Щоб транспортувати видобуту нафту з свердловини до місця центрального збору, необхідні промислові трубопроводи. Вони призначені і для того, щоб переміщати “чорне золото” і на інші об’єкти в рамках промислу. Промислові трубопроводи в залежності від тиску можна розділити на три види: з сильним тиском, з середнім і низьким. Також вони можуть бути простими, коли немає відгалужень, і складними – із відгалуженнями. Спосіб прокладки промислових трубопроводів теж підрозділяє їх на підводні, надземні, наземні і підземні.
Залежно від призначення
Промислові трубопроводи можуть бути безнапорными і напірними. На цьому підрозділ не закінчується. Наприклад, трубопроводи бувають выкидными, коли нафта перекачують до установки із свердловини по виміру: труба діаметром в залежності від продуктивності даної свердловини 75-150 міліметрів. Необхідні й промислові технологічні трубопроводи. Збірні колектори призначені для транспортування нафти до установки, де нафта готується: з неї видаляються газ, мінеральні солі, вода. Діаметром такі колектори 100-350 міліметрів.
Промислові газопроводи збирають газ, промислові ингибиторопроводы подають у свердловини реагенти, промислові водопроводи подають воду для підтримки пласта. І для всього цього необхідні труби. Умови установки (наприклад, рельєф місцевості) підказують при проектуванні промислових трубопроводів, який вид краще всього застосувати в даному конкретному випадку. У самопливних нафту рухається самопливом під дією гравітації, напірно-самопливних може перекачуватися тільки нафту, вільно-безнапірні переганяють окремо нафту, окремо газ. Але бувають і комбіновані види.
Крім того, промислові нафтопроводи в залежності від умов установки (наприклад, від наявності /відсутності схилів рельєфу) поділяються на такі види:- самопливні (рух відбувається під дією гравітаційних сил);- напірно-самопливні (по трубопроводу перекачується тільки нафта);- вільно-самопливні/безнапірні (нафта і газ рухаються окремо один від одного);- комбіновані. При будівництві промислових трубопроводів все це обов’язково враховується.
Якщо нафта нагрівати, вона стає більш в’язкою, тоді швидкість її руху по трубі значно збільшується. Це застосовується при перекачуванні великих кількостей нафти. Відмінність магістральних і промислових трубопроводів в тому, що останні доставляють корисна копалина не далі переробного підприємства, це його кінцева точка. А магістральні – по всьому світу. Тим не менш, без будівництва промислових трубопроводів не обійтися, це найважливіша складова для збору нафти і її товарної підготовки, підведення води та газу для системи ППД.
Саме побудовані для технічних потреб і за технологічними правилами промислові трубопроводи транспортують видобуту продукцію від самого гирла свердловини до головних споруд магістральних газо – і нафтопроводів або до ГПЗ (НПЗ). Також необхідні споруди трубопроводів для подачі води, попутно видобутої – від ЦППН і УПСВ до КНС, а потім звідти до родовища – його нагнітальних свердловин. Видобуток нафти і газу відрізняється застосуванням досить складних технологій, над розробкою трубопроводів і супутніх механізмів впритул працюють багато науково-дослідні інститути.
Експлуатація промислових трубопроводів
Щоб збільшити пропускну здатність збірних колекторів, коли підключаються нові свердловини або збільшується продуктивність на колишніх, потрібно, як уже було сказано, зменшити в’язкість і підігріти нафту. Є й інші способи: потім вводиться обводненная нафту, прокладається паралельний нафтової колектор (лупінг) або підключається паралельно додатковий насос.
Магістральні та промислові трубопроводи, по яких транспортується товарна нафта (коли тиск насичених парів не вище 500 міліметрів ртутного стовпа (66,7 кПа) при +38 градусах, зазвичай називають нафтопроводами. А якщо транспортується продукція з нафтових свердловин разом з газом, який розчинений або перебуває у вільному стані, а тиск насичення парів нафти абсолютна при +20 градусах, такі трубопроводи називаються нефтегазопроводами. Якщо транспортуються промислові води, це водовід.
