26-27 февраля в Степановке прошла XXII зимняя спартакиада северной территории района. В ее организации приняли участие работники ООО «Донецкуголь».
В эти дни четыре команды из территорий Кичкасской, Кубанской, Преторийской сельских администраций и хозяев спартакиады состязались по хоккею с шайбой, футболу на снегу, лыжным гонкам, теннису, шахматам и волейболу.
ПЕРВОЕ МЕСТО завоевала кичкасская команда, на втором — преторийская, на третьем — степановская. На четвертом месте оказалась кубанская команда.
Переходящий кубок главы района на этот раз степановская спортивная команда уступила кичкасской.
Все призеры: лучшие команды и игроки увезли в память о спартакиаде кубки, медали и денежные призы. Как отметила судейская коллегия, красивую, зрелищную игру показали мужская и женская волейбольные команды Степановского сельсовета. Лучшими нападающими признаны Р. Надергулов и Э. Аккубекова. На лыжне на сей раз равных не было А. Синютину из с. Кичкасс.
В качестве спонсоров выступили местный фермер и предприниматель А. Дистанов и В. Мещеринов, в организации спартакиады Степановскому сельсовету ощутимую помощь оказали директор школы С. Жирнов и учитель физкультуры Т. Бикташев, спортинструктор Ш. Табульдин, Д. Цыган.
ГАЗОВИКИ и в этот раз приехали с подарками: они вручили участникам соревнований и представителям еще семи школ района 100 комплектов лыж вместе с креплениями, ботинками, лыжными палками и 60 клюшек для хоккея с шайбой.
— В Обществе «Донецкуголь» идет целенаправленная работа по формированию здорового образа жизни. Нам бы очень хотелось, чтобы жители Славянского района тоже приняли участие в развитии массового спорта, — сказал заместитель директора газопромыслового управления Александр Гамов. — Наши подарки, я надеюсь, помогут успешно выступить спортсменам района на областных соревнованиях. Для газовиков это имеет значение: здесь расположены два крупных объекта добычи. Ежегодно газовики перечисляют в районный бюджет 20 миллионов рублей.
Быстрей всех подготовились к играм хоккеисты. В «коробке» началась упорнейшая борьба между хозяевами и командой села Кичкасс. Болельщиков было столько и так яростно они поддерживали игроков, что могли бы позавидовать некоторые клубы КХЛ.
— У нас идет очень плодотворное сотрудничество с «Донецкуголь» в развитии массового спорта, — сказал глава района Яков Тевс. — В этом году газовики впервые провели вместе с нами крупное спортивное мероприятие — «Лыжню России». На сегодня они помогли 11 школам спортивным инвентарем. И у нас эта работа будет продолжаться.
Поделиться в соцсетях:
Владимир Кияев возглавил ООО «Газпром добыча Оренбург»
Генеральным директором ООО «Газпром добыча Оренбург» назначен Владимир Кияев.
Владимир Кияев
Владимир Кияев родился в 1959 году в г. Куйбышеве. В 1983 году окончил Куйбышевский плановый институт Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР по специальности «экономика и планирование материально-технического снабжения». В 1995 году получил второе высшее образование во Всероссийской академии внешней торговли по специальности «международные экономические отношения (мировая экономика)». Кандидат экономических наук.
В 1991–2001 годах работал на руководящих должностях в ряде финансовых и промышленных организаций Самары и Самарской области.
В 2004– годах — начальник финансового отдела ООО «Газпром добыча Оренбург».
В – годах — исполнительный директор, советник председателя Совета директоров ООО «Волгауралспецстрой».
В – годах — советник генерального директора по экономике, заместитель генерального директора по экономике и финансам ООО «Газпром добыча Оренбург».
Справка
ООО «Газпром добыча Оренбург» — 100-процентное дочернее общество ОАО «Газпром». Основные направления деятельности: добыча, подготовка и транспортировка углеводородного сырья. Предприятие выпускает свыше 20 видов товарной продукции, в том числе 100% российского гелия и одоранта, 80% этана.
автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему: Повышение эффективности мер обеспечения коррозионной безопасности при добыче и транспорте сероводородсодержащего газа
Автореферат диссертации по теме Повышение эффективности мер обеспечения коррозионной безопасности при добыче и транспорте сероводородсодержащего газа
На правах рукописи
Киченко Александр Борисович Л#39
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕР ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОРРОЗИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТЕ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА (на примере Оренбургского НГКМ)
003453782
Работа выполнена в Оренбургском государственном университете и Газопромысловом управлении ООО Газпром добыча Оренбург
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Кушнаренко Владимир Михайлович
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Стеклов Олег Иванович
доктор химических наук, профессор Журавлев Борис Леонидович
Ведущая организация:
ООО ВолгоУралНИПИГаз , г. Оренбург
#3 2008 г. в ^ часов °0
Защита состоится ¿СО _
заседании диссертационного совета Д технологическом университете по адресу: ул. Карла Маркса, 68, корп. А , А-330.
