 Торговый Дом, Москва 8 (499) 148-17-13,148-49-03 Торговый Дом, Ростов-на-Дону 8 (863) 277-77-93,277-44-01 e-mail: [email protected]

www.gefestrostov. ru

ИЗОЛЯЦИЯ СТАЛЬНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И КОНСТРУКЦИЙ

603058, г. Нижний Новгород, ул. Новикова-Прибоя, д. 4 тел./факс: (831)258-39-58,258-39-66 e-mail: [email protected]; http://www.ruiz.ru

Uf]boм изоляция

полиэфирными нитями (ПАСНТ). Эти трубы производятся ЗАО «Сибгазап-парат» (г. Тюмень) и ООО «Технология композитов» (г. Пермь). ЗАО «Сибгазаппарат» производит намотку армирующих лент, которые предварительно изготавливаются на специальной технологической линии.

В ООО «Технология композитов» освоено производство полиэтиленовых труб, армированных синтетическими нитями (рис. 6). Линия позволяет изготавливать трубы с наружным диаметром от 63 до 160 мм. Гибкие высокопрочные полиэтиленовые трубы Anaconda™ производятся путем намотки армирующих нитей на внутренний слой,что позволяет повысить производительность линии и упростить технологический процесс.

Для нефтепромысловых трубопроводов применяются в основном недорогие полиэфирные нити (с прочностью на разрыв свыше 900 МПа), позволяющие поднять номинальное рабочее давление до 4,0 МПа. Соединение ПАСНТ между собой производится сваркой, которая осуществляется в два этапа: сваркой встык нагретым инструментом с последующим удалением наружного грата и сваркой при помощи соединительных муфт с закладными нагревателями. Полу-

ченное таким образом соединение прочнее тела трубы и выдерживает значительные кратковременные и длительные нагружения внутренним давлением.

Обладая повышенной прочностью, ПАСНТ сохранили основные преимущества гибких полиэтиленовых труб.

Строительство и эксплуатация трубопроводов из ПАСНТ ведутся на таких предприятиях, как «Лукойл», «Тат-нефтепром», «Ставропольнефтегаз», «Краснодарнефтегаз», «Укрнафта», «Приволжская нефтяная компания», НПО «Сатурн» и др. [6] Данные трубы прошли лабораторные и стендовые испытания в лаборатории конструкционных полимеров и защитных покрытий ООО «Башнефть-Геопроект», в настоящее время в НГДУ «Уфанефть» проводятся натурные испытания образцов труб и соединений. После двух лет опытной эксплуатации технические показатели труб соответствуют нормативным требованиям. По мере накопления опыта проектирования, строительства, эксплуатации и ремонта трубопроводов из полиэтиленовых армированных синтетическими нитями труб, использования новых перспективных материалов возможно повышение эксплуатационных характеристик труб и расширение области их применения.

Литература:

1. Надзор и анализ эксплуатации коррозионно-стойких трубопроводов, испытания конструкционных полимеров. Отчет об инженерно-технологической работе. - Уфа: ООО «Башнефть - Геопроект», 2009. - 261 с.

2. ТУ 3667-017-00147275-03 Трубы гибкие полимерно-металлические. Технические условия. - Уфа: ДООО «Башнипинефть», 2003. - 10 с.

3. СТО 03-175-2005 Инструкция по монтажу и эксплуатации трубопроводов из гибких полимерно-металлических труб. - Уфа: ОАО «АНК «Башнефть», 2005. - 49 с.

4. Гребенькова Г.Л., Сафонов Е.Н., Терегулов Р.Р., Агапчев В.И. Анализ работоспособности коррозионно-стойких трубопроводов // Нефтегазовое дело, 2004.

5. Сафонов Е.Н., Гарифуллин И.Ш., Низамов К.Р., Гребенькова Г.Л. Эффективность применения противокоррозионных покрытий на объектах ОАО «АНК «Башнефть» // Нефтяное хозяйство, - 2007. - № 4. - 71 - 73 с.

6. Пепеляев В.С., Тараканов А.И. Полиэтиленовые трубы, армированные синтетическими нитями, для нефтепромысловых трубопроводов. // Интервал. Передовые нефтегазовые технологии, - 2006. - № 9. - 33 - 37 с. Ключевые слова: нефтепромысловые трубопроводы, полимерные трубы, опыт эксплуатации гибких трубопроводов

WWW.NEFTEGAS.INFO