CC BY
32Беседина Анна Станиславовна
Кандидат юридических наук Независимый эксперт, уполномоченный на проведение антикоррупционной экспертизы нормативных актов, Председатель комиссии по общественному контролю, открытости власти и противодействия коррупции общественной палаты городского округа Люберцы, Руководитель юридического отдела ООО «Строительно-инвестиционная компания «САС»
e-mail: besedinaas@yandex.ru Стариннков Сергей Александрович
Старший менеджер центра разработки новых направлений деятельности
ПАО «Лукойл» e-mail: sergey. starinnov@lukoil .com
ВНЕСЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО РФ, ДЛЯ ПРОДВИЖЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
Аннотация. В статье рассмотрены строительные нормы и правила, разработанные для прокладки трубопроводов в нефтяной и газовой отрасли. Изложены предложения о формировании новых норм и правил, которые позволят использовать новые технологии при производстве трубопроводов из новых материалов. Использованы материалы, предоставленные ПАО «Лукойл», связанные с продвижением новых технологий в производстве трубопроводов для поставки нефти и газа.
Ключевые слова: нефтегазопроводы, новые технологии, стальные трубы, намоточные композитные пластиковые трубы, полиэтилен повышенной термостойкости, композитные трубы, проектирование нефтепроводов и газопроводов.
Besedina Anna S.
PhD in Law Independent expert authorized to conduct anti-corruption examination of regulatory acts, Chairman of the Commission for public control, transparency of the Government and anti-corruption of the Civic Chamber of Lyubertsy City District
Head of Legal Department LLC "Construction and Investment Company "SAS"
e-mail: besedinaas@yandex.ru Starinnov Sergey A., Senior manager of New business development center
PJSC Lukoil e-mail: sergey. starinnov@lukoil .com
IMPLEMENTATION OF NEW TECHNOLOGIES FOR THE PRODUCTION OF OIL REFINING COMPLEX ORGANISATIONS VIA MODIFICATION OF LEGISLATIVE NORMS AND RULES IN RUSSIA.
Annotation. The article analyses building standards and regulations of pipeline laying developed for the oil and gas industry. Several proposals on the establishment of new standards and regulations are presented, which shall allow the use of new technologies in the production of pipelines from new materials. Applicable data regarding the advancement of new technologies in oil and gas pipeline production was provided by PJSC Lukoil.
Keywords: New technologies, steel pipes, winding composite plastic pipes, high-temperature resistant polyethylene, composite pipes, high-strength fiberglass materials, design of oil pipelines and gas pipelines.
Строительные правила 284.1325800.2016 «Трубопроводы промысловые» утверждены Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации 16 декабря 2016 г. N 978/пр3 и введены в действие с 17 июня 2017 г. для нефти и газа. Правила проектирования и производства работ. В них указано, что для промысловых трубопроводов должны применяться трубы: стальные бесшовные, сварные прямошовные и спиральношовные изготовленные из спокойных и полуспокойных сталей.
Пункт СП 11.1.2 установлено, что при выборе материала труб и соединительных деталей следует руководствоваться требованиями на бесшовные и сварные стальные трубы для промысловых трубопроводов для нефтяной и газовой промышленности, эксплуатируемых при температуре до
3 Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 16 декабря 2016 г. N 978/пр СП 284.1325800.2016 Трубопроводы промысловые для нефти и газа. Правила проектирования и производства работ.
минус 60°С, установленными ГОСТ 31443. ГОСТ 31443-2012 Трубы стальные для промысловых трубопроводов. Технические условия. Требования ГОСТ поддержали Азербайджан, Беларусь, Казахстан, Киргизия, Россия. введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.
Согласно 11.1.3 СП, каждая партия труб должна быть обеспечена сертификатами качества, соединительные детали трубопровода - техническими паспортами предприятий-производителей с указанием приемо-сдаточных характеристик.
До начала сварочных работ трубы и соединительные детали трубопровода должны пройти входной контроль в порядке, установленном в организации, выполняющей сварочные работы. В сертификатах качества (паспортах) должны быть приведены сведения о химическом составе и механических свойствах[1].
11.1.4 Геометрические параметры заводской разделки кромок торцов труб для сборки под сварку устанавливают предприятия - изготовители труб, специальными требованиями в ТУ или спецификациями к контракту на поставку труб.
Таким образом СП устанавливает фактически материал, из которого должны быть изготовлены трубопроводы и способ их прокладки. А именно: стальные бесшовные, сварные прямошовные и спиральношовные изготовленные из спокойных и полуспокойных сталей. Укладка производится с применением сварки.
