Журнал Полимерные трубы - Технологии и материалы

ПРОМИСЛОВІ ТРУБОПРОВОДИ З ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБ, АРМОВАНИХ СИНТЕТИЧНИМИ НИТКАМИ

Для багатьох нафтових родовищ на пізній стадії розробки характерною особливістю є висока обводненість видобутої продукції. У зв'язку з цим проблема експлуатаційної надійності сталевих промислових трубопроводів набуває все більшої актуальності через зростання числа відмов і передчасної заміни сталевих труб. Основною причиною відмов промислових трубопроводів є внутрішня корозія, що виникає при контакті пластової води з поверхнею металу.

Нафтове родовище облаштовано розгалуженою мережею промислових трубопроводів:

● викидні лінії (Ø 89-114 мм) – трубопроводи від нафтових свердловин для транспортування продуктів свердловин (нафта, вода, нафтовий газ) до вимірювальних установок, під тиском до 4,0 МПа;
● нафтогазозбірні колектори (Ø 89-720 мм) - трубопроводи для транспортування продукції нафтових свердловин від вимірювальних установок до дожимних насосних станцій та установок попереднього скидання води, під тиском до 2,5 МПа;
● напірні нафтопроводи (Ø 273-720 мм) – трубопроводи для транспортування підготовленої або частково підготовленої нафти від пункту збору нафти та дожимної насосної станції до центрального пункту збору, під тиском до 4 МПа;
● водоводи систем заводнення нафтових пластів і систем захоронення пластових і стічних вод у глибокі поглинаючі горизонти: низьконапірні (Ø 114-530 мм) – під тиском до 1,6 МПа; високонапірні (Ø 89-325 мм) – під тиском 10 20 МПа;
● газопроводи (Ø 273-530 мм) – для транспортування нафтового газу від установки сепарації нафти до установок підготовки газу або до споживачів, під тиском до 0,8 МПа.

1. Конструкція поліетиленової труби, армованої синтетичними нитками

Основними факторами, що визначають корозійну агресивність середовищ, що транспортуються промисловими трубопроводами, є:
– склад пластової води, її рН та мінералізація;
– вміст у ній розчинених газів (вуглекислого газу, кисню та сірководню);
– наявність корозійно-активної мікрофлори (сульфатвідновлюючі, вуглецевоокислюючі та інші бактерії);
– наявність механічних домішок;
– випадання мінеральних відкладень.

Нафтовидобувні компанії зазнають величезних збитків від виробничого простою внаслідок аварії, ремонту та заміни зношеного стального трубопроводу, втрат продукції, що транспортується, зниження її якості та забруднення навколишнього середовища. Тож не дивно, що фахівцям потрібні трубопроводи, які здатні служити максимально довго [1, 2].

Альтернативою сталевих труб у ряді випадків можуть стати поліетиленові труби торгової марки Anacondaтм (виробництва «Технологія композитів», м. Перм), посилені високоміцними синтетичними нитками. У цих трубах використовується трубний поліетилен і високоміцні поліефірні нитки, які мають високу стійкість до агресивних речовин, що транспортуються нафтопромисловими трубами (нафта, нафтовий супутній газ, пластові та стічні води, в тому числі з великим вмістом сірководню, кисню, вуглекислого газу тощо), і що містяться в ґрунті.

На відміну від сталевих трубопроводів поліетиленові труби стійкі до зовнішньої корозії, внаслідок чого немає потреби у встановленні станцій електрохімічного захисту.

Внутрішня поверхня поліетиленових труб не схильна до корозії та заростання карбонатними відкладеннями, тому пропускна здатність, на відміну від сталевих труб, не знижується протягом усього терміну експлуатації [3].

Труби з трубного поліетилену мають у 2,5 рази вищу гідроабразивну стійкість до механічних домішок у порівнянні зі сталевими трубами [4].

Поліетиленові армовані синтетичними нитками труби Anacondaтм [5] випускаються із зовнішніми діаметрами 75, 90, 110, 125, 140 і 160 мм. Вони призначені для будівництва трубопроводів з робочим тиском до 4,0 МПа при температурі в стінці труби від -15 до +60 °С. Розрахунковий термін їх експлуатації на нафтопромислах – 25 років.


2. Розмотування бухти труби AnacondaТМ при будівництві викидного нафтопроводу

Труби Anacondaтм мають високу гнучкість, що дозволяє згортати їх у бухти, причому труби діаметрами 75-125 мм можуть поставлятися в бухтах довжиною від 350 до 150 м відповідно.

За рахунок гнучкості трубопроводи з цих труб здатні витримувати переміщення ґрунту при землетрусах, обдиманні і просадках ґрунту, що підвищує їх експлуатаційну здатність.

Труби Anacondaтм через високий (до 220•10-6 1/°С) коефіцієнт лінійного температурного розширення та низький модуль повзучості поліетилену, під дією тиску та позитивного перепаду температур помітно подовжуються. Для того, щоб утримати трубопроводи з цих труб на проектних відмітках, їх прокладають тільки підземно, тому що в цьому випадку труби затискаються ґрунтом.

Слід зазначити тангенціальну еластичність труб Anacondaтм, що дозволяє їм витримувати замерзання води без зниження несучої здатності після відтавання.

З'єднання поліетиленових труб здійснюється зварюванням. Особливістю труб Anacondaтм є те, що цей процес складається з двох стандартних операцій: зварювання нагрітим інструментом встик з подальшим видаленням зовнішнього грата та посилення зварного шва за допомогою з'єднувальних муфт із закладними нагрівальними елементами [6]. Осьова міцність шва при зварюванні встик нижче, ніж міцність труби, тому для його посилення проводиться муфтове зварювання.

Повороти та виходи на поверхню трубопроводу з труб Anacondaтм здійснюють пружним вигином за умови, що мінімально радіус пружного вигину не менше допустимого – 25 зовнішніх діаметрів труби. Це дозволяє в ряді випадків обходитися без відводів.

Поліетиленові армовані труби Anacondaтм можуть замінити сталеві на викидних лініях, на нафтозбиральних колекторах і низьконапірних водоводах системи заводнення нафтових пластів. Загалом з 2005 року на родовищах країг СНД (РФ, України, Литви, Казахстану та Узбекистану) побудовано з цих труб понад 500 км промислових трубопроводів.


3. Укладання в траншею викидного нафтопроводу

У даний час проводиться конструкторсько-технологічна відпрацювання труб діаметром до 250 мм, що помітно розширить сферу застосування поліетиленових армованих труб на нафтопромислах.

Автор:  Олександр Тараканов

Література
1. Завьялов В.В. Проблемы эксплуатационной надежности трубопроводов на поздней стадии разработки месторождений. – М.: ОАО ВНИИОНГ, 2005. – 332 с.
2. Гоник А.А. Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры ее предупреждения. – М.: Недра, 1976. – 192 с.
3. Глухова О.В., Фаттахов М.М. Эффективность применения трубопроводов из полиэтиленовых труб. – Нефтегазовое дело, 2006, http: www.ogbus.ru.
4. Goddard J.B. Abrasion Resistance of Piping Systems //Technical Note 2.116, November 1, 1994.
5. ТУ 2248-001-55038886-01 Раздел 2 – Полиэтиленовые армированные трубы для нефтепромысловых трубопроводов.
6. РД 003-55038886-05 – Проектирование, строительство, эксплуатация и ремонт нефтепромысловых трубопроводов из полиэтиленовых труб, армированных синтетическими нитями.
ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА