Очистка внутренней полости трубопровода

Очистка внутренней полости трубопровода

Министерство образования Российской Федерации

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

Реферат

Очистка внутренней полости трубопровода

Выполнил: ст.гр.МТ-09-01  Дуев А.В.

Уфа 2010

Содержание

Введение

. Способы очистки внутренней полости трубопроводов

1.1 Технология проведения очистки

1.2 Промывка

.3 Продувка

. Камера пуска и приема очистных устройств

. Оборудование для очистки полости трубопроводов

. Контроль движения скребков по трубопроводу

5. Системы обнаружения очистных устройств "Импульс" и "Полюс"

Список использованных Интернет-ресурсов

Введение

В процессе эксплуатации происходит постепенное уменьшение пропускной способности трубопроводов в связи: с накоплением отложений парафина, с повышением шероховатости стенок труб в результате их внутренней коррозии и накопления продуктов коррозии и механических примесей, а также скопления в низких местах трубопроводов воды, а в верхних точках трубопроводов воздушных пробок. Уменьшение пропускной способности ведет к резкому снижению эффективности работы трубопроводов, существенному увеличению затрат на прокачку нефтесодержащей жидкости. Накопление отложений в продуктопроводах, кроме этого приводит к ухудшению качества перекачиваемых продуктов из-за загрязнения их механическими примесями.

С целью поддержания пропускной способности и предупреждения скапливания воды и внутренних отложений, а также для подготовки участка нефтепровода к внутритрубной инспекции и переиспытаниям должна проводиться очистка внутренней полости магистрального нефтепровода пропуском очистных устройств.

Существуют следующие виды очистки:

·        периодическая - для удаления парафиновых отложений, скоплений воды и газа с целью поддержания проектной пропускной способности нефтепроводов и предупреждения развития внутренней коррозии трубопроводов;

·        целевая - для удаления остатков герметизаторов после проведения ремонтных работ на линейной части магистральных нефтепроводов;

·        преддиагностическая - для обеспечения необходимой степени очистки внутренней полости нефтепровода в соответствии с техническими характеристиками внутритрубных инспекционных приборов.

Очистка производится в соответствии с разработанными и утверждёнными главным инженером эксплуатирующей организации инструкциями для каждого участка магистральных нефтепроводов.

Периодическая и преддиагностическая очистка трубопровода осуществляется пропуском не менее двух очистных устройств в соответствии с Положением о проведении работ по очистке внутренней полости магистральных нефтепроводов. Время между пуском очистного устройства с закрытыми байпасными отверстиями на нём и очистного устройства с открытыми байпасными отверстиями не должно превышать 24 часа.

Целевую очистку допускается проводить пропуском одного очистного устройства с закрытыми байпасными отверстиями.

Планирование работ по очистке нефтепровода проводится путём формирования годового и на его основе месячных планов работ с учётом:

·        требований периодической очистки;

·        годового плана внутритрубной диагностики;

·        необходимости проведения целевой очистки после проведения ремонтных работ в соответствии с планом остановок нефтепровода.

При наличии на участках нефтепроводов резервных ниток подводных переходов через реки и болота, лупингов и обводных линий сначала планируется их очистка, а потом очистка непосредственно участка. Лупинги, резервные нитки и перемычки между параллельными трубопроводами должны быть отключены от основного трубопровода на период прохождения очистных устройств, калибров и диагностических приборов.

Для восстановления качества нефти (содержание солей, механических примесей, воды и пр.), ухудшающегося в процессе очистки, разрабатываются мероприятия по исправлению качества некондиционной нефти. Мероприятия должны предусматривать выделение свободных резервуаров для локализации некондиционной нефти, организацию дополнительного контроля качества нефти, компаундирование и другие работы до доведения качества нефти до установленных норм. Очистка нефтепроводов должна выполнятся очистными устройствами, имеющими полный комплект разрешительной и эксплуатационной документации, в том числе:

·        сертификат соответствия государственным стандартам;

·        разрешение Госгортехнадзора России на применение;

·        заключение о взрывобезопасности;

·        паспорт;

·        формуляр;

·        руководство по эксплуатации;

·        инструкция по монтажу;

·        ведомость запасных принадлежностей;

·        ведомость эксплуатационных документов.

Очистные устройства рекомендуется оборудовать низкочастотными передатчиками во взрывозащищённом исполнении, которые в комплекте с наземными переносными детекторами позволяют контролировать прохождение очистных скребков по участку нефтепровода и обнаруживать места их возможной остановки (застревания).

Периодичность очистки определяется индивидуально для каждого нефтепровода в зависимости от особенностей его эксплуатации и свойств перекачиваемого продукта, но не реже одного раза в квартал.

При снижении пропускной способности в нефтепровода в промежутках между периодическими очистками на 2 % и более необходимо проводить внеочередные очистки.

