Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Томский политехнический университет”
Институт геологии и нефтегазового дела
кафедра транспорта и хранения нефти и газа
Специальность «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»
Применение полимерно-металлических труб при сооружении промысловых газонефтепроводов
(тема выпускной квалификационной работы)
Пояснительная записка
к выпускной квалификационной работе
на соискание квалификации инженер
ДП-2069305-030700-ТХНГ-2020-01-01
(обозначение документа)
Тема утверждена распоряжением директора ИГНД № ___ от ___ ___ .
Студент гр. ___________ _______
(подпись) (дата)
Руководитель ____________ _______
(подпись) (дата)
Консультанты: ____________ _______ ________________
(подпись) (дата)
по экономике ____________ _______ ________________
(подпись) (дата)
по безопасности
жизнедеятельности ____________ _______ ________________
(подпись) (дата)
Допустить к защите:
Заведующий кафедрой ___________ _______
(подпись) (дата)
Томск
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа (ВКР) 76 стр., 34 рис., 3 табл., 28 источников, 1 приложения.
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНО-МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ПРИ СООРУЖЕНИИ ПРОМЫСЛОВЫХ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ.
Цель работы: Доказать целесообразность применения полимерно-металлических труб перед стальными трубами при сооружении, а в дальнейшем и при эксплуатации промысловых газонефтепроводов.
В ВКР успешно достигнуты поставленные цели.
Оценен экономический эффект от применения ГПМТ.
Приведена методика расчета на прочность и устойчивость трубопроводов из ГПМТ.
Большое внимание в работе уделяется безопасности жизнедеятельности и охране окружающей среды.
АННОТАЦИЯ
Основной акцент в данной работе сделан на соблюдение требований Руководящего документа «Монтаж, эксплуатация и ремонт гибких полимерно-металлических труб» и ПБ «Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов».
Квалификационная работа «Применение полимерно-металлических труб при сооружении промысловых газонефтепроводов» выполнена в соответствии с действующими нормативами РФ.
Оборудование и материалы, предлагаемые в данном проекте, технически современны и позволят обеспечить надежную работу промысловых трубопроводов.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 7
1. Коррозионно-стойкие трубы 8
1.1. Трубы с внутренним покрытием 8
1.2. Стеклопластиковые трубы 8
1.3. Стальные трубы с повышенными эксплутационными характеристиками
1.4. Гибкие трубы 10
2. Трубы гибкие полимерно-металлические 11
2.1. Конструкция ГПМТ 12
2.2. Технические характеристики ГПМТ 13
2.3. Основные достоинства и свойства труб 15
3. Инструкция по монтажу и ремонту 18
3.1. Введение 18
3.2. Меры безопасности 18
3.3. Поставка, транспортирование и хранение труб 20
3.4. Земляные работы 23
3.5. Монтаж гибкого трубопровода 23
3.6. Ремонт повреждений 32
3.6.1. Ремонт трубопровода без замены поврежденного участка 32
3.6.2. Ремонт трубопровода с заменой поврежденного участка 34
3.7. Приспособления для ремонта трубопровода 40
3.8. Оборудование, применяемое при строительстве 40
3.9. Гидравлические испытания и ввод в эксплуатацию 42
4. Экономический эффект от применения ГПМТ 44
5. Опыт применения ГПМТ 45
6. Методика расчета на прочность и устойчивость трубопроводов из металлопластовых труб 46
6.1. Общие положения 46
6.2. Расчетные характеристики материалов 46
6.3. Расчет напряженно-деформированного состояния металлопластовых труб 47
7. Расчет промыслового трубопровода из стальных труб и трубопровода из ГПМТ 57
7.1. Расчет трубопровода из стальных труб 57
7.2. Расчет трубопровода из ГПМТ 58
8. Техника безопасности 60
8.1. Меры безопасности 60
8.2. Охрана окружающей природной среды 61
8.2.2. Охрана животного мира 66
8.2.3. Охрана водных ресурсов 67
8.2.4. Охрана атмосферного воздуха 70
8.2.5.Оценка экологического ущерба 70
Заключение 72
Список литературы 73
Приложение 76
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время одной из острейших проблем нефтегазодобывающей отрасли стали аварии промысловых трубопроводов. По данным Госгортехнадзора РФ, ежегодно происходит около 50-70 тыс. нарушений герметичности и разрывов труб, и их количество растет с каждым годом. Одна из основных причин аварий – коррозия. 90 % отказов нефтетранспортных сетей являются следствием коррозионных повреждений. Из общего числа аварий 50-55 % приходится на долю систем нефтесбора и 30-35 % - на долю коммуникаций поддержания пластового давления. 42 % труб не выдерживают пятилетней эксплуатации, а 17 % - даже двух лет. На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7-8 тыс. км труб или 400-500 тыс. тонн стали.
В результате многолетних разработок промышленные предприятия России смогли предложить альтернативу металлу – трубную продукцию нового поколения для нефтедобывающей отрасли из всевозможных полимерных, композитных материалов, стекловолокна, стеклопластика.
1. КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ ТРУБЫ
1.1. Трубы с внутренним покрытием
Трубы с внутренним покрытием, сварные стыки которых защищены напылёнными протекторами. На промыслах г. Нижневартовска накоплен определённый опыт работы с такими трубами. Рассмотрение условий их эксплуатации показывает, что ускоренное появление негерметичности наблюдается только на газлифтных направлениях. Участки трубопроводов, куда поступает продукция, скважин с механизированной добычей подвергаются коррозии в значительно меньшей степени. Следует подчеркнуть, появление негерметичностей наблюдается только в зоне сварки и зоне нанесения протектора, которая занимает расстояние по 300мм в обе стороны от сварочного шва. Для дальнейшего повышения надёжности трубопроводов с внутренним покрытием необходимо изменение способа защиты сварного соединения.
1.2. Стеклопластиковые трубы
Имеется некоторый опыт эксплуатации стеклопластиковых труб на предприятиях ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» и др.
Известно, что стеклопластиковые трубы не подвергаются коррозии и основными причинами появления негерметичностей при их эксплуатации являются:
· Механическое повреждение труб;
· Неправильный расчет опор при надземной прокладке.
Определённые проблемы может вызвать стыковка стеклопластиковых труб со стальными в местах переходов и соединений. Кроме упомянутых источников, как это ни выглядит странным, на внутренней поверхности стеклопластиковых труб возможно отложение твёрдых осадков, приводящих к уменьшению проходного сечения. Подобные случаи уже имели место, как при перекачки подтоварной воды, так и при транспортировки малообводнённой нефти. В первом случаи осадок состоял преимущественно из песка и механических примесей, во втором – из АСПО.
1.3. Стальные трубы с повышенными эксплутационными характеристиками
В последние годы значительный прогресс достигнут в области повышения качества изготовления стальных труб. Здесь в первую очередь понимается повышение их коррозионных и хладостойких свойств, что достигается проведением операции термообработки труб, применением сталей с пониженным содержанием марганца (сталь 20) и небольшим содержанием хрома (до 1%). Трубы подобного типа изготавливаются на ряде российских заводов (Таганрогский, Волжский, Северский, Синарский).
Опыт эксплуатации стальных труб улучшенного качества показывает, что их коррозионная стойкость действительно выше. Но это не «коррозионно-стойкие трубы», этот термин, как известно, относится к классу нержавеющих сталей. В этой связи, коррозионная стойкость труб улучшенного качества должна сравниваться с аналогичными показателями труб, изготовленных по обычной технологии. В любом случае длительный безаварийный срок эксплуатации труб из углеродистых сталей в агрессивных средах (особенно при высокой обводнённости) может быть достигнут только при использовании комплекса средств включающих ингибиторную защиту, очистку труб от осадков и увеличение толщины стенки в разумных пределах (до 9 – 10 мм).
1.4. Гибкие трубы
| http://www.remmashservice.ru/8-3.jpgГибкие трубы были разработаны в начале 80-х годов для борьбы с коррозией трубопроводного транспорта. В основу гибких труб были заложены инженерные решения российских и французских специалистов-нефтяников, работавших в совместном Проекте по созданию шлангокабельного способа бурения глубоких скважин, с непрерывным процессом спуско-подъемных операций. Именно эти конструкции гибких бурильных труб, прошедшие в течение пяти лет суровую проверку при бурении экспериментальной глубокой скважины, и были заложены в основу конструкций труб для трубопроводного транспорта.Конструкция гибких труб, состоящая из слоев высокопрочной стали, перемежаемых полимерными оболочками, построена с дублированием функциональных свойств, что делает ее устойчивой по отношению к перепадам температур, динамике потока транспортируемой жидкости, подвижкам грунтов, транспортным и монтажным нагрузкам, и даже к механическим повреждениям.Гибкие трубы работают в нефтяных компаниях России: «ЮКОС», «ЛУКОЙЛ», «РОСНЕФТЬ», «СЛАВНЕФТЬ», «ТНК», «СИБНЕФТЬ» и др. Гибкие трубы работают на месторождениях 37 НГДУ 16 нефтегазодобывающих акционерных обществ, а также на 1 нефтяном терминале на побережье Северного Ледовитого Океана. Трубы работают практически во всех климатических регионах России и стран СНГ, при температуре окружающей среды от минус 60 до плюс 50 градусов Цельсия, в том числе: в Урало-Поволжье, в Западной Сибири, в Коми, на Сахалине, в Якутии, а также в республиках Казахстан и Азербайджан.Помимо нефтяной промышленности, гибкие трубы работают на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, геологии, угольной и других отраслях промышленности России. 2. ТРУБЫ ГИБКИЕ ПОЛИМЕРНО-МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ Гибкие полимерно-металлические трубы (ГПМТ) предназначены для прокладки наземных и подземных трубопроводов при транспортировке нефти, нефтепродуктов, нефтегазовых смесей, воды с агрессивными примесями, а также для питьевого и хозяйственного водоснабжения.Назначение и область применения ГПМТ:· Водоводы питьевой воды · Водоводы пластовых сточных вод · Нефтепроводы · Подводные трубопроводы · Бурение и нефтехимия · Геологоразведка · Коммунальное хозяйство · Мелиорация Трубы ГПМТ применяются при нефтедобыче, добыче жидких и газообразных полезных ископаемых в качестве высоконапорных трубопроводов. Производство труб ГПМТ освоено в 1998 году. Трубы ГПМТ применяются на месторождениях ОАО «Юганскнефтегаз», «Томскнефть», «Нижневартовскнефтегаз», «Сахалинморнефтегаз». |
2.1. КОНСТРУКЦИЯ ГПМТ