Лекція Промислові трубопроводи
Класифікація промислових трубопроводів
Трубопроводи, які транспортують продукцію свердловини на площах нафтових родовищ, поділяються:
за призначенням – на нафтопроводи, газопроводи, нафтогазопроводи, водопроводи.
за напором – на напірні і безнапірні.
за робочим тиском – на трубопроводи високого (6,4 МПа), середнього (1,6 МПа) і низького (0,6 МПа) тиску.
за способом прокладання – на підземні, наземні і підводні.
за функціональним призначенням – на викидні лінії, які йдуть від устя свердловини до групової замірної установки; нафтові, газові, водяні і нафтогазоводяні збірні колектори; товарні трубопроводи.
за гідравлічною схемою роботи – прості трубопроводи без розгалужень і складні трубопроводи з розгалуженням.
Трубопроводи, які транспортують воду до нагнітальних свердловин для ППТ поділяються на:
а) магістральні водопроводи, які починаються біля насосних станцій другого підйому;
б) підводні водопроводи, які прокладаються від магістральних водопроводів до КНС;
в) розвідні водопроводи, які прокладені від КНС до нагнітальних свердловин.
Перелічені трубопроводи за напором поділяються на трубопроводи з повним і неповним заповненням труби рідиною.
Трубопроводи з повним заповненням перерізу труби рідиною називаються напірними, а трубопроводи з неповним заповненням перерізу можуть бути як напірними, так і безнапірними.
Нафта до АГЗУ транспортується викидними лініями за рахунок перепаду тиску.
Викидні лінії в залежності від дебіту свердловин приймаються діаметром від 75 до 150 мм і прокладаються під землею. Довжина може досягати до 4 км.
Від АГЗУ до ДНС або УПН прокладається збірний колектор діаметром від 200 до 500 мм і протяжністю від 5 до 10 км.
Сортамент труб
При спорудженні нафтопромислових комунікацій використовують сталеві труби із маловуглецевих і низьколегованих сталей, які добре зварюються (сталь 10, сталь 20, 17Г1С). Ці труби випускають безшовними, електрозварними, спіральнозварними. Безшовні труби великих діаметрів виготовляють гарячекатанними, малих діаметрів –холоднокатанними.
Найбільше поширення в промисловому спорудженні отримали безшовні гарячекатані труби із зовнішнім діаметром 57 - 426 мм, довжиною від 4 до 12,5 м, що виготовляються із спокійної сталі марок сталь 10, сталь 20.
Порядок проведення робіт при спорудженні трубопроводу.
1. Риття траншей
2. 3варювання трубопроводу
3. Ізоляція трубопроводу
Укладання у траншеї
Спорудження штучних переходів
Випробування на герметичність і міцність.
Засипання траншеї.
Риття траншеї проводять на глибину нижче рівня промерзання ґрунту.
Зварюють вручну діаметром до 800 мм і автоматично більше 800мм.
Випробування на герметичність і міцність трубопроводу здійснюється наступним чином: на трубопроводі з обох кінців приварюють глухі заглушки з краниками для випуску повітря, після чого трубопровід заповнюється без тиску водою. До заповненого водою трубопроводу під’єднують насос і створюють необхідний тиск, який підтримують на протязі 30 хв. Якщо за цей час тиск в трубопроводі не знизився на 0,05 МПа, то трубопровід вважається герметичним.
Тиск опресування не повинен перевищувати 1,5 Рр (півторакратного робочого тиску).
Корозія трубопроводів.
За характером взаємодії металу труб з середовищем розрізняють два основних типи корозії:
- хімічну;
- електрохімічну.
Хімічною корозією називають процес руйнування всієї поверхні металу при його контакті з хімічно агресивним агентом. При цьому не виникає і не проходить в металі електричний струм.
Прикладом хімічної корозії може служити руйнування внутрішньої поверхні трубопроводу при перекачуванні нафти, яка містить сірку.
Електрохімічна корозія - це процес руйнування металу, який супроводжується утворенням і проходженням електричного струму. При електрохімічній корозії на відміну від хімічної, на поверхні металу утворюється не суцільне, а місцеве руйнування.
Захист трубопроводів від корозії.
Існує два способи захисту трубопроводів і резервуарів від ґрунтової корозії: пасивний і активний.
До пасивного захисту трубопроводів відносяться ізоляційні покриття з різних матеріалів.
Конструкція покриття мастики МБПІ-Д-1
Назва шару |
Кількість шарів |
Товщина, мм |
Праймер |
1 |
0,05 - 0,07 |
Мастика МБПІД-1 |
1 |
3,0 ± 0,50 |
Стрічка полівінілхлоридна (ПВХ-стрічка) |
1 |
0,40 - 0,60 |
Захисна обгортка |
1 |
0,60 |
При тривалій експлуатації трубопроводів і резервуарів, захищених тільки ізоляційними покриттями виникають наскрізні корозійні пошкодження вже через 6-8 років, а при наявності електрокорозії – через 2-3 роки. Для підвищення довговічності, крім захисту поверхні протикорозійними покриттями, застосовують активні методи захисту, до яких відноситься катодний і протекторний метод.
Протекторний захист
Цей захист здійснюється за допомогою електродів. Проходить за рахунок різниці потенціалу металу труби і спеціальних матеріалів (Zn, Мg). Джерела енергії не потрібно, але витрачається багато кольорових металів.
а - протекторний захист; 1 - трубопровід (катод К); 2 - ізольований провід: 3 - протектор (заглиблений в землю сплав металів),
Рисунок – Принципова схема протекторного захисту труб від корозії
Катодний захист
Суть катодного захисту – це створення від’ємного потенціалу на поверхні трубопроводу, завдяки чому запобігаються втрати електричного струму з труби, який супроводжується корозійним роз'їданням. В якості анодних заземлювачів використовують залізокремнієві і графітизовані електроди.
Відстань між трубопроводом і анодом становить 100-200 м.
Одна станція катодного захисту обслуговує трубопровід довжиною 10-15 км.
Рисунок – Принципова схема катодного захисту труб від корозії
б - катодний захист; 1 - джерело постійного струму; 2 - ізольований провід; 3 - трубопровід із зіпсованою бітумною ізоляцією; 4 - анод (А) (заглиблене залізо); 5 - дренаж (місце під'єднання ізольованого проводу 2 з трубою); 6 – протикорозійне покриття
Захист трубопроводів від внутрішньої корозії
Для запобігання внутрішньої корозії трубопроводів застосовують різні лаки, епоксидні смоли, цинко-силікатні покриття і інгібітори.
Методи боротьби з відкладаннями парафіну.
Використання високонапірної (до 1,47 МПа) герметизованої системи збору нафти і газу.
Використання (ППУ).
Покриття внутрішніх поверхонь трубопроводів різними лаками, смолами.
Використання поверхнево-активних речовин.
Застосування теплоізоляції.
6. Використання гумових куль (торпед).
ЛЕКЦІЯ