Величина напору вище 2,5 МПа буває у високонапірних трубопроводах, від 1,6 до 2,5 МПа – в середньонапірних, а менше 1,6 МПа – в низьконапірних. Крім наземних, підземних, підвісних і підводних бувають збірні трубопроводи або зварні. Матеріали для них теж відрізняються: склопластикові, сталеві з покриттям всередині – антикорозійним лакофарбовим або поліетиленовим, а також просто сталеві. Корозія труб промислових трубопроводів для нафти і газу збільшується, якщо проведені кислотні обробки свердловини або гідророзрив пластів. Попутна вода при цьому значно знижує рН в зонах застою. Досить часто потрібно ремонт промислових трубопроводів.
Про корозії металу
Щоб знизити корозію сталевих труб, заводи-виробники в останні десятиліття проводять значні дослідження і практичні експерименти. Таким чином був розроблений цілий комплекс ТУ, де регламентується ряд найважливіших показників, серед яких і швидкість корозії. Розпочався випуск корозійно-стійких труб, для яких сталь йде з добавками хрому, титану, ванадію. Плаковані, багатошарові, комбіновані і багато інші типи труб призначені для діючих нафтових промислів, для будівництва магістральних і промислових трубопроводів.
Терміни служби збільшилися, загальна корозія знизилася. Але труби стали значно дорожче. Одночасно різноманітними організаціями були запропоновані для експлуатації в нафтовій промисловості труби з пластмас та склопластику, а також чисто сталеві з поліетиленовим покриттям внутрішнім і зовнішнім, внутрішнім покриттям із лаків і фарб з антикорозійними властивостями.
Звід правил
Звід правил (далі СП) “Промислові трубопроводи” вийшов з Технічного комітету з стандартизації (ТК 465), далі затверджено Міністерством будівництва РФ в 2016 році і введений в дію з червня 2017 року. Цей документ встановив вимоги до промислових сталевих трубопроводів, а також вони стосуються проектування, виробництва і приймання робіт під час спорудження, реконструкції, капітального ремонту трубопроводів до 1400 міліметрів діаметром (включно). Надлишковий тиск не повинен перевищувати 32,0 МПа. СП “Промислові трубопроводи” повинен поширюватися на всі промислові сталеві трубопроводи, зокрема:
1. Для родовищ газових і газоконденсатних – газопроводи-шлейфи до збірного пункту або до вхідного крану, який знаходиться на майданчику промислу, тобто, до установок для підготовки шламу, панельно-полімерних анкерами пристроїв або до будівель з перемикає арматурою.
2. Для колекторів газозбірних – від обв’язки свердловин, газопроводи неочищеного газу, трубопроводи нестабільного і стабільного газового конденсату будь-якої протяжності.
3. Для трубопроводів подачі очищеного газу та інгібітора безпосередньо в свердловини і на інші об’єкти.
4. Для трубопроводів під стічні води тиском більше 10 МПа, щоб подати їх у свердловини і закачувати в поглинаючі пласти.
5. Для ингибиторопроводов.
6. Для метанолопроводов.
7. Для нафтових і нафтогазових родовищ – трубопроводи выкидные від свердловин, крім ділянок на кущах свердловин, щоб транспортувати продукт аж до замірних установок.
8. СП 284 1325800 2016 “Промислові трубопроводи” також пропонує нафтогазопроводи для транспорту продукції свердловин від замерной установки до пункту сепарації нафти.
Документ стосується всіх видів трубопроводів, що використовуються в нафтовій і газовій галузі, і цей список дуже довгий. Промислові трубопроводи-для нафти і газу, які транспортують нафту разом з газом, який знаходиться в розчиненому і вільному стані віднесені до нефтегазопроводам, а до нафтопроводами – постачають разгазированную нафту.