Настоящий свод правил распространяется на промысловые трубопроводы требования к промысловым стальным трубопроводам и распространяется на проектирование, производство и приемку строительно -монтажных работ при сооружении, реконструкции и капитальном ремонте промысловых стальных трубопроводов (далее - трубопроводы) номинальным диаметром до 1400 мм включительно с избыточным давлением среды не выше 32,0 МПа нефтяных, газовых, газоконденсатных месторождений.
- для газовых и газоконденсатных месторождений - газопроводы-шлейфы до входного крана на площадке промысла или сборного пункта (до зданий переключающей арматуры, полимерно-панельных анкерующих устройств или установок подготовки шлама);
- газосборных коллекторов от обвязки газовых скважин, газопроводы неочищенного газа, трубопроводы стабильного и нестабильного газового конденсата, независимо от их протяженности;
- трубопроводов для подачи очищенного газа и ингибитора в скважины и на другие объекты обустройства месторождений;
- трубопроводов сточных вод давлением более 10 МПа для подачи их в скважины для закачки в поглощающие пласты;
- метанолопроводов;
- ингибиторопроводов;
- нефтяных и газонефтяных месторождений - выкидные трубопроводы от нефтяных скважин, за исключением участков, расположенных на кустовых площадках скважин (на кустах скважин), для транспортирования продуктов скважин до замерных установок;
- нефтегазосборных трубопроводов (нефтегазопроводы) для транспортирования продукции нефтяных скважин от замерных установок до пунктов первой ступени сепарации нефти;
- газопроводов для транспортирования нефтяного газа от установок сепарации нефти до установок комплексной подготовки газа, установок предварительной подготовки или до потребителей;
- нефтепроводов для транспортирования газонасыщенной или разгазированной обводненной или безводной нефти от пункта сбора нефти и дожимной насосной станции до центрального пункта сбора;
- газопроводов для транспортирования газа к эксплуатационным скважинам при газлифтном способе добычи;
- газопроводов для подачи газа в продуктивные пласты с целью увеличения нефтеотдачи;
- трубопроводов систем заводнения нефтяных пластов и систем захоронения пластовых и сточных вод в глубокие поглощающие горизонты;
- нефтепроводов для транспортирования товарной нефти от центрального пункта сбора до сооружения магистрального транспорта;
- газопроводов для транспортирования газа от центрального пункта сбора до сооружения магистрального транспорта газа;
- ингибиторопроводов для подачи ингибиторов к скважинам или другим объектам обустройства нефтяных месторождений;
- газопроводов подземных хранилищ газа - трубопроводы между площадками отдельных объектов подземных хранилищ газа.
Таким образом нормы действующие на территории РФ установили, что для промысловых трубопроводов должны применяться трубы: стальные бесшовные, сварные прямошовные и спиральношовные изготовленные из спокойных и полуспокойных сталей.
В ведущих странах мира, занимающихся транспортировкой нефти и газа, имеются новые разработки по использованию материалов для трубопроводов. В России так же к таким материалам имеется интерес.
1. Полиэтилен повышенной термостойкости (PE-RT) Polyethylene of Raised Temperature resistance. На рынок поступил и материал PE-RT Hostalen 4731B. Полиэтилен изготавливается из этилена с коэффициентом выхода готовой продукции 1,040 (при этом конверсия этилена в полиэтилен в реакторах составляет 20-30%). Этилен получают при использовании в качестве сырья насыщенных углеводородов: этана, пропана и бутана. Выход этилена — до 50 %. Плотность пропан-бутановой смеси составляет в нормальных условиях (20гр.С) 1,85 кг/м3. Таким образом для годового производства 500 тыс. т полиэтилена потребуется 1 млрд м3 попутного газа.
2. Намоточные композитные пластиковые трубы
- Полиэтиленовая труба (Polyethylene Pipe)
- Термореактивная труба из стеклопластика (Fiberglass Reinforced Thermoset Pipe)
- Катушечная композитная армированная термопластичная труба (Spoolable Composite Reinforced Thermoplastic Pipe)
Используются различные материалы для усиления трубы, такие как
- Стеклопластик;
- Углегордное волокно;
- Арамидное волокно;
- Сталь.
