Повышение стойкости металлопластмассовых промысловых трубопроводов к воздействию агрессивных сред

• Автор: Гараев, Ильмир Гамирович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ.

1.1 Внутренняя коррозия нефтепромысловых трубопроводов.

1.2 Характеристика коррозионной активности сред.

1.3 Анализ отказов нефтепромыслового оборудования по причине внутренней коррозии

1.4 Методы защиты промысловых трубопроводов от внутренней коррозии

Выводы по главе 1.

2 ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ТРЕЩИН НА МЕТАЛЛОПЛАСТМАССОВЫХ ПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

2.1 Объект исследований.

2.2 Анализ отказов промысловых трубопроводов из МПТ.

2.3 Прогнозирование образования трещин на металлопластмассовых промысловых трубопроводах.
2.4 Анализ существующих методов защиты от коррозии сварных стыков.
Выводы по главе 2
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ТРУБ ОТКАЗАВШИХ ПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ..
3.1 Определение химического состава, механических свойств и микроструктуры металла отказавших металлопластмассовых промысловых трубопроводов.
3.2 Анализ химического состава транспортируемой среды и стойкость к ней металла трубы.
3.3 Лабораторные исследования причин растрескивания нефтепромысловых
трубопроводов
3.3.1 Изучения коррозионных свойств макрогальванопар, образующихся при развитии трещины
3.3.2 Твердость металла, отобранного из очаговых зон
3.3.3 Лабораторные исследования содержания водорода в.отказавших
элементах металлопластмассовых промысловых трубопроводов
Выводы по главе 3.
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
РАЗРУШЕНИЯ СТЫКОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Наибольшее влияние на коррозию нефтепромыслового оборудования оказывают сульфиды железа, являющиеся вторичными продуктами сероводородной коррозии или результатом химической реакции сероводорода с ионами железа, присутствующими в водах девонских горизонтов [8-]. Осаждаясь на поверхность металла, сульфид железа, образует макрогальванопару железо - сульфид железа, в которой металл трубы становится анодом. При этом скорость коррозии может достигать 5 мм/год [-]. Рядом исследователей было высказано предположение, что наряду с образованием макрогальванопары металл - сульфид железа, мощность которой составляет 0, - 0, В, отмечается механохимичсский эффект [], который является одной из основных причин возникновения канавки по нижней образующей и увеличения скорости электрохимического растворения металла. Наличие наклепа было подтверждено рентгенографическим анализом кристаллической решетки металла трубы в области канавки. Пристенная область металла в зоне наклепа вследствие повышенной прочности легче подвержена механическому разрушению и протеканию механохимических и электрохимических процессов. Скорость данных явлений возрастает с уменьшением толщины стенки трубы по нижней образующей. Вследствие действия знакопеременных нагрузок на трубопровод механохимическая активность металла возрастает- пропорционально их количеству и скорости движения электролита. У = иа, (1. Когда коррозия контролируется процессом массопереноса 0, < а < 1 (нижнее значение соответствует ламинарному течению потока жидкости, верхнее - турбулентному). При механическом разрушении оксидных пленок а > 1. Если в потоке имеются взвешенные твердые частицы, а = 2. При кавитационной эрозии а > 2. Если процесс эрозионно-коррозионного износа развивается без защитных пленок, а = 3,5. С конструкцией скважин (фонтанная, газлифтная, насосная) и условиями эксплуатации связаны структура газожидкостного потока и его коррозионная активность. При фонтанном способе добычи нефти продукция отличается малой обводненностью. Водная фаза стабилизирована внутри нефти и оказывает незначительное коррозионное воздействие на металл. При газлифтных способах добычи нефти агрессивность водонефтяного потока и его структура зависят от состава сжатого газа. При добыче сероводородсодержащей нефти присутствие воздуха приводит к значительным коррозионным разрушениям [-]. Изменение давления и температуры по стволу скважины влияет на агрессивность газожидкостного потока. Снижение температуры смеси на выходе из скважины приводит к выделению неорганических солей и парафинов, способствующих экранированию поверхности металла за счет образования защитных пленок. Однако в этих условиях- усиливается действие макрогальванических пар, приводящих к локальному разрушению поверхности. При низких скоростях движения эмульсии, по трубопроводу снижается ее агрегативная устойчивость и происходят расслоение и выделение водной фазы. Контакт металла с электролитом, роль которого играет выделившаяся из эмульсии пластовая вода, обеспечивает протекание коррозионных процессов по электрохимическому механизму [-]. Нефть не является коррозионно-активной средой. Однако наличие даже небольшого количества воды (1—5%) в транспортируемой нефти значительно повышает ее коррозионнуЕО агрессивность. Наличие в сопутствующей воде солей и, прежде всего ионов хлора, углекислого газа, кислорода, сероводорода в соответствующей последовательности усиливает ее агрессивность [-]. Чаще всего сопутствующая вода содержит несколько или все из перечисленных компонентов. Кроме того, к наиболее распространенным скоростям потоков продуктов надо отнести величины- скоростей, близкие к 1м/с. При таких скоростях в нефтепроводах наблюдается расслоенный режим течения. В нижней части нефтепровода существует водная фаза, в верхней - нефтяная, а при наличии нефтяного газа - трехслойный режим транспортировки с газовой фазой в самой верхней части трубопровода. При таком режиме транспортировки обычно неизбежно образование на нижней образующей трубы слоя механических примесей и продуктов коррозии.