СП “Промислові трубопроводи” правила не поширює на трубопроводи з чавуну, композитних і полімерних матеріалів, а також на магістральні трубопроводи для транспорту продукту товарної якості та багато інших видів. Наприклад, інші якості повинні мати труби, щоб транспортувати продукцію з вмістом сірководню, продукту з температурою вище 100 градусів. Не стосуються ці положення водоводи і технологічні трубопроводи в межах майданчика.
Відомчі будівельні норми (ВСН)
Будівництво магістральних і промислових трубопроводів контролюються нормами ВСН і поширюються на сталеві трубопроводи 1420 міліметрів включно, згідно цих норм і проводиться реконструкція і спорудження нового обладнання для діючих і відкриваються родовищ газу і нафти. Область розповсюдження також контролюється нормами проектування, в тому числі і для підземних сховищ, де надлишковий тиск середовища (не більше 32 МПа). ВСН “Магістральні та промислові трубопроводи” розглядають і выкидные лінії, які потрібні для транспортування від свердловини, де регламентується діаметр і довжина в залежності від технічних розрахунків та дебіту свердловин (від 75 до 150 міліметрів діаметр викидної лінії і не більше чотирьох кілометрів завдовжки).
Транспортувати нафту призначені збірні колектори, які прокладаються від замерной установки до насосної станції чи установки, де готується нафту. Діаметр збірних колекторів ль 100 до 350 міліметрів, довжина може бути і більше десяти кілометрів. ВСН “Промислові трубопроводи” задають норми для ингибиторопроводов, які подають у свердловини хімічні реагенти (не тільки в свердловини, але й інші об’єкти, де це необхідно в рамках газоконденсатних, газових, нафтогазових і нафтових родовищ. На промислах необхідні і водопроводи, для будівництва та реконструкції яких теж необхідно спиратися на Звід правил і Відомчі будівельні норми.
Вода подається до нагнітальним свердловинах, щоб підтримувати тиск у пласті, після чого пластові води видобувають разом з нафтою, збирають і виводять у водоносні горизонти. Будівництво магістральних і промислових трубопроводів передбачає і цей важливий елемент. Водопроводи підрозділяють на магістральні, початківці шлях з насосних станцій на другому підйомі, на підвідні, які з’єднують магістральний водопровід з насосними станціями кожного куща, на розвідні, які з’єднують нагнітальні свердловини з кущовими насосними станціями.
Родовища газу і газоконденсату
На таких об’єктах промислові трубопроводи з’єднують газові свердловини і установками з підготовки газу, з промисловими розподільними станціями перед надходженням газу в магістральний газопровід, а також з їх допомогою збирають і утилізують газовий конденсат. Поділяються на газопроводи-шлейфи, колекторні газопроводи, конденсатосборные і промислові водопроводи. Все це будується і реконструюється строго за правилами, які представлені в ВСН. Шлейф-газопровід з’єднує свердловину з сепаратором, де від власне газу відокремлюються всі непотрібні йому домішки, там же відбувається і осушка газу, підготовка його до транспортування.
Бувають групові установки і окремі пункти сепарації газу. Довжиною шлейфи від 600 метрів до 5 кілометрів, діаметр труб пропонується до 200 міліметрів. Промислові колектори для збирання газу повинні поєднувати групові підготовчі установки з газорозподільними станціями. Формою газозбірні колектори не відрізняються від інших промислових газопроводів, які використовуються на нафтових родовищах. Конденсатосборные колектори точно такі ж, як на нафтових родовищах колектори для збирання нафти, застосовують їх для транспортування газового конденсату на газозбірних пункт або на завод по виробництву газобензина.
Будівництво трубопроводів в Росії
Вже у вісімдесятих роках двадцятого століття в Росії всюди перейшли на будівництво напірних герметизованих систем, на нових родовищах зараз не проектують вакуумні газопроводи. Газопроводи, аналогічні викидним лініях, поділяються за призначенням – на підвідні, в першу чергу. Далі аналогічні збірних колекторів нафти – збірні колектори по газу, і, нарешті, нагнітальні газопроводи.