мин. на
.080.10 в Казанском государственном 420015, г. Казань,
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета и на сайте университета по адресу: www.kstu.ru
Автореферат разослан Ко9(£ /Э£. 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, к.х.н. доцент Л Межевич Ж.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение (ОНГКМ), из которого добываются сероводородсодержащие углеводороды, находится в непрерывной эксплуатации с 1974 года, т.е. более 30-ти лет. В течение этого периода трубопроводы и оборудование ОНГКМ по всей технологической цепочке скважина - потребитель подвергались и продолжают подвергаться воздействиям коррозионных сред и механических нагрузок. Наиболее жесткие коррозионные воздействия испытывают оборудование скважин и трубопроводы, в частности, шлейфовые трубопроводы скважин, контактирующие с большими объемами высокоминерализованной, насыщенной Н28, пластовой воды. Приобретая разного рода дефекты, стальные изделия ухудшают исходные свойства. Многие из них на текущий момент выработали начальный ресурс, назначенный фирмами-поставщиками или заводами-изготовителями. В то же время существует настоятельная необходимость и определенная возможность продолжения их эксплуатации в течение максимально возможного срока, в идеале до полного исчерпания запасов углеводородного сырья ОНГКМ.
Для поддержания работоспособности и продолжения безопасной эксплуатации трубопроводов и оборудования ОНГКМ требуются постоянный поиск, разработка и практическая реализация эффективных мер в части противокоррозионной защиты и диагностирования их текущего коррозионного состояния, чего можно достичь проведением соответствующих исследований, выдачей конструктивных рекомендаций и реализацией необходимых мероприятий. Следовательно, актуальность работы заключается в необходимости обеспечения надежного и безопасного транспорта коррозионно-агрессивного газа ОНГКМ от скважины до потребителя в течение максимально продолжительного времени
Работа выполнена в соответствии с приоритетным направлением решения научно-технических проблем ОАО Газпром .
Цель работы- обеспечение и повышение эффективности мер эксплуатационной безопасности при транспорте сероводородсодержащего газа Оренбургского НГКМ от скважины до потребителя.
Основные задачи исследования:
1. Изучение и анализ условий эксплуатации и коррозионных проблем при эксплуатации оборудования и трубопроводов ОНГКМ в технологической цепочке транспорта газа скважина - потребитель .
2. Изучение и анализ текущего состояния трубопроводов и оборудования, а также эффективности мер (методов и средств), используемых на ОНГКМ для обеспечения безопасного транспорта газа с выделением из их числа недостаточно эффективных, требующих совершенствования.
3. Выполнение исследований и разработка рекомендаций, направленных на повышение эффективности мер по обеспечению безопасного транспорта газа.
4. Совершенствование недостаточно эффективных мер обеспечения безопасности в цепочке транспорта газа скважина - потребитель .
Научная новизна работы:
1. Разработан методический подход для оптимизации ингибиторной защиты шлейфовых трубопроводов, основанный на: прогнозировании степени подверженности трубопроводов коррозионному воздействию выборе и применении для их обработки наиболее подходящего по растворимости / диспергируе-мости и защитному действию ингибитора коррозии (ИК) при оптимальной дозировке.
2. Теоретически разработана и экспериментально оценена модель разрушения металла под воздействием водорода при ВИР.
3. Адаптированы для использования при расчетах прочности и остаточного ресурса стальных трубопроводов и сосудов, работающих в контакте с сероводо-родсодержащими средами, методики, предназначенные для подобных расчетов стальных изделий, работающих с несероводородсодержащими средами.
Практическая значимость и реализация результатов работы:
Методический подход и рекомендации по оптимизации ингибиторной защиты шлейфовых трубопроводов приняты для включения в новую редакцию технологического регламента по коррозионному контролю и противокоррозионной защите трубопроводов на объектах ГПУ ООО Газпром добыча Оренбург .
Методики, адаптированные для расчета прочности и остаточного ресурса трубопроводов и сосудов с повреждениями от воздействия сероводородсодер-жащих сред, используются в практической деятельности технических служб, занимающихся диагностированием трубопроводов ОНГКМ.
Рекомендации по средствам и методам оценки коррозионного состояния и остаточного ресурса трубопроводов и оборудования включены в ряд стандартов предприятия ОАО Техдиагностика и Методику диагностирования технического состояния фонтанных арматур скважин, подверженных воздействию се-роводородсодержащих сред на объектах газодобывающих предприятий ОАО Газпром .
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на НТС, научно-технических конференциях и семинарах, включая:
- НТС ОАО Газпром : Научно-технические решения по повышению эффективности ингибиторов коррозии . - Оренбург, май 2000 г.
