СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДОВ, ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫХ К ВНУТРЕННЕЙ КОРРОЗИИ
METHOD OF DETECTING PIPE SECTIONS, PRONE TO INTERNAL CORROSION

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для выявления участков трубопроводов, наиболее подвергшихся коррозионному воздействию с последующей диагностикой технического состояния трубопроводов. По результатам диагностики назначаются эффективные способы профилактических и ремонтно-восстановительных работ, обеспечивающих надежность трубопроводов. Известны способы внутритрубной дефектоскопии трубопроводов при помощи дефектоскопов-снарядов, заключающиеся в измерении параметров материала стенки трубы с помощью чувствительных элементов, размещенных на дефектоскопе-снаряде, в процессе его непрерывного перемещения по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта. «Техника и технология транспорта и хранения нефти и газа» под редакцией д.т.н. В.Ф.Новоселова. - М.: Недра 1992, с.210; патент РФ №2109206. Результаты измерений подвергают первичной обработке и регистрируют в блоке памяти дефектоскопа-снаряда. Информация, накопленная в блоке памяти дефектоскопа-снаряда в результате его перемещения по многокилометровому контролируемому участку трубопровода, воспроизводится наземными средствами вторичной обработки информации после выемки дефектоскопа-снаряда на конечном участке трубопровода, идентифицируется и представляется пользователю.
К недостаткам указанных способов относится длительность подготовки трубопровода к пропуску внутритрубных инспекционных снарядов, которая требует проведения ряда организационно-технических мероприятий, выполнение которых позволит произвести запуск и прием внутритрубного инспекционного снаряда, обеспечит безопасное движение его по линейной части и получение необходимых данных о состоянии линейной части трубопровода. Дефицит инспекционных снарядов, регистрирующих продольные трещины стресс-коррозионного происхождения. Высокая стоимость инспекции 1 км трубопровода. Не менее 50% действующих газопроводов, по ранее выполненным проектам, непригодны к пропуску внутритрубных дефектоскопов.
Известны электрометрические методы диагностики технического состояния трубопроводов, заключающиеся в измерении с помощью медно-сульфатных электродов распределения электрических полей, наведенных токами катодной защиты. На основании анализа полученных результатов выявляются координаты мест возможного нарушения изоляции с протекающими коррозионными процессами, обусловленными контактом металла трубы с почвой. Методические указания по диагностическому обследованию состояния коррозии и комплексной защиты подземных трубопроводов от коррозии, утвержденные Заместителем Председателя Государственного газового концерна «Газпром». 1989 г. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами, М.: Энергия 1978, с.8-15). В указанных местах проводят вскрытие трубы (шурфовка) и детальное обследование тела трубы различными методами: ультразвуковым, магнитным, визуально-измерительным. На основании проведенного обследования, с учетом того, что выбраны наиболее коррозионноопасные места, делается вывод о необходимости профилактических и ремонтно-восстановительных работ и возможности дальнейшей эксплуатации всего трубопровода с определением остаточного ресурса.
Известен способ прогнозирования аварийного технического состояния трубопровода, заключающийся в размещении вблизи трубопровода датчика технического состояния трубопровода, периодическом съеме показаний с датчика и сравнении полученных значений с первым заданным пороговым значением, по результатам которого судят о техническом состоянии трубопровода. В качестве датчика технического состояния трубопровода применяют датчик скорости коррозии (ДСК), при этом суммируют показания последнего за определенный период времени и полученную сумму показаний ДСК сравнивают со вторым заданным пороговым значением, причем если текущие или суммарные за определенный период времени показания ДСК превысят соответствующие заданные пороговые значения, прогнозируют аварийное техническое состояние трубопровода, патент РФ №2286558.
К недостаткам указанных способов относится то, что детальному обследованию подвергаются только места, выбранные по критерию возможного протекания коррозионных процессов на внешней поверхности трубопровода, обусловленных недостаточной эффективностью электрохимической защиты.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому является способ выявления участков магистральных трубопроводов, предрасположенных к коррозионному растрескиванию под напряжением, заключающийся в определении протяженности его через установление проектного и фактического положения трубопровода относительно уровня наиболее длительного стояния грунтовых вод (УНДС), при этом фиксируют участки, в которых УНДС проходит по телу трубопровода, уложенного преимущественно в суглинистых грунтах, патент РФ №2147098. Привязывают линию УНДС к трубопроводу по окружности в часовой ориентации по ходу газа, принимают "Верх" и "Низ" трубопровода, соответственно за 12 и 6 часов. Границы участка устанавливают по отметкам, соответствующим полному погружению трубопровода в необводненный грунт либо в грунтовые воды, придают каждому фактору, инициирующему КРН, соответствующий индекс (Pi), назначают критерий опасности проявления КРН (Кр) по суммарному индексу (Pi), подтверждают наличие КРН на отдельных коротких участках (20-25 м). Вскрытием и обследованием трубопровода проводят диагностику из шурфов методом акустической эмиссии (А.Э.) единичных участков протяженностью до 1,5 км, подтверждают результаты А.Э. раскрытием и обследованием наружной поверхности трубопровода. Неразрушающими методами контроля проводят комплексную диагностику участков, ограниченных камерами пуска-приема (около 100 км, при выявлении признаков КРН суммарной протяженностью более 50% трубопровода), - внутритрубную диагностику, А.Э. диагностику из шурфов, вскрытие с обследованием трубопровода, гидравлические переиспытания.
