Совершенствование технологии восстановления нефтегазопромысловых трубопроводов методом протяжки полимерного лайнера

• Автор: Алявдин, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. БЕСТРАНШЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Особенности бестраншейных технологий и основные

проблемы

1.2. Опыт ремонта трубопроводов бестраншейными методами

Выводы по главе

2. РАДИАЦИОННОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ

ПОЛИМЕРНОГО ЛАЙНЕРА ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ

2.1. Разработка материала для изготовления оболочки
2.2. Разработка установки радиационного модифицирования
изделий из полиолефинов
Выводы по главе
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
ПОЛИМЕРНОГО ЛАЙНЕРА В ПРОЦЕССЕ ПРОТЯЖКИ
3.1. Риски, связанные с процессом введения полимерного лайнера
в изношенный стальной трубопровод
3.2. Методика расчёта сил и напряжений при протяжке
полимерного лайнера в стальной трубопровод
3.3. Примеры решения задач
3.4. Оценка допустимой интегральной кривизны лайнера
Выводы по главе
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ОБОЛОЧКИ ПОСЛЕ ВВЕДЕНИЯ В ТРУБОПРОВОД
4.1. Построение аналитической модели восстановления
терморасширяемого полимерного рукава в трубопроводе

4.2. Численное моделирование тепловых процессов при формировании защитной полимерной оболочки
в трубопроводе
4.3. Исследование закономерностей тепловых процессов
в трубопроводе с полимерной оболочкой
Выводы по главе
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ
ПОЛИМЕРНОЙ ОБОЛОЧКИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
5.1. Некоторые проблемы при эксплуатации трубопроводов
с внутренней полимерной оболочкой
5.2. Оценка устойчивости формы полимерной оболочки
при эксплуатации трубопровода
5.3. Прочность полимерной оболочки на сквозном дефекте
Выводы но главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Библиографический список использованной литературы
Приложения
Приложение 1. Расчётная программа «Протяжка лайнера»
Приложение 2. Расчётная программа «Тепловая обработка
оболочки»
Приложение 3. Расчётная программа «Устойчивость
оболочки»

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Одна из основных проблем при эксплуатации нефтегазопромысловых трубопроводов связана с агрессивностью извлекаемых из скважины продуктов, что вызывает ускоренную коррозию внутренней поверхности труб и сильно сокращает их ресурс. Общее количество отказов из-за коррозии на промысловых трубопроводах составляет несколько десятков тысяч в год. Многие отказы сопровождаются выходом продукта и загрязнением окружающей среды, что, в свою очередь, приводит к экономическим потерям и требует выполнения соответствующих объёмов ремонтных работ. По разным оценкам в настоящее время коррозионный износ нефтегазопромысловых трубопроводов составляет до 60 %.
Другая проблема связана с зарастанием внутренней поверхности трубопроводов твердыми отложениями, что приводит к сужению поперечного сечения и увеличению энергетических потерь при транспортировке продуктов. Как показывает анализ результатов обследований, порядка 80 % трубопроводов имеют отложения, заметно снижающие их пропускную способность.
Отмеченные проблемы решают традиционными методами: путем нанесения на внутреннюю поверхность трубопроводов антикоррозионного покрытия; обработкой перекачиваемой жидкости ингибиторами коррозии; применением труб из коррозионно-стойких материалов; совершенствованием методов восстановления изношенных трубопроводов. Благодаря большим усилиям достигнуты определённые успехи в борьбе с внутренней коррозией, однако проблема не решена окончательно. Поэтому сохраняется необходимость в развитии всех направлений. В данной работе в качестве предмета исследований выбрано четвертое направление - совершенствование технологий восстановления трубопроводов, подверженных коррозионному износу.

жат водные растворы солей и кислот, а также растворённые газы, в том числе сероводород. Это обстоятельство требует принятия эффективных защитных мер, обеспечивающих сохранность и работоспособность трубопроводов длительное время. Эти меры могут быть предусмотрены на разных этапах жизненного цикла: при проектировании, строительстве, ремонтно-
восстановительных работах.
В первой главе было показано, что одно из прогрессивных направлений борьбы с внутренней коррозией связано с формированием внутри трубопровода защитной оболочки из коррозионно-стойкого материала [12, 13, 42, 101]. Существуют разные технологии получения защитной оболочки, одна из которых предусматривает установку полимерной (чаще всего полиэтиленовой) трубы или рукава (лайнера) внутри изношенного стального трубопровода. Для этого требуется выполнить ряд подготовительных и технологических операций, включая разбивку ремонтируемого трубопровода на отдельные участки, подготовку ремонтных котлованов, очистку внутренней поверхности трубопровода по участкам, подготовку вводимого полиэтиленового лайнера, его протяжку в стальной трубопровод, соединение участков, испытание и запуск в эксплуатацию.
Интерес к данному способу особенно велик в связи с тем, что эти работы можно выполнять без раскопки траншеи на всю длину восстанавливаемого трубопровода. Достаточно иметь две траншеи на концах участка с целью выполнения работ по вводу полимерного лайнера в трубопровод и вывода из него. Затем в этих же котлованах отдельные восстановленные участки соединяются в единый трубопровод по специальной технологии. Таким образом, данный способ относится к бестраншейным технологиям, что является неоспоримым преимуществом.
Другая «положительная» особенность технологии состоит в том, что она позволяет восстанавливать труднодоступные участки трубопроводов, в том числе переходы через дороги и водные преграды, а также участки, проложенные наклонно-направленным бурением.