Специалисты считают, что полиэтилен PERT имеет более низкую себестоимость (на 20-25%) при более высоких характеристиках, чем полиэтилен и полипропилен. Вследствие этого происходит постепенное замещение ПЭ и 1111 более совершенным PERT. Общий объем потребления всех видов ПЭ и 1111 в 2018 г. составило около 3,2 млн т. В ЕС в отдельных применениях PERT занимает долю до 70%. По консервативной оценке в РФ к 2025 г. замещение может составить около 30% или 1 000 тыс.т/год
Рынок стальных труб в РФ составляет около 10,2 млн т/год. Замещение полимерами в трубах прогнозируется на уровне 16,3%. С учетом, что вес полимеров в 3 раза меньше стали, потребление PERT для труб может достичь 550 тыс. т/год
Рынок строительных профилей в РФ оценивается в 4 млн год, потенциал замещения - до 10%. С учетом более низкого веча полимеров потребление PERT может составить более 100 тыс.т/год
Таким образом, потребность в PERT к 2025 г может достичь 1,65 млн т/год, через 2-3 потребуется минимум 500 тыс.т/год.
3. Намоточные композитные пластиковые трубы
Диаметр труб варьируется от 45 см до 2 м
1) Соединение труба-труба. Конец от одного барабана может быть прикреплен к началу трубы от второго барабана с помощью соединения между трубами, что исключает подземное фланцевое соединение.
2) Приварная шейка. Подобное соединение уменьшает вероятность утечки газа и нефти из-за человеческого фактора (например при затягивании болтов).
3) Фланцевое соединение. Используются подземные фланцевые фитинги для соединения двух труб с использованием стандартного фланцевого соединения. Преимущества использования намоточной композитной трубы включают в
себя:
- Экономически эффективны - дешевле в установке (до 40%) по сравнению со стальными трубами;
- Отсутствие сварки
- Труба может быть изготовлена большой длины, что потребует меньше соединений
- Не требует катодной защиты
- Устойчива к высоким температурам и давлению
- Низкие коэффициенты трения - высокая пропускная способность
- Быстрая установка
- Минимальное необходимое оборудование для установки
- Низкий экологический след
- Низкие расходы на перевозку Преимуществом считается:
- Траншейный
- Минимальное количество задействованного оборудования и персонала
- Быстрая установка
- Бестраншейная укладка
- Минимальное воздействие на окружающую среду
- Установка в 3 раза быстрее траншейного способа (до 6 км в день)
- Дешевле траншейного способа от 30% до 50%
- Горизонтально-направленное бурение
- Применяется для преодоления твердого грунта
- Минимальное воздействие на окружающую среду
- Применимо для трубопроводов длиннее 900 метров
Недостатки использования намоточной композитной трубы включают в себя:
- Срок эксплуатации до 50 лет, в зависимости от типа трубы и вида применения
- Ограниченный ассортимент труб (трубы выпускаются преимущественно малого диаметра)
- Места соединения трубы являются слабой частью конструкции
- Термореактивный слой может быть восприимчив к кислотным и едким химическим веществам.
С целью повышения эксплуатационной надежности промысловых трубопроводов целесообразно применение композитных труб из стеклопластика. Необходимо повысить долговечность промысловых нефтепроводов. Решением этой проблемы могут быть композитные материалы из стеклопластика, которые обладают необходимыми физико-механическими свойствами для эксплуатации труб на нефтяных промыслах.
Прочностные характеристики регулируются способом намотки стеклопластика, количеством слоев в композитном материале и высокой коррозионной стойкостью стеклопластика. Применение на нефтяных промыслах высокопрочных композитных материалов из стеклопластика является экономически выгодным; производство труб из стеклопластика более дешевое, чем из стали. Стеклопластик обладает малым удельным весом, что облегчает транспортировку и укладку труб.
В настоящее время на территории России эксплуатируются более 350 тыс. км промысловых трубопроводов. Ежегодно на промысловых нефтепроводах происходит до 70 тыс. аварий. Причиной аварий в преобладающем большинстве случаев являются коррозионные разрушающие процессы; 55 % от общего числа аварий приходится на долю нефтесборных систем, а 30-35 % - на долю коммуникаций поддержания пластового давления; 42 % труб на промысловых нефтепроводах не выдерживают пяти лет эксплуатации, а 17 % труб - даже двух лет . На ежегодную замену труб в нефтепромысловых сетях расходуется около 7-8 тыс. км труб, что эквивалентно примерно 400-500 тыс. т стали . Однако, на промыслах часто происходят аварии, связанные с износом стальных
трубопроводов из-за коррозионной активности перекачиваемой среды. От этого возрастают затраты на аварийный ремонт линейной части промысловых трубопроводов. Средний срок службы промысловых трубопроводов - от нескольких месяцев до 15 лет. В результате коррозии происходит загрязнение окружающей среды, снижение добычи нефти, повышение капитальных затрат на капитальный ремонт трубопроводов и на мероприятия по охране окружающей среды.
