УДК 622.692.4.076: 620.193/ 197
© Коллектив авторов,1998
Р.Г.Галеев, Ш.Ф.Тахаутдинов, А.Ф.Магалимов, Е.П.Жеребцов (ОАО "Татнефть"), М.М.Загиров (НПО "ЗНОК и ППД")
R.G.Galeev, Sh.F.Tahautdinov, A.F.Magalimov, E.P.Jerebtsov (JSC 'Tatneft"), M.M.Zagirov (Scientific Industrial Enterprise
"ZNOK and PPD")
Основные направления и результаты работ по борьбе с коррозией нефтепромыслового оборудования
О АО является крупным производителем труб в коррозионно-стойком исполнении. Производственные мощности всех цехов (объектов) по нанесению внутренней и внешней изоляции составляют около 4000 км/год. На реализацию всей этой крупной программы ушло около 15 лет.В результате создана целая индустрия по комплексному решению проблемы надежности скважин, подземных нефтепромысловых и городских коммуникаций. Она включает входной контроль труб, поступающих от производителей; подготовку труб к покрытию (подготовку концов, очистку поверхностей); технику и технологию соединения их в плеть (длиной около 30 м) и в трубопровод; нанесение внутренней и внешней цеховой изоляции; защиту сварных стыков; контроль за качеством строительства и эксплуатации трубопроводов; организацию производства материалов, нестандартизованного оборудования.
Таким образом, создана материально-техническая база по циклу: проектирование надежной конструкции трубопроводов - реализация требований проекта при строительстве - соблюдение правил эксплуатации таких трубопроводов. Поскольку данные проекты реализуются десятилетиями, кратко остановимся на основных этапах развития и создания материально - технической базы и индустрии противокоррозионных работ.
В начале 80-х годов отказы на трубопроводах системы ППД и добычи нефти достигли таких масштабов, что возникла серьезная угроза окружающей среде в районах добычи и возможности рента-
Main directions and results of corrosion prevention operations
Scope of operations is presented, which is being realized by JSC "Tatneft" in the field of field equipment corrosion prevention. It is shown, that during the first stage at the beginning of activities on solution of operational reliability problem, most attention has been given to internal corrosion prevention on the basis of pipeline strings polyethylene coating technology application and joints of specific design. Presented are three types of coatings: bitumen-polyethylene, glue-smelt-polyethylene and three-layered epoxy resin coating-glue-smelt-polyethylene.
бельной управляемой системе разработки. Многочисленные ежедневные порывы трубопроводов отвлекали огромные материальные и людские ресурсы.
Металлургические заводы - производители труб - не реагировали на просьбы нефтяников о выпуске труб в коррозионно-стойком исполнении, поскольку основным показателем для них был "вал" -тонны толстостенных труб из низкоуглеродистых сталей; пугали нерешенность проблемы защиты стыков, возможность нарушения целостности покрытия при транспортировке и др.
Впервые в мировой практике ОАО "Татнефть" приняло стратегическое решение о создании собственных баз покрытия труб, приближенных к местам их применения, т.е. к нефтяному месторождению. При этом возникло сразу множество технических трудностей, начиная от технологии покрытия трубных плетей (длиной 30 - 36 м) до их транспортировки с сохранением сплошности и качества изоляции при строительстве.
Совместные усилия науки и производства позволили решать и эту проблему. В настоящее время практически все нефтяные предприятия применяют данную технологию, поскольку мы щедро делились своим опытом и помогали всем коллегам по бывшему Миннефтепрому, проводя выездные семинары, проектируя и показывая наши достижения.
В табл. 1 приведены этапы и объемы развития производства металлопластмас-совых труб (МПТ) и НКТ с защитными покрытиями. Из нее видно, что по мере решения технических задач, разработки новых технологий осуществлялась ре-
конструкция цехов, что позволяло повысить качество, создать гибкие технологии по производству труб для систем ППД нефтесбора. С 1986 г. выпущено и построено около 8000 км трубопроводов, что составляет 100 % для разводящих и 80 % для подводящих водоводов по закачке сточных вод.
Столь большое число цехов покрытия необходимо было строить для того, чтобы хотя бы в течение 10 лет решить проблему надежности промысловых коммуникаций. Имея на балансе более 50 тыс. км трубопроводов, строя по 2 - 3 тыс. км ежегодно, ремонтируя капитально по 500 км (заменяя особо опасные участки), мы не могли бы существенно снизить число отказов при низких темпах реализации противокоррозионных процессов.
Математическими расчетами, с учетом зависимости снижения числа отказов от объемов внедрения труб с защитными покрытиями, были установлены оптимальные объемы производства и сроки решения этой проблемы для системы ППД по закачке сточных вод (см. рисунок).
Кривая снижения отказов описывается экспоненциальной зависимостью вида
^2=^+(^02-^)СХР(-№/ у]),
где N02- соответственно фоновая (остаточная) и максимальная интенсивность отказов; D2 - декремент экспоненты; L - число МПТ в общем фонде; ^ -общий фонд труб.