В соответствии с этим способом можно выявлять только участки, предрасположенные к коррозионному растрескиванию и, кроме того, способ пригоден преимущественно для участков магистральных трубопроводов (МТ), уложенных в суглинистых грунтах, т.к. вода там удерживается более длительно.
Технической задачей заявляемого изобретения является разработка эффективного, простого способа выявления участков трубопровода, подвергшихся внутренней коррозии.
Для решения технической задачи предлагают регистрацию текущих координат осуществлять электрометрическим методом с помощью искателя скрытых коммуникаций, например трассоискателя, определив фактическое положение трубопровода на местности, регистрируют текущие координаты и глубину залегания трубопровода относительно поверхности почвы. Геодезическими методами определяют высоты залегания трубопровода относительно выбранной реперной точки. Результаты измерений и текущих координат регистрируют, с последующей обработкой результатов измерений, используя специальную программу для ЭВМ, и выполняют графически (вычерчивают) профиль трубопровода, фиксируя при этом локальные минимальные и/или максимальные значения высоты залегания трубопровода и их координаты на местности с привязкой к пикетажу трубопровода. Шурфовочные работы выполняют на участках трубопровода с локальными минимальными и/или максимальными значениями высоты залегания трубопровода в зависимости от транспортируемого продукта.
Вскрывают изоляционное покрытие трубопровода и с наружной стороны трубы осуществляют детальную дефектоскопию методами неразрушающего контроля, например, визуально-измерительным и ультразвуковым или магнитным, определяя утонение стенок труб на основании проведенного обследования. Учитывая, что выбраны наиболее коррозионно-опасные места, делают вывод о необходимости профилактических и ремонтно-восстановительных работ и возможности дальнейшей эксплуатации всего трубопровода с определением остаточного ресурса.
Отличительными признаками заявляемого изобретения от прототипа является использование специальной программы для ЭВМ, позволяющей вычерчивать профиль трубопровода; фиксация на графике локальных минимальных и/или максимальных значений высоты залегания трубопровода; нахождение координат этих участков трубопровода на местности с привязкой к пикетажу трубопровода.
На чертеже схематично отображена местность, на которой выявлен участок трубопровода, предрасположенный к внутренней коррозии.
Реперная точка 1, трубопровод 2, фактическое положение которого на местности 3 определено путем регистрации текущих координат и глубины залегания трубопровода 2 относительно поверхности почвы 3. Геодезическими методами определяют высоты залегания трубопровода 2 относительно выбранной реперной точки 1. Начертив с помощью программы для ЭВМ профиль трубопровода 2, находят минимальное значение высоты залегания 4 трубопровода 2. Определен на местности 3 участок трубопровода 2 для выполнения шурфовочных работ.
Практические наблюдения подтвердили теоретически обоснованный выбор участков, предрасположенных к внутренней коррозии, а именно при транспортировке газа коррозионно-опасными будут участки газопровода с минимальными высотами залегания трубопровода относительно реперной точки, так как именно там будет происходить накопление конденсата с возможным содержанием агрессивных составляющих. Кроме того, область раздела фаз жидкость-газ сама по себе является коррозионно-опасной. В случае транспорта жидких продуктов коррозионно-опасными будут участки трубопровода, как с минимальными, так и с максимальными высотами залегания относительно реперной точки, что обусловлено возможностью скопления примесей, отличных по плотности от транспортируемого продукта. Кроме того, в зонах с максимальными высотами залегания трубопровода возможно формирование области раздела фаз жидкость-газ, также являющейся коррозионно-опасной.
Заявленный способ выявления участков трубопроводов, предрасположенных к внутритрубной коррозии, иллюстрируется фактическими материалами расследования причин отбраковки труб газопровода «Березанская - х.Куликовский-1», проведенной в октябре 2006 г. на км 156,2-156,6 в пойме р.Правый Бейсужек при диагностических работах при переизоляции трубопровода. Из результатов электрометрических измерений и геодезических изысканий, и анализа, проведенного по графику профиля трубопровода, вычерченному с помощью специальной программы для ЭВМ, была определена локальная минимальная высота залегания трубопровода в пойме р.Правый Бейсужек на км 156,2-156,6. Трубы, изъятые из выбранного низменного участка газопровода, были отбракованы по причине внутритрубной «ручейковой» коррозии, так как в этом месте - скопление конденсата. Актами отбраковки, оформленными сотрудниками ДОАО «Оргэнергогаз» отмечено утонение стенок труб до 4 мм с симметричным расположением коррозионных язв относительно 6 часов, например 7 и 5 часов или 8 и 4 часа. Аналогичная картина наблюдалась и в других участках локального снижения залегания трубопровода, например: км 167,3-167,5 - Зазова Балка, км 103,5-103,6 - низина, км 124-124,1 - низина, км 121,4-121,5 - низина и др., то есть во всех низменных участках газопровода с локальными минимальными значениями высот залегания относительно реперной точки. При этом на возвышенных участках газопровода внутритрубная коррозия не наблюдалась.
Отмечено полное совпадение заявленных признаков обнаружения участков трубопровода, предрасположенных к внутритрубной коррозии с фактическими материалами.
Заявленное изобретение, в сравнении с прототипом, позволяет эффективно и просто выявлять участки трубопроводов, подвергшиеся внутренней коррозии.