Основными причинами износа трубопроводов являются:
- недостаточные меры по защите промысловых трубопроводов от коррозии,
- сокращение расходов на обновление труб с антикоррозионным покрытием,
- отклонение от строительных норм и правил на этапе строительно -монтажных работ.
В данной ситуации наиболее очевидный выход - применять трубы, которые не подвержены коррозии, что позволит впредь не заботиться об антикоррозионном покрытии, не проводить ингибирование, исключить дорогостоящие ремонты и устранение утечек, получить трубопроводы со сроком безремонтной эксплуатации эквивалентным сроку разработки месторождений -до 20-50 лет. С точки зрения экономической эффективности одним из наиболее приемлемых вариантов решения данной проблемы является переход к композитным трубам.
Полимерные трубопроводы: PE-RT
Необходимые требования к трубопроводу предполагают устойчивость к воздействию давления и температуры. PE-RT - новый класс полиэтилена для производства труб. Уникальность нового класса полиэтиленовых материалов (PERT) заключается в получении хорошей долгосрочной гидростатической прочности при высоких температурах.
Из-за своих уникальных свойств стеклопластиковые трубы имеют следующее применение:
- транспортировка агрессивных сред;
- технологические трубопроводы для промышленных установок;
- транспортировка нефтепродуктов;
- системы сероочистки;
- системы пожаротушения;
- прокладка трубопроводов по морскому и речному дну;
- дымоходы для агрессивных сред;
Композиционные материалы применяются практически на всех этапах пути следования углеводородного сырья, начиная от промыслов и заканчивая потребителями. К областям использования композиционных материалов в нефтегазовой промышленности относят:
- Системы сбора нефти и газа;
- Системы поддержания пластового давления;
- Системы магистрального транспорта нефти и газа, морского транспорта углеводородов, в том числе и сжиженного природного газа;
- Системы распределения сырья и продуктов до конечного потребителя.
В процессе эксплуатации трубопроводов не происходит отложение солей и парафинов, что значительно снижает гидравлические потери. Температура эксплуатации от -50 до +120°С, что превышает температурный диапазон эксплуатации полимерных труб. У таких трубопроводов высокая стойкость к абразивному и гидроабразивному износу. Трубы могут иметь антистатическое покрытие (при необходимости). Высокая стойкость к воздействию бактерий обеспечивает хорошее качество питьевой воды. Стойкость к электрохимической коррозии исключает проведение мероприятий по электрохимической защите стеклопластиковых трубопроводов Диэлектрические свойства стеклопластика позволяют использовать трубы в качестве изоляционных изделий. Радиопрозрачность и низкая стоимость текущего ремонта, тоже является преимуществом. Срок эксплуатации стеклопластиковых труб выше в 10 и более раз, чем у металлических, что в комплексе с вышеперечисленным даёт ощутимый экономический эффект от замены металла стеклопластиком.
К преимуществам монтажа труб из стеклопластика можно отнести:
- безопасная и простая установка, не требующая большого количества персонала на месте установки трубопровода;
- сокращение затрат на обслуживание, эксплуатацию и плановый ремонт;
- высокий срок эксплуатации даже в условиях транспортировки агрессивных сред - от 30 лет;
- низкое сопротивление гидравлическое благодаря особой внутренней структуре (повышенная гладкость);
- невысокая масса труб позволяет легко проводить монтаж, ремонт или замену необходимого участка;
- полная безопасность и радиопрозрачность.
Трубы из эпоксидного пластика, армированного стекловолокном (GRE), используются для различных областей применения на береговых и морских нефтепромысловых объектах, где требуется защита от коррозии, в том числе в нефтехимическом комплексе.
Стеклопластиковая труба используется при добыче нефти, газа, газоконденсата,в качестве,внутрискважинных НКТ с установками ЭЦН, ШГН, ЭВН, газлифта и в системе ППД, обсадных труб линейного трубопровода от скважин до пункта сбора, от высокого до низкого давления.
Высокая прочность композитного материала позволяет применять эти трубы при внутреннем давлении до 25 МПа в сопровождении значительных осевых нагрузок и изгибающих моментов. КТ отличаются уникальной химической стойкостью, в том числе, в средах со значительной концентрацией сероводорода и углекислого газа. Стеклопластиковые трубы в 4-4,5 раза, легче стальных труб, характеризуются низким гидравлическим сопротивлением, и отсутствием "зарастания" внутреннего сечения. На внутренней поверхности этих труб практически не откладываются парафины и асфальтены. Эффективно их применение в условиях вибрационных, циклических и ударных нагрузок. Значительно меньшая жесткость в сравнении со стальными трубами позволяет успешно использовать их на трассах и в скважинах с уменьшенными в несколько раз радиусами кривизны.