- 4, 5 и б-ю Международные научно-технические конференции: Диагностика оборудования и трубопроводов, подверженных воздействию сероводород-содержащих сред . - Оренбург, ноябрь 2002,2004,2006 гг.
- Международную научно-техническую конференцию, посвященную 40-летию ООО Оренбурггазпром : Разработка месторождений природных газов, содержащих неуглеводородные компоненты . - Оренбург, СОЖД Само-родово , 21-25 мая 2007 года
- 7-ю Всероссийскую конференцию молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России: Новые технологии в газовой промышленности .- Москва, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2007 г. - 25-28 сентября 2007 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50 работ, 20 из которых указаны в автореферате.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов, списка литературы. Материал изложен на 223 страницах, включающих 85 рисунков, 29 таблиц, список литературы из 145 наименований и приложения на 15 страницах.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении показана актуальность рассматриваемой проблемы, определены цели и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе изучены условия эксплуатации и проанализированы случаи повреждений трубопроводов и оборудования, имевшие место в процессе эксплуатации ОНГКМ в технологической цепочке скважина - потребитель , т.е. подземное оборудование скважин - устьевое оборудование скважин -шлейфовые трубопроводы - внутриплощадочные трубопроводы и оборудование УКПГ - соединительные газопроводы УКПГ - ГПЗ - магистральный газопровод . В качестве характерных особенностей эксплуатации стальных изделий на объектах ОНГКМ отмечено воздействие на них кислых, т.е. Н23- и С02-содержащих, коррозионно-агрессивных сред (газа, жидких углеводородов и пластовой воды) в сочетании с разнообразными механическими нагрузками. Особо опасным признано воздействие на металл токсичного и агрессивного НгБ, способствующего проявлению различных форм сероводородной коррозии, в том числе наиболее опасных - сульфидного коррозионного растрескивания под напряжением (СКРН) и водородиндуцированного растрескивания (ВИР) Установлено, что повреждения и разрушения стальных изделий в процессе эксплуатации ОНГКМ имели место на всех участках технологической цепочки транспорта газа скважина - потребитель .
Характер и причины повреждений (разрушений) на каждом участке цепочки имеют свою специфику. Основной причиной повреждений оборудования и трубопроводов являлось (и является) воздействие на металл кислых сред. Другими, способствующими повреждению изделий, причинами признаны: исходные дефекты в металле применение материалов не по назначению брак в сварке при монтаже отдельные ошибки при проектировании и сооружении недостаточная эффективность противокоррозионной защиты. Наиболее характерными разрушениями и их причинами на различных участках цепочки являлись:
1. Подземное оборудование скважин (ПОС) - разрушения элементов ПОС (НКТ, муфт НКТ и т.п.) от растрескивания. Причины разрушений: воздействие коррозионной среды и механических нагрузок в местах концентраторов напряжений - дефектов поверхности (задиров, забоин, вмятин), возникших при свинчивании труб.
2. Устьевое оборудование скважин (УОС) - разрушения элементов УОС (адаптеров, задвижек и крестовин отдельных фонтанных арматур) от растрескивания. Причины разрушений: воздействие коррозионной среды и механических нагрузок, дефектность структуры отдельных элементов ФА, изготовленных из материала Уранус 50 .
.3. Шлейфовые трубопроводы (ШТ) - разрушения сварных стыковых швов от растрескивания и сквозная язвенная коррозия - рис.1,_
Шлейф сквЗООО УКПГ-3 (1959 г.) Шлейф скв.3051 УКПГ-3 (1994 т.)
Рис. Разрушения шлейфов в результате растрескивания сварных швов (а,б) и
язвенной коррозии (в,г)
Причины разрушений: воздействие коррозионной среды и механических напряжений на дефектные швы (с непроварами, подрезами и т.п.) в первом случае воздействие на металл кислой водной фазы при недостаточном уровне противокоррозионной защиты - во втором случае.
4. Внущриплощадочные трубопроводы и оборудование (ВТ и О) У КГЦ -неглубокая обшая коррозия на внутренней поверхности трубопроводов язвенная коррозия на внутренних поверхностях аппаратов, контактировавших с жидкой и парогазовой фазами, а также расслоения металла аппаратов от ВИР. Причины повреждений: воздействие на металл коррозионной среды при недостаточном уровне противокоррозионной защиты недостаточная стойкость металла ряда аппаратов против ВИР.
5. Соединительные газопроводы (СГ) УК11Г - ГПЗ - расслоения металла от ВИР, а также язвенная коррозия на внутренней и наружной поверхностях. Причины повреждений: подверженность металла трубопроводов коррозионному воздействию, в том числе ВИР, при недостаточном уровне противокоррозионной защиты.