Чем больше доля МПТ в общем фонде труб, тем интенсивнее снижение числа отказов трубопроводов. Характер зависимости со своими значениями коэффициентов может распространяться для любых аналогичных систем.
7/1998 43
Таблица 1
Тип труб Размеры труб Объемы выпуска труб по годам, км Всего за 1986-1997 гг.
мм 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
Система ППД
114x9 230 321 336 335 261 269 161 838 844 1143 1519 1690 7947
МПТ 273x8 62 196 221 210 250 939
89x6 223 375 610 1208
Итого 10094
Система нефгесбора
89x6
МПТ 114x4,5 264 420 684
159x6
Эпоксидно-фенольные (БМЗ) 60-426
Итого Освоение 1000 км проектная мощность
1 нкг 1
Эпоксидно -фенольные Освоение 1500 км проектная мощность
Итого
ВСЕГО 2970 10778
Практика эксплуатации трубопроводов с внутренними защитными покрытиями показала, что невозможно добиться полного снижения отказов без комплексного решения трех основных проблем: надежного внутреннего покрытия, надежной наружной заводской изоляции труб; защиты полевых (сварных) стыков с обеих сторон. Сроки службы всех этих трех элементов конструкции трубопроводов должны быть сопоставимы.
На первом этапе решения проблемы надежности эксплуатации основное внимание уделялось защите от внутренней коррозии, поскольку срок службы трубопроводов не превышал 5 лет и около 50 % отказов приходилось на зону сварных соединений. Эта задача была решена с помощью технологии футерования трубных плетей полиэтиленом и специальной конструкции стыка. Однако через 7-8 лет эксплуатации футерованных трубопрово-
Число отказов 6000
Ч _
4000 _ I-
2000 ~ Г " Г —
1000 2000 3000 4000 5000 6000 Длина МПТ, км
Зависимость числа отказов трубопроводов от объемов внедрения труб с защитными покрытиями
дов с резино-битумной наружной изоляцией появились проблемы отказов из-за наружной коррозии. Потребовалось срочно решать вопросы усовершенствования техники и технологии наружной изоляции путем реконструкции цехов и перехода на современную заводскую изоляцию с использованием экструдиро-ванного полиэтилена.
В настоящее время применяется наружная изоляция трех типов: битумно - полиэтиленовая, клей - расплав - полиэтилен; трехслойная - эпоксидное покрытие -клей - расплав - полиэтилен.
Как отмечалось выше, создание современной конкурентоспособной технологии противокоррозионной защиты базируется на достижениях науки и производства, требует наличия соответствующего оборудования, изоляционных материалов и высококвалифицированных специалистов. Все это есть в ОАО "Татнефть".
Для удовлетворения потребностей в изоляционных материалах мы располагаем необходимым числом линий по производству всех типоразмеров полиэтиленовых труб, изготовлению фасонной арматуры, выпуску клея - расплава с адгезией до 10 кг/см, двухслойной термоусажива-ющейся ленты, оборудованием и приспособлениями по защите полевых стыков. Налажена служба контроля качества работ по производству противокоррозионных покрытий на всех этапах от цеха до сдачи трубопровода в эксплуатацию.
Благодаря совместным усилиям науки и производства отказы трубопроводов в системе закачки сточных вод снизились в 400 раз по сравнению с 1984 г. Эконо-
мический эффект от использования футерованных труб достиг 2,5 трл. руб. (1997 г.), а срок окупаемости капитальных вложений не превышает 1,5 года.
Решение проблемы борьбы с коррозией путем создания собственных объектов -дорогостоящее мероприятие, строительство таких объектов от проектирования до начала выпуска продукции продолжается 3 - 5 лет. При ограниченных финансовых возможностях приходится решать проблемы защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии поэтапно. Вторым этапом для ОАО "Татнефть" является решение проблемы повышения надежности нефтесборных сетей. Для этого выбрано следующее стратегическое направление: для беспарафинистых серосодержащих нефтей используются МПТ специальной конструкции, коррозионно-стойкие гибкие трубы производства КВАРТ (г. Казань); для парафинистых нефтей применяются специальные защитные покрытия с температурой эксплуатации до 150°С.
Совместно с известными фирмами "Тьюбоскоп Ветко" (США), "Бандера" (Италия) построен современный завод по производству труб с покрытиями производительностью до 2000 км/год. Здесь применяется гибкая технология покрытия труб диаметром 60-426 мм как порошковой, так и жидкими композициями. Найдено решение по защите стыков труб с использованием механического и сварного соединений. Поэтому основной задачей науки и производства является решение проблемы предотвращения внутренней и наружной коррозии
44 7/1998
Таблица 2
Протяженность восстановленных трубопроводов, км, диаметром, мм Общая
нгду 89 114 273 325 377 426 530 протяженность, мм
"Альметъевскнефтъ" 20.8
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.