10.2 Охрана окружающей среды при эксплуа­тации трубопроводов

Источниками загрязнения окружающей среды при эксплуатации промысловых трубопроводов являются:

• потери легких фракций нефти и газов при их транспортировке;

• утечки нефти через неплотности во фланцевых соединениях, сварных швах, арматуре;

• коррозионное разрушение трубопроводов;

• порывы трубопроводов в результате пульсации давления;

• аварии.

Борьба с потерями нефти и газов осуществляется путем применения организационно-технических мероприятий и специальных технических средств снижения потерь.

К организационно-техническим мероприятиям относятся в основ­ном методы рациональной организации эксплуатации всего ком­плекса установок и трубопроводных коммуникаций с соблюдением всех правил по эксплуатационному уходу за ними.

Одним из важнейших условий является всемерная герметизация всей системы транспорта нефти, для чего проводится постоянная проверка герметичности трубопроводов, арматуры и оборудования. Свое­временно устраняют неплотности в сварных швах трубопроводов, проверяют наличие прокладок во всех фланцевых соединениях и плотность их закрепления болтами, производят перенабивку сальниковых соединений, следят за состоянием всей установленной арматуры.

Для предотвращения коррозионного разрушения трубопроводов предусматривается защита поверхности про­мысловых трубопроводов противокоррозионными покрытиями (пассивный способ), а также катодная и протекторная защиты (активный способ).

Для предохранения трубопроводов от внутренней коррозии применяют различные лаки, эпоксидные смолы, цинко-силикатные покрытия и ингибиторы, которым, бес­спорно, принадлежит первое место.

Для напорной однотрубной системы сбора нефти и газа и для трубопроводов в сильно пресеченной местности характерны пульсации нефтегазовой смеси. Они вызываются тем, что в пониженных местах трубопровода скапливается жидкость, а в повышенных – газ. При перекрытии сечения трубы жидкостью газ проталкивает жидкость в виде пробки.

Пульсация давления определяется амплитудой и частотой колебаний давления в единицу времени. Интенсивность пульсации возрастает с увеличением длины коллек­торов до 1500 м и затем выравнивается.

Волны пульсаций давления распространяются по трубопроводу со скоростью звука и вызывают колебания не только трубопрово­да, но и связанных с ним опор и оборудования, что может приве­сти к порывам нефтепроводов и внутрипромысловых коллекторов и создать другие аварийные ситуации.

Различаются высокочастотные и низкочастотные микропуль­сации. Первые связаны со стуктурой движения газожидкостного потока и зависят от скорости и частоты прохождения газовых или водяных пробок и некоторых физических свойств нефти, газа и воды.

Исследованиями установлено, что с пониже­нием межфазового натяжения систем (газа или жидкости) ампли­туда пульсации давления уменьшается. Повышение плотности нефтяного газа также способствует уменьшению амплитуды пуль­сации. Вязкость жидкости на амплитуду пульсации практически не влияет.

Низкочастотные пульсации обычно связаны с накоплением в трубопроводах водяных пробок. Максимальные амплитуды мик­ропульсаций наблюдаются в области пробково-диспергированной структуры нефтегазоводяного потока.

Для предотвращения обра­зования низкочастотных микропульсаций реко­мендуется следующее.

• за счет регулирования абсолютного давления в системе сбора поддерживать такой режим движения газожидкостного потока, который исключал бы образование пробково-диспергированной структуры потока. При этом чем выше абсолютное давление в системе сбора, тем меньше выделение газа, а, следовательно, и меньше пульсаций;

• обеспечивать высокую пропускную способность трубопроводов и нефтесборных коллекторов периодической их очисткой от отло­жений парафина, солей и других механических примесей;

• предусматривать ввод в продукцию скважин реагента-деэмульгатора (от скважин или групповых замерных установок) в прямо­линейные участки нефтесборных коллекторов, удаленные на срав­нительно небольшое расстояние от центральных нефтесборных пунктов подготовки нефти;

• применять перед сепарационными установками участки из труб повышенного диаметра, обеспечивающие расслоенное тече­ние газожидкостной смеси и возможность снятия энергии и отбо­ра газа из трубопровода в специальных так называемых «депульсирующих узлах».

Для получения раздельного течения потока при диаметре тру­бопровода более 200÷300 мм предельно допустимые скорости смеси не должны превышать 1 м/с. При этих скоростях степень разделения смеси в потоке зависит от физико-химических свойств газожидкостной смеси. Длина конечного успокоительного участка должна выбираться из условий 2÷3-минутного пребывания смеси в этом участке.

При большой вязкости, высокой дисперсности газожидкостной смеси рекомендуется принимать длину участка из труб повышен­ного диаметра 200 м.

Депульсаторы успешно применяются в нефтедобывающих районах Татарии, Башкирии и особенно в Западной Сибири. Так, например, испы­тания депульсаторов на Усть-Балыкском нефтяном месторожде­нии при газовом факторе 20÷25 м³/м³ показали принципиальную возможность его применения в качестве самостоятельной ступени сепарации. Кроме того, применение депульсаторов перед первой ступенью сепарации позволяет повысить пропускную способность сепарационных установок и резко улучшить качество отделяемого газа.

Опасные колебания трубопроводов, вызванные пульсацией, при определенных условиях могут привести к порывам трубопроводов и, как следствие, к загрязнению нефтью почвы и гибели расти­тельного покрова. Поэтому использование депульсаторов совмест­но с конечным участком из труб повышенного диаметра должно найти широкое внедрение в различных районах добычи нефти как одно из эффективных мероприятий по охране природы. Внедре­ние их позволит устранить пульсации давлений и вибрации вход­ных технологических трубопроводов за счет перевода пробкового течения газожидкостной смеси в трубопроводах в однофазное те­чение жидкости перед аппаратом. В конструкции депульсатора, разработанного ВНИИСПТнефтью, это достигается предваритель­ным отводом газа из верхнего участка наклонного трубопровода и вводом жидкости в сепаратор.

Для поддержания в технически исправном состоянии, выполнения быстрой и качественной ликвидации повреждений на трубопроводах предусматривается ремонтно-техническое обслуживание, которое включает:

• профилактические работы, обеспечивающие безопасность и бесперебойную перекачку нефти;

• ежедневный осмотр трубопроводов;

• ремонт коммуникаций трубопроводов и арматуры;

• работы по предупреждению, выявлению и устранению аварий и повреждений на трубопроводе.

Основное условие, обеспечивающее безаварийную эксплуатацию трубопроводов, – точное соблюдение требований «Правил технической эксплуатации промысловых трубопроводов».

Автор Нуждина Зинаида Ивановна, Отрадненский нефтяной техникум