6. Магистральный газопровод (МГ) Оренбург - Заинек - специфиче ские трещинообразные разрушения (свищи) основного металла И металла сварных швов н зоне стыковых соединений (на начальном этапе эксплуатации) локальные коррозионные повреждения наружной поверхности (в последующий период). Причина повреждений: воздействие коррозионной среды (в том числе Н28-содержащей в начальный период эксплуатации) на металл нарушение
режима сварки при сооружении газопровода недостаточная стойкость металла против растрескивания в местах нарушения режима сварки (в случае образования свищей) воздействие на металл почвенной коррозии при недостаточном уровне противокоррозионной защиты (в случае наружной коррозии).
На основе анализа сформулированы цель и задачи исследования, суть которых состоит в том, что для решения проблем безопасности при эксплуатации объектов ОНГКМ на текущем этапе и в будущем требуется: 1) исследование эффективности существующих мер обеспечения безопасности 2) оценка степени их достаточности 3) совершенствование (оптимизация) мер, признанных недостаточно эффективными. При этом предполагается, что изначально смонтированные металлоконструкции в основном будут продолжать эксплуатироваться при существующих рабочих условиях без конструктивных изменений и замены на новые.
Во второй главе исследованы и проанализированы текущее техническое состояние трубопроводов и оборудования, а также эффективность мер, использовавшихся до настоящего времени на ОНГКМ в цепочке транспорта газа скважина - потребитель для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов, и обеспечивших их текущее техническое состояние.
Установлено, что в качестве основной меры обеспечения безопасной эксплуатации объектов ОНГКМ изначально принят и реализован принцип использования сталей с повышенной стойкостью к СКРН. Данная мера оказалась эффективной и остается неизменной в течение всего периода эксплуатации ОНГКМ. Ввиду того, что стойкие к СКРН стали являются недостаточно стойкими к иным формам сероводородной коррозии (общей, язвенной, питтинговой, ВИР), другими важными мерами по обеспечению безопасной эксплуатации действующего (т.е. определенным образом спроектированного и сооруженного) оборудования и трубопроводов ОНГКМ были и остаются ингибиторная защита (ИЗ), диагностический контроль - ДК (иначе техническое диагностирование) и выполняемые на его основе профилактические и ремонтные работы.
Ингибиторная защита на ОНГКМ применяется на всех участках транспорта газа (за исключением МГ), а оценка ее эффективности осуществляется с помощью методов и средств традиционного коррозионного контроля (КК) - образцов-свидетелей, коррозионных зондов, отбора и анализа проб жидкости на содержание ионов растворимого железа и ингибитора коррозии (ИК). Там, где она не применяется, или оценка ее эффективности затруднена, функции КК дополняет или полностью выполняет диагностический контроль.
Диагностический контроль выполняется как традиционными методами и средствами неразрушающего контроля (НК) - визуальным, измерительным, ультразвуковым, магнитным, вихретоковым, капиллярным и т.п. так и специальными - методами и средствами геофизического исследования скважин (ГИС), внутритрубной дефектоскопией (ВТД) и др.
Оценка качества ЭХЗ и изоляционных покрытий трубопроводов осуществляется с помощью комплексных электрометрических обследований (КЭО)
Исследования и анализ эффективности противокоррозионных и диагностических мер в цепочке скважина - потребитель газа , в которых автор
диссертации принимал непосредственное участие в качестве дефектоскописта, руководителя диагностических работ, а затем специалиста по ингибиторной защите, позволили установить следующее - табл.1.
Таблица 1
Меры обеспечения безопасного транспорта газа Оренбургского НГКМ
от скважины до потребителя и их эффективность
Участок цепочки скважина - потребитель Мера обеспечения безопасной эксплуатации Эффективность меры
Подземное оборудование скважин (ПОС) Ингибиторная защита Диагностический контроль (ГИС) Удовл. Удовл.
Устьевое оборудование скважин (УОС) Ингибиторная защита Диагностический контроль (НК) Не оценивается Удовл.
Шлейфовые трубопроводы скважин (ШТ) Ингибиторная защита Коррозионный контроль Диагностический контроль (НК + КЭО) Недостат. удовл. Недостат. удовл. Удовл.
Внутриплощадочные трубопроводы и оборудование УКПГ (ВТ и О) Ингибиторная защита Коррозионный контроль Диагностический контроль (НК) Удовл Удовл Удовл.
Соединительные газопроводы УКПГ - ГПЗ (СГ) Осушка газа Ингибиторная защита Коррозионный контроль Диагностический контроль (ВТД + НК + КЭО) Удовл. Удовл. Удовл. Удовл.
Магистральный газопровод (МГ) Осушка газа Диагностический контроль (ВТД + НК + КЭО) Удовл. Удовл.
1. Подземное оборудование скважин (ПРО. Основными мерами по обеспечению безопасной эксплуатации ПОС ОНГКМ с момента начала эксплуатации по настоящее время являются ингибиторная защита (ИЗ) и диагностический контроль (ДК). В настоящее время ИЗ и ДК, проводимыми в соответствии с требованиями НТД, охвачены все скважины ОНГКМ.