Форма також залежить від конфігурації родовища, від розмірів покладів та від розміщення дотискуючих станцій та замірних установок. На нафтових промислах газосборная система названа відповідно формі колектора: лінійної, якщо колектор – одна лінія, променевої, якщо колектори зводяться до єдиного пункту, кільцевої, якщо колектор огинає нафтову структуру по всій площі кільцем. Зазвичай в кільцевому колекторі проектують перемички для маневреності і надійності роботи.
Нагнітальні газопроводи женуть газ в “шапку” родовища від компресорних станцій, щоб підтримувати пластовий тиск і продовжити терміни фонтанної експлуатації свердловини, а також для подачі до гирл свердловин через будки розподілу газу, якщо спосіб експлуатації компресорний. Таким же чином транспортується газ на переробні заводи і на встановлення газофракціонування для споживачів.
Правила будівництва промислових трубопроводів
Оскільки це інженерні споруди капітальні, тобто, розраховані на довгий термін служби і призначені для транспортування нафтопродуктів, газу і нафти безперебійним способом від місця видобутку до установок комплексної підготовки і місцях надходження в магістральний трубопровід (а також будь-який інший вид транспорту, включаючи річковий, морський і залізничний), для будівництва передбачено багато норми і правила. Головне – ГОСТ 55990 (2014) “Промислові трубопроводи” для газонафтових родовищ та нафтових, де викладені в розділі 8 норми з проектування та правила для застосування цього стандарту. Про всі зміни надходить інформація покажчик “Національні стандарти”. Поправки і зміни в офіційному тексті публікуються щомісяця та з мережі Інтернет Федеральним агентством з технічного регулювання і метрології на офіційному сайті.
ГОСТ “Промислові трубопроводи” поширюється на реконструюються і нові сталеві трубопроводи діаметром 1400 міліметрів включно, де надлишковий тиск не більше 32,0 МПа для нафтових, газоконденсатних та газових родовищ, а також для підземних сховищ. Про склад промислових трубопроводів було сказано вище, саме таким чином діє справжній стандарт. Це для газоконденсатних і газових родовищ газопроводи-щшлейфы, газозбірні колектори, трубопроводи для стабільного і для нестабільного газового конденсату, для подачі інгібітору і очищеного газу до свердловини і на інші вимагають облаштування об’єкти, трубопроводи стічних вод до свердловини (закачування в поглинаючі пласти), метанолопроводы.
ГОСТ “Промислові трубопроводи” для газонафтових і нафтових родовищ також описаний вище. Це выкидные трубопроводи, нефтегазосборние, газопроводи для тренспорта нафтового газу, нафтопроводи для транспорту газонасиченої або разгазированной безводної або обводненій нафти, газопроводи при газлифтном способі нафтовидобутку, газопроводи для подачі в продуктивні пласти, трубопроводи для заводнення пластів, а також систем захоронення стічних і пластових вод, нафтопроводи для транспорту нафти товарної якості, газопроводи для транспорту газу, ингибиторопроводы, деэмульгаторопроводы на об’єктах газонафтових і нафтових родовищ. Передбачені ГОСТом і трубопроводи для підземних сховищ – між майданчиками на об’єктах.
Прокладка трубопроводів
Промислові і магістральні трубопроводи перетинають величезну кількість найрізноманітніших природних і штучних перешкод, які називаються переходами – підводними, повітряними або підземними. Гідрогеологічні, природні, кліматичні умови також бувають різні: перетинаються річки, яри, ущелини, карстоопасные ділянки. Іноді тільки надземна прокладка єдино можлива. Умови будівництва різноманітні, і для кожного випадку передбачені норми і правила, закладені в Гості. Кожна ділянка має задовольняти експлуатаційним, виробничим, економічним вимогам.
Вихід з ладу будь-якої ланки припинить роботу по всій довжині трубопроводу, но це сотні і сотні кілометрів. Саме тому всі переходи є виключно відповідальними спорудами. Труби повинні бути захищені від зовнішньої і внутрішньої корозії. Всі вони перевіряються на гідравлічний опір і міцність, де розраховується допускаемое тиск, враховуючи промислову практику (велика частина довідкових таблиць показує умови з перекачування води, а тут трубопровід повинен працювати за більш складних умов – перекачування в’язких сумішей і рідин).