Для освобождения от воды внутренней полости нефтепровода, работающих на сниженных режимах, рекомендуется 1 раз в неделю вести перекачку нефти по схеме «через резервуары» со скоростью более 1,5 м/с в течение не менее 2 часов.

При проведении очистки оформляют следующую документацию:

·        акт готовности очистного скребка к пропуску;

·        акт готовности трассы к пропуску очистного скребка;

·        акт приёма очистного скребка.

трубопровод полость очистка

1. Способы очистки внутренней полости трубопроводов

Очистка полости трубопроводов выполняется одним из следующих способов:

промывкой с пропуском очистных поршней или поршней-разделителей;

продувкой с пропуском очистных поршней, а при необходимости и поршней-разделителей;

продувкой без пропуска очистных поршней.

Очистка полости линейной части и лупингов нефтепроводов, газопроводов и нефтепродуктопроводов должна, как правило, выполняться продувкой воздухом с пропуском ерша-разделителя.

.1 Технология проведения очистки

Промывка или продувка осуществляется одним из следующих способов:

с пропуском очистного или разделительного устройства;

без пропуска очистного или разделительного устройства.

Промывку и продувку с пропуском очистных или разделительных устройств следует выполнять на трубопроводах диаметром 219 мм и более.

Промывку и продувку без пропуска очистных или разделительных устройств допускается производить:

на трубопроводах диаметром менее 219 мм;

на трубопроводах любого диаметра при наличии крутоизогнутых вставок радиусом менее пяти диаметров трубопровода или при длине очищаемого участка менее одного километра.

Очистку полости подводных переходов трубопроводов диаметром 219 мм и белее, прокладываемых с помощью подводно-технических средств, производят:

промывкой с пропуском поршня-разделителя в процессе заполнения водой для проведения первого этапа гидравлического испытания;

продувкой с пропуском поршня или протягиванием очистного устройства перед проведением первого этапа пневматического испытания.

Промывка

Пропуск очистного или разделительного устройства по трубопроводу осуществляется под давлением жидкости, закачиваемой для гидравлического испытания.

Впереди очистного или разделительного устройства для смачивания и размыва загрязнений заливают воду в объеме 10-15 % объема полости очищаемого трубопровода.

Принципиальная схема производства работ при промывке с пропуском очистного или разделительного устройства приведена на рис. 1 <#"582702.files/image001.gif">

Рис.1. Принципиальная схема производства работ при промывке трубопроводов:

а - подготовка участка к проведению промывки; б - подача воды перед поршнем-разделителем; в - пропуск поршня-разделителя в потоке воды; г -подготовка участка к испытанию; 1 - очищаемый участок; 2 и 7- перепускные патрубки с кранами; 3 - поршень-разделитель; 4 -коллектор; 5 - наполнительные агрегаты; 6 - подводящий патрубок; 8- линейная арматура; 9 -сливной патрубок.

Пропуск очистного или разделительного устройства в потоке жидкости обеспечивает удаление из трубопровода не только загрязнений, но и воздуха, что исключает необходимость установки воздухоспускных кранов (кроме кранов, предусмотренных проектом для эксплуатации), повышает надежность обнаружения утечек с помощью манометров.

Промывка считается законченной, когда очистное или разделительное устройство выйдет из трубопровода не разрушенным.

При промывке без пропуска очистного или разделительного устройства качество очистки обеспечивается скоростным потоком жидкости.

Принципиальная схема промывки без пропуска очистных и разделительных устройств приведена на рис. 2 <#"582702.files/image003.gif">

Рис.2. Принципиальная схема промывки без пропуска очистных или разделительных устройств:

а - подготовка участка к проведению промывки; б - подача воды; в -подготовка участка к испытанию; 1 - очищаемый участок; 2 -подводящий патрубок; 3 - кран; 4 - наполнительные агрегаты; 5- линейная арматура; 6 - сливной патрубок.

.3 Продувка

Продувку выполняют сжатым воздухом или природным газом, поступающим из ресивера(баллона), непосредственно от источника природного газа или высокопроизводительных компрессорных установок.

Для продувки могут быть использованы также инертные газы, подводимые к трубопроводам от газовых установок промышленных предприятий.

Ресивер для продувки создается на прилегающем участке трубопровода, ограниченном с обеих сторон заглушками или запорной арматурой.

При заполнении ресивера воздухом передвижные компрессорные станции можно использовать по одной или объединить их в группы. В последнем случае нагнетательные трубопроводы каждого компрессора подключают к коллектору, по которому воздух подают в ресивер.

Принципиальная схема продувки трубопроводов сжатым воздухом приведена на рис. 3 <#"582702.files/image004.gif">

Рис. 3.Принципиальная схема продувки трубопроводов воздухом:

а - участок подготовлен к продувке плеча П; б - выпуск поршня из плеча П; в -участок подготовлен к продувке плеча I; г - выпуск поршня из плеча I; I и 5 - очистные поршни; 2,3,4- перепускные патрубки с кранами; 6 - коллектор; 7 - подводящий патрубок; 8 - продувочный патрубок.

Продувку с пропуском очистных поршней проводят в следующем порядке:

закачивают воздух по патрубку 7 и коллектору 6 в плечо 1 (см. рис.3 <#"582702.files/image006.gif">

Рис. 4. Принципиальная схема продувки трубопроводов газом при подключении участка непосредственно к источнику газа:

а - вытеснение воздуха газом из участка I; б - пропуск очистного поршня по участку I; в - участок заполнен газом для продувки участка П; г -вытеснение воздуха газом из участка П; д - пропуск очистного поршня по участку П; I,П - продуваемые участки; 1-источник газа являющийся ресивером для продувки участка I; 2 - байпас; 3- кран; 4 - свеча

Рис. 5.Принципиальная схема подключения для отбора природного газа из действующих газопроводов:

а - непосредственно на месте проектной вырезки газопровода-отвода в действующий газопровод, б - через свечу действующего газопровода и временный шлейф, подведенный к продуваемому участку; 1 - продуваемый участок; 2 -поршень; 3 - свеча на узле запасовки поршней; 4 - действующий газопровод; 5 - кран коллектора; 6 - коллектор; 7 - кран отключающий; 8 - свеча на шлейфе; 9 - шлейф; 10 - свеча на действующем газопроводе; II - линейный кран на действующем газопроводе.

2. Камера пуска и приема очистных устройств

Очистные поршни эксплуатируются на всех видах магистральных трубопроводов с целью очистки внутренней полости. В сложный состав такого устройства входят: узлы пуска и приема очистных поршней, система автоматического управления и контроля за процессом очистки.

В самый начальный участок магистрального трубопровода монтируют узел пуска очистных поршней, на последнем участке - узел их приема, а на промежуточных пунктах - совмещённые узлы приема и запуска.

Для монтажа камеры приема и пуска очистных устройств необходимо найти и приготовить площадку ее размещения, потом остановить перекачку на участке трубопровода от места установки камеры пуска до места установки камеры приёма. Далее участок трубопровода опорожняется, труба разрезается холодным способом, к концам привариваются фланцы, монтируется линейная задвижка. После устанавливается камера пуска и приема очистных устройств.

Так же существуют устройства для очистки полости трубопровода на более сложных участках трассы, к примеру, переходы через водные препятствия. В этом случае на одном берегу устанавливается узел пуска очистных поршней, а на противоположном - приемный узел.

В состав пускового узла входят такие устройства, как: система контроля и управления процессом запуска поршня, площадка хранения поршней, устройство для запасовки поршней в пусковую камеру, камера пуска очистных поршней, которая подключается с помощью запорного устройства к основной магистрали, с техобвязкой.

Приёмный узел содержит: устройство для выемки поршня из приёмной камеры, систему контроля и управления процессом приема очистных поршней, площадку для хранения использованных очистных поршней, камеру для приема поршней, которая подключается через запорное устройство к основной магистрали, с техобвязкой и технологические трубопроводы и ёмкости для приёма загрязненного конденсата.

В зависимости от конструкции они могут позволять параллельно запускать и принимать одно или более очистных устройств с определенным интервалом времени.

3. Оборудование для очистки полости трубопроводов

При продувке трубопроводов применяются очистные поршни, предназначенные для удаления из внутренней полости трубопровода посторонних предметов и зачистки его внутренней поверхности. Очистные поршни движутся по очищаемому газопроводу за счёт энергии сжатого воздуха или природного газа. Очистные поршни состоят из следующих основных элементов: корпуса, манжетных уплотнительных устройств и металлических щёток. Манжетные уплотнения обеспечивают плотность посадки поршней в газопроводе, а металлические щётки очищают внутреннюю поверхность трубопровода.

Корпус поршня выполнен из трубы и заглушен в передней части. Смонтированные по окружности и загнутые в одном направлении трубки предназначены для создания скоростных воздушных струй, обеспечивающих при продувке одновременно с поступательным перемещением вращение поршня реактивными силами. Существуют две основные конструкции очистных поршней: с прямыми манжетами и самоуплотняющимися.

При износе прямых манжет сжатый воздух проходит через зазор между стенками трубы и поршнем в полость перед ним. Это приводит к повышенному расходу продувочного воздуха и снижения скорости передвижения поршня, а иногда и к его остановке.

Самоуплотняющиеся манжеты равномерно прижимаются давлением воздуха к внутренним стенкам трубопровода, причём герметичность не ухудшается даже при значительном (но неполном) износе отбортованных частей манжет.