ИЗ осуществлялась и осуществляется путем постоянной и/или периодической подачи ингибиторного раствора на забой скважин, общие ее принципы остаются неизменными. ИЗ ПОС соответствует принятым требованиям и признается удовлетворительной. Ее совершенствование в перспективе может состоять в целенаправленном выборе и применении ИК с более высокими защитными свойствами.
ДК не извлекаемого на поверхность оборудования ПОС (обсадные колонны, их муфты и др.) в настоящее время ведется исключительно с помощью современных методов и средств ГИС: радиоактивной цементометрии, трубной профилеметрии, электромагнитной дефектоскопии-толщинометрии, акустического сканирования на отраженных волнах, комплексной оценки качества цементирования скважин и технического состояния ОК и др. Такой ДК является достаточно эффективным и не требует какой-либо модернизации.
ДК оборудования ПОС, извлекаемого на поверхность - НКТ, муфты НКТ и др. - контролируется в основном путем визуально-измерительного контроля (ВИК). Данный контроль в перспективе должен быть усовершенствован путем реализации приборного метода контроля НКТ, позволяющего получать полную картину их дефектности с автоматической разбраковкой на подлежащие и не подлежащие ремонту.
2. Устьевое оборудование скважин (УОС). Основными мерами по обеспечению безопасной эксплуатации УОС ГПУ ОНГКМ - элементов фонтанных арматур (ФА) скважин (тройников, крестовин, адаптеров, задвижек, трубных и колонных головок и т.п.) - являются применение материалов, обладающих повышенной стойкостью против сероводородной коррозии и эрозионного износа, а также систематический ДК элементов ФА и меры, принимаемые на основе его результатов. Элементы ФА, являясь массивными изделиями с большими коэффициентами запаса, обычно успешно противостоят коррозии и эрозии. ИЗ в данном случае играет подчиненную роль, в связи с чем в специальном анализе эффективности не нуждается. Серьезной проблемой при эксплуатации УОС ГПУ ОНГКМ являлись разрушения от растрескивания элементов ФА (адаптеров, крестовин, задвижек), изготовленных из материала Уранус 50 . Исследования и испытания, в которых участвовал автор диссертации, позволили разработать и успешно применить эффективный способ контроля элементов ФА в полевых условиях с помощью ультразвука. Сущность такого контроля адаптера ФА показана на рис.2. По накопленным в процессе проводившихся исследований данным разработан НТД Методика диагностирования технического состояния фонтанных арматур скважин, подверженных воздействию сероводород-содержащих сред на объектах газодобывающих предприятий ОАО Газпром , в соответствии с которым ДК элементов ФА скважин в рабочих условиях осуществляется комплексом методов НК. Диагностический контроль и выполняемые по его результатам оперативные профилактические мероприятия являются достаточной мерой обеспечения работоспособности и безопасной эксплуатации ФА действующего фонда скважин.
Рис.2. Принципиальная схема тандем ультразвукового контроля (УЗК) металла адаптера фонтанных арматур скважин: 1 - фрагмент сечения стенки адаптера, 2 - радиальная трещина 3 - приспособление, 4 - ПЭП 1 - величина пути перемещения приспособления Ь - глубина трещины, 5 - толщина стенки адаптера а - угол между УЗ-лучом и радиальной трещиной
В настоящее время в полевых условиях проконтролированы элементы ФА практически всех скважин ГПУ ОНГКМ. Техническое состояние ФА скважин ОНГКМ признается удовлетворительным, пригодным для дальнейшей эксплуатации.
3. Шлейфовые трубопроводы (ШТ). Основными мерами по обеспечению безопасной эксплуатации ШТ добывающих скважин ГПУ ОНГКМ были и являются ИЗ и ДК. ИЗ шлейфов всех без исключения скважин (обводненных и необводненных) осуществлялась и продолжает осуществляться с помощью
углеводородорастворимых ИК. Недостаточная эффективность такой ИЗ проявлялась в случаях перфорации ШТ обводненных скважин от язвенной коррозии -см. рис.1. В настоящее время число обводненных скважин составляет около 23,6% от общего числа, и продолжает увеличиваться. Обеспечение безопасной эксплуатации таких ШТ требует оптимизации существующей ИЗ. Недостаточно эффективным, требующим совершенствования является и КК, применяемый для оценки эффективности ИЗ. Для его проведения в ШТ обводненных скважин должны выбираться наиболее низкие участки трассы, которые могут являться ловушками соленой воды и шлама.
Ввиду технико-экономической нецелесообразности проведения на ШТ скважин ОНГКМ ВТД, обычный выборочно выполняемый ДК, которым проконтролировано только около 1% от общей протяженности шлейфов, признается удовлетворительным, не имеющим альтернативы, хотя и позволяет судить об их состоянии лишь в весьма ограниченном объеме.
