АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

ANALYSIS OF METHODS FOR DIAGNOSING THE TECHNICAL CONDITION OF FIELD OIL PIPELINES

Roman Grishin

Master's student, Department of Automation and Control of Technological Processes, Samara State Technical University,

Russia, Samara

Petr Finikov

Master's student, Department of Automation and Control of Technological Processes, Samara State Technical University,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

Проведен анализ подбора оптимальной системы мониторинга промысловых нефтепроводов месторождений. Исследованы различные методы контроля технического состояния промысловых нефтепроводов. Выявлены их преимущества и недостатки.

ABSTRACT

The analysis of the selection of the optimal monitoring system for field oil pipelines of the fields is carried out. Various methods of monitoring the technical condition of field oil pipelines are investigated. Their advantages and disadvantages are revealed.

Ключевые слова: cистема мониторинга, дефект, промысловый нефтепровод, контроль, датчики.

Keywords: Monitoring system, defect, field oil pipeline, monitoring, sensors.

В нефтегазовой промышленности применяется большое количество методов мониторинга промысловых нефтепроводов. Многие из которых в процессе модернизации отрасли – устарели и не дают точной оценки техническому состоянию трубопроводов. Целью исследования является выявление наиболее эффективной системы мониторинга.

Своевременное прогнозирование остаточного ресурса трубопроводов позволяет планировать сроки ремонтов, определять безопасные технологические режимы на основании диагностического обследования и оценки опасности выявленных дефектов без вскрытия подземных участков трубопровода.

Наиболее эффективными современными методами диагностики трубопроводов являются:

1) Метод электрического сопротивления. В основе данного метода используется чувствительный элемент – ER-датчик. Принцип работы заключается на изменении сопротивления электроцепи на чувствительном элементе зонда. Датчик находится в агрессивной коррозионной среде трубопровода, за счет этого на поверхности элемента зонда происходит уменьшение площади поперечного сечения, без изменения длины. При этом меняется сопротивление и происходит пересчет в потерю металла. В процессе диагностики полученные данные обрабатываются и составляется анализ. Разрешающая способность ER-датчики составляет 0,001 мм. При таком методе не требуется останавливать перекачку среды. Недостатком является невозможность применения метода без специализированных систем обработки полученных данных.

2) Ультразвуковой метод. Данный метод характерен регистрацией отраженных импульсов. Принцип действия основан на размещении в уязвимых местах трубопровода накладных ультразвуковых датчиков, которые создают отраженный сигнал по всей длине трубопровода и регистрирует толщину стенки в микропроцессорном устройстве с высокой точностью – до 0,0025 мм. Есть несколько способов получения данных: ручной и автоматизированный. Данный метод прост в установке и регистрации данных. Но при ручном снятии показаний возможна частичная потеря объема данных.

3) Метод сравнения расходов. Самый простой метод мониторинга, который заключается в сравнении расходов в начале и конце технологического участка, при превышении определенных норм, автоматически срабатывает аварийное оповещение. Регистрация информации происходит от расходомеров, установленных на входе и выходе каждого участка трубопровода, собранные данные поступают в электронно-вычислительную машину в центральный диспетчерский пункт. Метод имеет существенный недостаток, заключающийся в ложных срабатываниях системы, которые вызываются нарушением стационарного режима.

4) Бесконтактный магнитометрический метод. Является наиболее точным методом, точность до 93%. Основан на эффекте магнитоупругости – изменение под действием минутного поля электрического сопротивления. Аппаратно-программный комплекс регистрирует аномалии магнитного поля трубопровода, которые вызывают различные дефекты [2]. Диагностирование возможно без прямого доступа к металлу трубы и с поверхности земли на расстоянии 10-15 м. Полученные данные визуализируются в магнитограммы, которые привязываются к координатам и электронной карте. Метод является производительным, не требует остановки транспорта продукта и возможен в недоступных для внутритрубного метода. Но из-за влияния посторонних помех возникает погрешность измерений, поэтому применяется только на удаленных от городов трубопроводах. Также необходимо наличие в трубопроводе давления не менее 1 Мпа [2].

5) Метод акустической эмиссии (АЭ). Перспективный метод мониторинга, который заключается в установке по длине трубопровода АЭ преобразователей, которые нагружаются трубу и регистрируют сигналы АЭ и по данным параметрам судят о наличии источников АЭ, которые образуются в местах различного рода дефектов. В зависимости от дефекта возникает АЭ разных видов. К преимуществам можно отнести фиксацию недопустимых дефектов, а также дефектов, которые не успели достичь критического состояния. Недостатками являются: сложность конструкции, большой объем подготовительных работ, дороговизна и относительно малая зона контроля (не более 1000 м).

Анализируя вышеперечисленные методы, наиболее эффективным мониторингом состояния промыслового трубопровода является применение комбинированного метода, которые включает в себя совокупное применение таких методов как: стационарный метод ультразвукового контроля и периодическое применение метода сравнения расходов. Применение каждого метода уникально, но при совместном использовании, каждый из методов дополняет недостатки другого.

Список литературы:

1. Абакумов А.А. Принципы построения внутритрубных магнитных интроскопов для сплошной диагностики трубопроводов тепловых сетей // Новости теплоснабжения, № 2 (90), 2008.
2. Коршунов Е.С., Едигаров С.Г. Промысловый транспорт нефти и газа. - М.: Недра, 1975, 296 с.
3. Мустафин Ф.М., Быков Л.И., Гумеров А.Г. и др. Промысловые трубопроводы и оборудование. – М.: Недра, 2004, 662 с.
4. Сайфутдинов Р.Н. Обзор современных методов диагностики трубопроводов // Новости теплоснабжения, №09 (205), 2017.
5. ГОСТ Р 55990-2014 Месторождения нефтяные и газонефтяные. Промысловые трубопроводы. Нормы проектирования. – М.: Стандартинформ, изд. 12.01.2014, 94 с.