Для продувки трубопроводов, проходящих по сильно пересечённой местности или прокладываемых по способу «змейка», применяются поршни, выполненные из двух частей, соединённых между собой шарнирно. Для установки обеих частей по одной оси и смягчения ударных нагрузок шарнир стабилизируется цилиндрической пружиной. Такая конструкция позволяет поршню вписываться в многочисленные кривые вставки, не создавая значительных ударных нагрузок на трубопровод.

Очистные поршни типа ОП могут применяться: для продувки магистральных трубопроводов под давлением воздуха или природного газа при скорости перемещения в пределах 35-70 км/ч; для очистки полости протягивания в процессе сборки и сварки секций в нитку.

Поршни-разделители применяются для промывки и одновременного освобождения от воздуха и заполнения водой для гидравлического испытания, а также для освобождения газопровода от воды после гидравлического испытания. Скорость перемещения этих устройств должна быть не менее 1 км/ч, а максимальная скорость может достигать 10 км/ч. Для удаления воды из газопровода поршни-разделители применяют в два этапа. На первом этапе работ предварительно удаляют основной объём воды, на втором - контрольном этапе вода полностью удаляется из испытанного газопровода.

При продувке и пневматическом испытании трубопровода сжатый воздух закачивается в него передвижными компрессорными станциями. Принципиальная конструктивная схема всех применяемых компрессорных станций одинакова. Основными их агрегатами являются двигатель внутреннего сгорания и компрессор, смонтированные на общей раме. Передача крутящего момента от двигателя к компрессору осуществляется эластичными муфтами или через дополнительные узлы (редуктор, коробку передач).

По числу ступеней сжатия компрессоры делятся на одно и многоступенчатые. Одноступенчатые компрессоры низкого давления и при испытании магистральных газопроводов не применяются. Для получения сжатого воздуха высокого давления и предотвращения его нагрева при сжатии применяются многоступенчатые компрессоры. Атмосферный воздух последовательно сжимается в нескольких ступенях компрессора. После каждой ступени сжатия воздух охлаждается в холодильниках и очищается от масла и конденсата в водомаслоотделителях.

Для продувки газопроводов диаметром от 1020 до 1420 мм, в том числе в северных районах, условиях вечномерзлых грунтов применяют передвижные высокопроизводительные компрессорные установки типа ТКА-80-05 на базе авиационных двигателей комплектно-блочного исполнения.

Очистной полиуретановый поршень с чистящими щетками ОПП-Т

Очистка полости трубопровода от строительного мусора, мягких (в т.ч. нефтяных) и частично твердых отложений, удаление конденсата;  проведение работ по продувке, промывке, испытанию или консервации строящихся и эксплуатируемых магистральных, промысловых трубопроводов, в т.ч. трубопроводов с запорной арматурой имеющих равнопроходное внутреннее сечение; предварительное и окончательное удаление жидкости, в т.ч. вытеснение нефти и нефтепродуктов из трубопроводов;

Поршень полиуретановый манжетный ППМ

Назначение:

Очистка полости трубопровода от строительного мусора, мягких (в т.ч. нефтяных) и частично твердых отложений, удаление конденсата;  проведение работ по продувке, промывке, испытанию или консервации строящихся и эксплуатируемых магистральных, промысловых трубопроводов, в т.ч. трубопроводов с запорной арматурой имеющих равнопроходное внутреннее сечение;

Поршень комбинированный манжетно-дисковый ПКМД

Очистка полости трубопровода от строительного мусора, мягких (в т.ч. нефтяных) и частично твердых отложений, удаление конденсата;  проведение работ по продувке, промывке, испытанию или консервации строящихся и эксплуатируемых магистральных, промысловых трубопроводов, в т.ч. трубопроводов с запорной арматурой имеющих равнопроходное внутреннее сечение.

Очистной полиуретановый поршень (ОПП)

Очистной поршень с полиуретановыми дисками (ОПП), предназначен для очистки полости трубопровода от строительного мусора, грунта, поверхностного рыхлого слоя ржавчины и окалины, мягких (в т.ч.нефтяных) и частично твёрдых отложений методом протягивания, продувки, промывки и вытеснения в потоке воды, а также для предварительного запуска при удалении воды после гидроиспытаний.

Стальной очистной поршень "ЕРШ"

Очистной поршень типа "ЕРШ" предназначен для очистки полости трубопроводов диаметром 159-1420 мм. от строительного мусора, поверхностного рыхлого слоя ржавчины и окалины, нефтяных отложений методом протягивания или продувки

Очистной поршень-разделитель (ОПР-М)

Поршень ОПР-М предназначен для очистки полости строящихся и действующих магистральных трубопроводов от загрязнений и отложений, удаления воды, конденсата, газовоздушных пробок, разделения нефти и нефтепродуктов при последовательной перекачке.

В качестве дисков-разделителей используются автомобильные или авиционные покрышки

Поршни ДЗК