4. Внутриплошадочные трубопроводы и оборудование (ВТ и О) УКПГ. Основными мерами по обеспечению безопасной эксплуатации ВТ и О УКПГ, как и ШТ, является ИЗ и ДК. ИЗ ВТ - такая же, как и ШТ, т.е. осуществляется путем переноса и распределения потоками ГЖС ИК, вводимых в скважины. ИЗ оборудования (сепараторов) УКПГ в настоящее время производится: 1) путем промазывания их концентрированным ИК во время ежегодных плановых остановок - поверхностей, контактирующих с жидкой фазой 2) путем периодического орошения ингибиторным раствором с помощью установленных в аппаратах форсунок - поверхностей, контактирующих с парогазовой фазой.
На текущий момент ИЗ ВТ и О УКПГ ОНГКМ признается вполне удовлетворительной и не нуждается в модернизации за исключением, возможно, применения ИК с повышенным эффектом последействия.
ДК ВТ в заранее намеченных точках выполняется в основном путем УЗТ и УЗД. ДК оборудования УКПГ осуществляется, главным образом, с помощью ВИК и УЗК. Степень опасности выявляемых на поверхностях трубопроводов и оборудования локальных коррозионных и механических дефектов, а также внутренних дефектов металла от ВИР, оценивается с помощью соответствующих расчетных методов, в адаптации которых для конкретных условий применения принимал участие автор настоящей работы.
В настоящее время систематическим ДК охвачено практически все ВТ и О УКПГ ОНГКМ. Совмещение систематического ДК ВТ и О УКПГ с выполняемыми по его результатам расчетами остаточной прочности и ресурса, а также необходимыми компенсирующими мероприятиями и ремонтами является достаточно эффективной мерой для обеспечения их безопасной эксплуатации и не нуждается в корректировке.
5. Соединительные газопроводы (СГ) УКПГ - ГПЗ. Основными мерами по обеспечению безопасной эксплуатации СГ на начальном этапе эксплуатации ОНГКМ являлись осушка газа путем НТС, ИЗ и ДК. В настоящее время в результате снижения эффективности или полного исчерпания НТС — в основном (за исключением газопроводов от УКПГ-12,14 и 15) ИЗ и ДК. ИЗ основной части газопроводов (между узлами запуска и приема поршней) осуществлялась и осуществляется путем поршневания. Начальные и конечные участки СГ
(до и после узлов запуска-приема поршней) - путем аэрозольного ингибирова-ния. Эффективность ИЗ оценивается с помощью традиционных средств и методов коррозионного контроля. Применяемая ИЗ признается достаточно удовлетворительной, не нуждающейся в принципиальном изменении, за исключением возможного подбора и применения в перспективе ИК с повышенными защитными свойствами и эффектом последействия.
Начиная с 1990 года, контроль состояния СГ проводится с помощью ВТД -наиболее информативного на сегодняшний день метода НК. На текущий момент с помощью ВТД проконтролировано техническое состояние всех СГ от УКПГ до ГПЗ ОНГКМ, некоторых дважды и трижды. По результатам ВТД на ПОУ подготавливаются шурфы и в них проводится дополнительный НК, служащий основанием для принятия и реализации решений относительно продолжения эксплуатации или ремонта СГ. Кроме указанного НК в рамках технического диагностирования выполняется электрометрический контроль состояния ЭХЗ и изоляционных покрытий СГ. Такой комплексный ДК выполняется систематически на основании рекомендаций, приведенных в Положении о диагностировании. . Периодичность контроля определяется исходя из состояния СГ. Осуществляемый комплексный ДК в настоящее время признается достаточно эффективным.
6. Магистральный газопровод (МГ) Оренбург - Заинек . Основными мерами по обеспечению безопасности МГ на начальном этапе (в течение 2-х первых месяцев) его эксплуатации были определены качество труб импортного (Швеции, Германии и Франции) производства, качество сварочно-монтажных работ, ввод в МГ метанола для связывания воды и снижение рабочего давления. Поскольку данные меры не исключили трещинообразных повреждений металла, то были признаны неэффективными. Последующими мерами обеспечения безопасной эксплуатации МГ явился перевод его на транспорт бессернистого неагрессивного газа месторождения Совхозное, а позже на транспортировку малосернистого газа (с содержанием НгБ до 600 мг/м3) ОГПЗ. Данные меры оказались более эффективными, хотя случаи растрескивания металла МГ в зоне сварных соединений проявлялись еще в течение нескольких лет. Ингибиторная защита на МГ Оренбург - Заинек не осуществлялась. От наружной коррозии МГ защищался катодной защитой и изоляционным покрытием. Систематический контроль технического состояния МГ не проводился за исключением того, что ВИК подвергались участки, вскрытые для ремонта поврежденных сварных соединений.