Применение данной продукции позволит решить вопрос коррозии, солеотложения, отложения неорганических солей при эксплуатации нефтесборных трубопроводов и водоводов, образования гидратов, увеличения пропускной способности, увеличения срока службы оборудования.
Составные линейные трубы для добычи нефти и газа производятся размерами от 40 до 900 мм (11/2" - 36") в диаметре, способными выдержать давление от 150 psi (1,03 MPa) до 3500 psi (24,1MPa) в зависимости от размера и температур до 100°C (212°F).
Трубы высокого давления обычно используются для транспортировки высококоррозионных попутных материалов - воды и газа CO2 от ЦПУ до нагнетательных скважин. Кроме того, линейные трубы используются в качестве выкидных трубопроводов низкого и среднего давления, по которым транспортируются коррозионно активные вещества. Использование таких материалов сокращенные затраты на установку и эксплуатацию и существенно увеличит объем добычи.
Россия изучает соблюдение требований Американского нефтяного института (API) к качеству и рабочим характеристикам. Аттестация по API15HR и API15LR и APIQ1. В мире имеются ведущие производители США, Нидерланды, Италия, Германия, Великобритания.
Международный стандарт IS0/TS10465-1:20074 Underground installation of flexibleglass-reinforced pipes based on unsaturated polyester resin(GRP-UP) --Part1:Installation procedures (Подземная прокладка гибких армированных стекловолокном труб на основе ненасыщенных полиэфирны хсмол.
На сегодняшний день в Соединённых Штатах Америки действуют:
• API15 HR-Спецификация для стеклопластиковых труб высокого давления (Specificationfor High Pressure Fiberglass Line Pipe);
4 Утвержден и веден в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2013 г. №2421-ст идентичен международному стандарту ИСО 10467:2004 «Пластиковые трубопроводные системы для напорного и безнапорного дренажа и канализации. Армированные стекловолокном термореактивные пластики (GRP) на основе ненасыщенных полиэфирных смол»(ШО 10467:2004 «Plastics piping systems for pressure and non-pressure drainage and sewerage — Glass-reinforced thermosetting plastics (GPR) systems based on unsaturated polyester (UP) resin»).
• API15LR Спецификация для стеклопластиковых труб низкого давления (Specificationfor Low Pressure Fiberglass Line Pipe);
• API 15 S -Оценка гибких армированных пластиковых труб (Qualification of Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe)
• API 17 B -Практические рекомендации для гибких труб (Recommended Practice for Flexible Pipe)5)ASME
• B31.8 Газовые транспортные и распределительные трубные системы (Gas Transmission & Distribution Piping Systems)
• CSA Z662 Clause 13 -Системы пластиковых трубопроводов (Plastic Pipeline Systems)7
• ISO 13628-10:2006 -Спецификация для многослойных труб (Petroleum and natural gas industries —Design and operation of subsea production systems —Part 10: Specification for bonded flexible pipe)
• ISO 18226:2006 Армированные системы труб для газораспределения (Plastics pipes and fittings --Reinforced thermoplastics pipe systems for the supply of gaseous fuels for pressures up to 4 MPa (40 bar)
Российским производителям стеклопластиковых труб ввиду отсутствия действующих отечественных стандартов приходится при осуществлении своей деятельности ссылаться на зарубежные нормативные документы. Поэтому при создании стандартов в области использования стеклопластиковых труб в системах газораспределения необходимо:
- Установить единые требования к эксплуатационным свойствам композитных труб;
- Установить единые методы и оценки свойств;
- Разработать единые нормативные документы по проектированию нефтепроводов и газопроводов из композитных труб.
Применение материалов и изделий без сопроводительного документа, подтверждающего соответствие их требованиям технических регламентов, действующих стандартов или технических условий в России не допускается. Поэтому необходимо создание единой нормативной базы в области
использования полиэтиленовых труб, армированных стекловолокном при проектировании, строительстве и эксплуатации газотранспортных и нефтетранспортных сетей на территории Российской Федерации. Эта база должна включать не только общепринятые термины и определения, но и иметь надежную методику расчета в целях дальнейшего применения их на территории России.
Библиографический список.
1. Васильева О.Н., Журавлев М.Д. Рекомендации по формированию российской отрасли по обращению с отходами с учетом принципа «3 R» // Экономические науки. 2019. № 180. С. 97-101.
2. Osokina I.V., Afanasiev I.V., Kurbanov S.A., Lustina T.N., Stepanova D.I. Tax regulation and attraction of investments in the waste management industry: innovations and technologies // Amazonia Investiga. 2019. Т. 8. № 23. С. 369-377.