Збірні трубопроводи – основні промислові колектори, які прокладаються до компресорних станцій і резервуарним марок від індивідуальних або групових збірних установок, грають вирішальну роль. Тут рельєф місцевості надзвичайно важливий, якщо схема збору роздільно-самотечная. Якщо схеми напірні, важливо розташування головних групових установок збору. Діагностика трубопроводів показує, що якщо відсутня електро – і хімзахист, можуть утворюватися анодні і катодні ділянки, де відбуваються часті виноси корозійних продуктів бурого і темно-бурого кольору з-під напусткових витків полімерних стрічок ізоляції.
Технологічні схеми будівництва
Технології будівництва не можуть не бути різноманітними, оскільки переходи на інші технологічні схеми диктує мінливість характеристик ландшафту: змінюються і топографічні, і грунтові та гідрогеологічні, гідрологічні, кліматичні його характеристики. Якщо на будь-якому рівні – від проектування до реалізації проекту – допущені помилки, цілком може статися відмова трубопроводу, часто супроводжується пожежею та нещасними випадками. Всі проблеми можна поділити на категорійні та некатегорійні. Трубопроводи і запірна арматура підлягають обов’язковому обслуговуванню – періодично проводяться огляди, усуваються виявлені пропуски газу і нафти. Обхід трас, де трубопровід укладений у грунт, проводиться зазвичай навесні, восени і в будь-який момент, коли підозрюється несправність нафтозбірної та нафтотранспортної мережі.
Оскільки в Росії сприятливих кліматичних умов практично ніде не існує, вони повсюдно суворі, супроводжується ускладненнями обслуговування будь-якого трубопроводу – промислового чи магістрального. Нафто – і газопроводи замерзають на окремих ділянках, збільшується в’язкість нафтової емульсії і нафти в резервуарах на нефтесборных установках у всмоктувальних насосах. Доводиться аварійні ділянки підігрівати, причому, використовується лише водяна пара високих температур, оскільки відкрите полум’я неодмінно викличе пожежу або вибух.
Внутрішня корозія труб найбільш небезпечна, вона відбувається тому, що розшаровується продукція, що надходить з свердловин: нафта вгорі – окремо, пластова вода внизу – окремо. А вода високо мінералізована, в ній безліч різноманітних дрібних частинок, які механічно впливають на нижню частину труби, де утворюються борозни повдоль, своєрідні канавки. Саме із-за них і відбувається велика частина відмов роботи трубопроводу. А така канавочная корозія прогресує дуже швидко: до 2,7 міліметрів в рік.
Трубопроводи для промислу нафти і газу – в основному суцільнотягнені труби, значно міцніші, оскільки низьковуглецевий сталь використовується лише кращих сортів і добре термічно оброблена. Нафтопровідні труби виконуються без різьби, електрозварюванням. Трубопроводи повинні мати огородження, бровку відсипання або інше позначення меж ділянки. Траса трубопроводу визначається розмірами і напрямком технічного коридору, тобто – групова укладання труб різного або однакового призначень повинна бути впорядкована. Сюди відносяться і лінійна частина, і переходи через перешкоди природного або штучного плану, і запірні вузли арматури та пристрої для закріплення труб, і пристрої електрохімічного захисту проти корозії.
Щоб забезпечити експлуатаційну надійність проектованих трубопроводів на кожній стадії їх використання – від робіт пуску і налагоджування до демонтажу і утилізації, необхідно використовувати Звід правил і не дозволяти порушення норм, передбачених ГОСТом. Саме в цілях підвищення якості на етапах проектування, будівництва та подальшої безпечної експлуатації промислових трубопроводів і вироблені ці нормативні документи. Насамперед потрібно мінімізувати експлуатаційні ризики, адекватно керувати ними: дотримуватися всі вимоги чинних технічних регламентів відповідно документами по стандартизації.