Диагностический контроль с помощью ВТД на участке МГ протяженностью 343 км, находящегося в ведомстве ООО Оренбурггазпром , проводился дважды: в 1991 и 1993 гг. а затем в 2002 и 2003 гг. По данным ВТД были подготовлены шурфы, в которых состояние трубопровода было дополнительно проконтролировано традиционными методами НК. Кроме того, в 2000-2001 гг. на МГ было проведено КЭО состояния ЭХЗ и изоляционных покрытий.
Согласно данным комплексного ДК, проведенного в рамках экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ), МГ Оренбург - Заинек после 36-летнего срока службы находился в удовлетворительном, пригодном для дальнейшей эксплуатации, техническом состоянии. Комплекс диагностических мер - ВТД и
КЭО — с проведением необходимых исследований и последующих профилактических работ, реализуемых в настоящее время для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации МГ является вполне эффективным И достаточным для достижения необходимых результатов. Важным остается вопрос о причине многочисленных повреждений сварных соединений МГ на начальном этапе эксплуатации, отвел1 на который позволит избежать подобных повреждений при сооружении и эксплуатации подобных газопроводов в будущем.
Материал данной главы диссертации, явился основой для проведения исследований, рассмотренных в следующих главах работы,
В третьей главе приведены результаты некоторых исследований, проводившихся автором или при его участии, в целях повышения эффективности мер по обеспечению безопасного транспорта газа на различных участках ОНГКМ от скважины до потребителя. Исследования касались совершенствования отдельных моментов диагностирования или ингибнторной защиты, а также попыток объяснить некоторые закономерности коррозии, вероятного возникновения и развития коррозионных повреждений, что является важным для понимания сущности воздействия коррозии на металл и принятия адекватных решений,
1. Теоретическая и экспериментальная оценки величин давления водорода, вызывающих ВИР. На всех месторождениях Н23-содержащих углеводородов, в том числе на ОНГКМ, имеет место проблема ВИР стальных трубопроводов и оборудования. Несмотря на ее широкую известность, продолжаются дискуссии по поводу механизма развития и протекания процесса ВИР и, в частности, по поводу величин давления водорода (Н2) его вызывающих. Предлагаемые механизмы ВИР весьма различны, а указываемые при этом величины давлений Нх колеблются в очень широких пределах - от 10. 20 МПа до Ю5..Л07 МПа, что стимулирует попытки выяснения, каким образом они получены.
Одна из таких попыток предпринята автором диссертационной работы, В данном случае предложена теоретическая модель развития разрыва металла от ВИР из плоской или шарообразной макропоры - рис.3.
Рис. 3. Схема диффузии водорода через стенку стального изделия (трубы) и концентрации его в микропоре с последующим ее разрывом Описан процесс создания высокого давления водорода в макропоре и рассчитаны величины давления, необходимого для ее первичного разрыва. Предложен механизм роста поры в результате последовательных ступенчатых разрывов. Показано, что после каждого очередного разрыва объем поры увеличивается, а давление На в ней падает. Последующий разрыв происходит при
наборе давления Н2, достаточного для разрыва поры большего размера, которое меньше предыдущего, т.е. для разрыва расслоения большего размера требуется меньшее давление Н2. На разработанной модели получены численные величины давлений Н2 при ВИР, находящиеся в хорошем соответствии с приводимыми в публикациях по теме. Кроме вышеупомянутой предложена модель образования в металле водородного пузыря, так называемого блистера .
Адекватность разработанной модели оценена экспериментально в лаборатории Надежность ОГУ по специальной методике. Для проведения эксперимента использовались темплеты (образцы металла) из трубопроводов ОНГКМ с имеющимися расслоениями и неметаллическими включениями разных форм и размеров. В каждом из темплетов до глубины залегания внутреннего дефекта были просверлены отверстия, в которых нарезалась резьба и ввинчивался штуцер для подсоединения гидравлического насоса.
При испытании в дефекты темплетов закачивалось масло до возникновения растрескивания, развитие которого сопровождалось щелчками и потрески-ваниием. Давление, при котором происходило растрескивание, фиксировалось по манометру на гидравлическом насосе. Размеры и форма исходных и полученных в процессе испытания дефектов определялись с помощью УЗК и регистрировались. По результатам испытаний построен график зависимости давлений, при которых происходило растрескивание, от размеров дефектов.
В итоге проведенной работы установлено, что:
1. Величина разрушающего давления среды внутри расслоения (металлургического или эксплуатационного) в стенке трубопровода зависит от площади этого расслоения, а именно: для разрушения расслоения, имеющего большую площадь в плане, требуется меньшее давление, и наоборот.
