Центрально Азиатский Университет, г.Алматы, Казахстан

Магистрант 1 курса по специальности нефтегазовое дело

Умбетов Асылбек Ерикович

Обоснование и выбор способа предотвращения возгорания продуктов коррозии при ремонтных работах

Аварийный ремонт трубопроводов - особый вид работ, характеризующийся повышенными требованиями к соблюдению мер техники безопасности и противопожарной безопасности, выполняемый в большинстве случаев с остановкой перекачки по трубопроводу и вытеснением перекачиваемого продукта на все время ликвидации повреждения или замены труб. Отсюда и ограниченные сроки работ в условиях необходимого обеспечения высокого качества ремонта, отвечающего нормативным требованиям [3].

К технологии ремонтных работ предъявляются следующие требования:

- снижение до минимума вредного воздействия на окружающую среду, соседние коммуникации и объекты народного хозяйства;

- надежное восстановление герметичности трубопровода;

- обеспечение проектного уровня несущей способности трубопровода;

- обеспечение минимального ущерба и времени простоя трубопровода при ремонте.

В каждом конкретном случае в зависимости от характера и места аварии должен быть выбран соответствующий способ ремонта. При дефектах в трубопроводах, требующих вырезки целых участков труб, необходимо проводить вытеснение перекачиваемого продукта. Опорожнение участка трубопровода является в большинстве случаев самой длительной операцией и занимает больше половины общего времени восстановления. Вытеснение нефти водой является одним из самых распространенных методов [4, 5, 6]. Реализация этого метода вытеснения нефти не вызывает особых технических трудностей. Однако серьезность проблемы заключается в вопросах утилизации воды после вытеснения нефти. Поэтому более эффективным и безопасным является метод опорожнения участка нефтепровода от транспортируемого продукта с использованием водяных и газовых «пробок», формируемых между механическими разделителями. Для данного метода в качестве вытесняющего продукта используется сжатый воздух с применением следующей комбинации «пробок» и разделителей: Нефть, за ней поршень разделитель с резиновыми или полиуретановыми манжетами, за ним гель в объеме 0.02% от объема внутренней полости опорожняемого участка, за ним полиуретановый поршень, за ним вода в объеме 0,1 от объема внутренней полости, за ней поршень разделитель, за ним сжатый воздух. Применение гелиевой разделительной «пробки» позволяет при вытеснении обеспечить более надежную степень герметизации пространства между нефтью и газом и одновременно очищает внутреннюю полость нефтепровода от рыхлых грязепарафиновых отложений. Для приготовления геля-разделителя используют следующие химические компоненты [7]:

- полиакреламид в виде сухого порошка или 8% -го водного геля

- формалин

- водорастворимый полимер - поливинилпиридийный метилсульфат.

Используются следующее массовые соотношения компонентов в геле-разделителе:

- полиакримамид 1.5 – 3.0%;

- формалин 0.5 – 2.0%;

- метилсульфат 0.5 - 1.0%;

- вода до 100 %.

В качестве разделителей целесообразно применять поршни с эластичными (резина, полиуретан) манжетами. Поршни разделители не должны иметь щеток, калибровочных дисков и тому подобных стальных элементов, которые касаются внутренней поверхности трубопровода. Основными требованиями, предъявляемыми к поршням, разделяющим вытесняемую нефть и использующийся для вытеснения сжатый воздух, является их герметичность, так как в случае прорыва воздуха через разделитель перед последним образуется система воздушных пробок, значительно повышающая давление, необходимое для вытеснения.

Закачка «пробки» воды предназначена для создания дополнительной герметизации между нефтепродуктом и воздухом.

Перед проведением вытеснения нефти сжатым воздухом необходимо обеспечить отсутствие в трубопроводе газовых и воздушных пробок. Нефть должна заполнять всю внутреннюю полость трубопровода (в верхних точках профиля после сброса давления допускается небольшое скопление нефтяных паров с давлением ниже атмосферного). Также должна быть проведена комплексная очистка внутренней поверхности трубопровода от парафиновых отложений и продуктов коррозии с помощью агрессивных (игольчатого типа) и магнитных очистных снарядов.

Во время подготовки узлов пуска-приема разделителей категорически запрещаются любые действия, вызывающие попадание воздуха в подготовленные к вытеснению участок нефтепровода в любой точке кроме камер приема-запуска разделителей, например, запрещается открытие вантузов в верхних точках профиля. Соблюдение вышеуказанного предотвращает образование воздушных пробок, которые могут быть причиной значительного повышения давления сжатого воздуха, необходимого для удаления жидкости и повышает безопасность работ [8]. Использование сжатого воздуха для вытеснения на трубопроводах, где присутствуют сульфиды железа, может быть причиной катастрофы на трубопроводах, транспортирующих сероводородсодержащие нефти и газы. Закачка воздуха может привести к началу реакции окисления сульфидов железа и воспламенению газовоздушной смеси. Чтобы избежать аварийных ситуации, предлагается использовать инертный азот, вместо закачки воздуха. Кроме того, в водяную пробку предлагается добавлять вещества нейтрализующие сульфиды железа: например перманганат калия, ортофосфорную кислоту и другие. После нейтрализации сульфиды железа впоследствии могут быть легко утилизированы в присутствии воздуха. При этом предлагается использовать 1% раствор перманганата калия или 0.3% раствор ортофосфорной кислоты.

При выборе того или иного способа вытеснения нефти, необходимо учитывать их экономическую целесообразность и экологическую безопасность при дальнейшей утилизации продуктов очистки. Кроме того, следует оценивать их влияние на безопасность проведения ремонтных работ при применений.

Рисунок 1. Последовательность расположения сред при вытеснении нефти из трубопровода в условиях присутствия продуктов коррозии (сульфидов железа)

Окончательный выбор способов и средств вытеснения нефти должен соответствовать максимальной безопасности ремонтных работ.

Список использованных источников:

1. Гумеров А.Г., Ямалеев К.М., Гумеров Р.С., Азметов Х.А. Дефектность труб нефтепроводов и методы их ремонта. - М.: Недра, 1998. - 252 с.

2. Н.А.Назарбаев «Казахстан-2030». Стратегия развития Казахстана до 2030г, Алматы, 1997.

3. А.Г. Гумеров, Р.С. Зайнуллин. Безопасность нефтепроводов. М.: Недра. 2000. – 308с.

4. А.Г.Гумеров, А.Г.Зубаиров, М.Г. Векштейн, Р.С.Гумеров, Х.А.Азметов. Капитальных ремонт подземных нефтепроводов. – М.: - ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. – 525с.: ил.

5. Р.С. Зайнуллин, К.М. Ямалеев, С.Н. Мокроусов, Н.Р. Ямуров, и др. Физические факторы разрушения нефтепроводов.: МИБ СТС, 1997. – 98с.

6. А.Г.Гумеров, Р.С.Гумеров, К.М. Гумеров. Безопасность длительно эксплуатируемых магистральных нефтепроводов. М.: - ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. – 310с.: ил.

7. А.К. Галлямов, К.В. Черняев, А.М. Шаммазов. Обеспечение надежности функционирования системы нефтепроводов на основе технической диагностики. – Уфа: Издательство УГНУ, 1997. – 583с.

8. В.Г. Карамышев, и др. Самоутилизирующийся гель для очистки нефтепровода. Сб. научных тр. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. №60 Уфа: ТрансТЭК. 2001. с 117-121.