2. Гидроиспытания темплетов труб с расслоениями позволяют ориентировочно оценить численные величины давлений, создаваемых молизованным водородом в полости металлургических и эксплуатационных расслоений в процессе набора давления и разрушения дефектов. Полученные величины давлений не в полной мере соответствуют давлениям, определенным теоретически в модели, что объясняется как сложной формой фактических дефектов и неоднородностью (анизотропией) прочностных свойств металла образцов, так и несовершенством модели в плане идеализации формы дефектов и свойств материала. В то же время тенденция уменьшения внутреннего давления, необходимого для роста дефектов, с увеличением их размеров в модели определена верно.
3. Расслоения, примыкающие к сварным соединениям, в процессе своего развития ( роста ) не повреждают сварные соединения, т.е. сварной шов является не слабым звеном , а наоборот, силовым элементом, тормозящим развитие расслоений в стенке трубопровода.
2. Разработка эффективного способа исследования расслоений от ВИР в металле трубопроводов. Исследование процессов развития во времени внутренних дефектов от ВИР в стальных трубопроводах и оборудовании от ВИР представляют для практики большой интерес. Однако проведение таких исследований в лабораторных условиях невыполнимо из-за невозможности искусственного создания в образце металла внутренних дефектов нужных размеров и форм. В то же время при ремонте промысловых трубопроводов ОНГКМ,
пораженных ВИР, вырезается множество катушек , идущих на металлолом. На этих катушках уже имеются естественные внутренние дефекты, размеры и формы которых легко определяются путем УЗ-сканирования. В этой связи предложен простой способ исследования дефектов от ВИР в процессе их развития в условиях близких к реальным. Для этого из отобранных для исследования трубных катушек предлагается изготовить стенд. Дефекты на емкостях-катушках следует тщательно измерить с помощью УЗК, оконтурить и зафиксировать исходные размеры. Стенд подсоединить к действующему газопроводу, заполнить рабочей (испытательной) средой и отглушить на период испытаний. По окончании очередного этапа испытаний сбросить давление в стенде до величины, несколько превышающей атмосферное, и произвести необходимые измерения дефектов. Затем вновь повысить давление до рабочего в трубопроводе и продолжить испытание. Регулируя агрессивность коррозионной среды, продолжительность испытаний и регистрируя размеры дефектов во времени, можно получить исключительно полезную и ценную информацию о поведений ВИР-дефектов.
3. Интерпретация и адаптация расчетного метода ANSI/ASME B31G ( критерия B31G ) для оценки работоспособности трубопроводов и оборудования ОНГКМ. Расчетный метод ANSI/ASME B31G (иначе критерий B31G ) разработан для оценки степени опасности трещиноподобных дефектов на поверхности трубопроводов и в настоящее время является одним из наиболее распространенных для выявления работоспособности стальных трубопроводов с механическими и коррозионными дефектами.
В целях исключения возможных неточностей при пользовании графиком критерия B31G для оценки степени опасности локальных дефектов при построении на нем границ между зонами, определяющими пределы безопасной и опасной эксплуатации, подробно проиллюстрированы принципы его построения и проанализированы ошибки, которые могут быть допущены при его неправильном построении и применении.
Предложена адаптация метода ANSI/ASME B31G для оценки работоспособности сосудов с коррозионно-эрозионными дефектами поверхности в кислых средах.
Предложена адаптация метода ANSI/ASME B31G для оценки работоспособности стальных изделий с повреждениями от ВИР, для чего расслоения внутри толщи металла с размерами и формой, определенными с помощью УЗД, предлагается представлять в виде аналогичных поверхностных дефектов (зади-ров, коррозионных язв и т.п.) и выполнять соответствующие расчеты и определения остаточной прочности изделия с расслоением с помощью критерия B31G подобно тому, как это делается для обычных поверхностных дефектов -рис.4.
Предложена адаптация метода ANSI/ASME B31G, а также некоторых других методов, предназначенных для оценки степени опасности локальных дефектов на поверхности стальных изделий (метода компании Бритиш Газ , Великобритания и фирмы Газюни , Голландия), для определения остаточного ресурса сосудов и трубопроводов с такими дефектами - рис.4.
Типы расслоений в стенке трубы
Модели приведения расслоений к виду локальных поверхностных дефектов
/у/,#39 ////.
V//, 4444 Í444A-
Оценка потенциальной опасности расслоений разного типа
— В Обществе «Донецкуголь» идет целенаправленная работа по формированию здорового образа жизни. Нам бы очень хотелось, чтобы жители Славянского района тоже приняли участие в развитии массового спорта, — сказал заместитель директора газопромыслового управления Александр Гамов. — Наши подарки, я надеюсь, помогут успешно выступить спортсменам района на областных соревнованиях. Для газовиков это имеет значение: здесь расположены два крупных объекта добычи. Ежегодно газовики перечисляют в районный бюджет 20 миллионов рублей.