Нефтепровод «Восточная Сибирь - Тихий океан» (ВСТО) - уникальный объект трубопроводного транспорта нефти

А.в. ивакин, д.э.н., генеральный директор, г.и. Макаров, д.т.н., профессор, заместитель генерального директора по научной работе ООО «Институт ВНИИСТ»

нефтепровод «восточная сивирь —

тихий ОКЕАН» (ВСТО) — уникальный ОВЪЕКТ

трувопроводного транспорта нефти

Стратегия научно-технической политики развития трубопроводного транспорта нефти, основанная на обеспечении надежности, долговечности и безопасности объектов при эксплуатации на весь срок службы, предполагает создание магистральных трубопроводов нового поколения с увеличенным ресурсом работы на 20-25 лет большим, чем у ныне действующих трубопроводов.

Реализация поставленной задачи требует принятие комплекса организационно-технических и конструкторско-технологических решений для всех этапов жизненного цикла объектов системы магистральных нефтепроводов:

• на этапе проектирования магистрального нефтепровода;

• на этапе строительства объекта (включая пуско-наладочные работы и испытания);

• на этапе эксплуатации (включая диагностику, аттестационные мероприятия и ремонт).

Научно-исследовательский институт по строительству и эксплуатации объектов ТЭК (ООО «Институт ВНИИСТ») является разработчиком «Концепции повышения надежности объектов трубопроводного транспорта нефти» ОАО «АК «Транснефть», в которой обосновываются основные направления НИР и ОКР по внедрению новых технологий, технических средств, конструкций и материалов, обеспечивающих повышение надежности и экологической безопасности всех элементов системы трубопроводного транспорта нефти:

• линейной части магистральных нефтепроводов;

• нефтеперекачивающих станций;

• резервуарных парков;

• подводных переходов;

• систем автоматики, телемеханики, связи.

Примером реализации основных положений Концепции является создание специализированной базы нормативно-технической документации для проектирования и строительства такого особо сложного объекта, как трубопроводная система «Восточная Сибирь -Тихий Океан» (ВСТО). На сегодняшний день база НТД ВСТО содержит 116 утвержденных ОАО «АК «Транснефть» нормативно-технических документов — специальные технические требования на изделия, комплектующие и тех-

нологические процессы, разработанные специально для особых условий строительства и эксплуатации нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий Океан». Другой пример — нормативно-техническая база второго крупного объекта трубопроводного транспорта нефти -«Расширение Балтийской трубопроводной системы» (БТС-2), которая в настоящий момент формируется. Необходимость создания специализированных нормативно-технических комплексов связана с проектированием нефтепроводов при таких рабочих параметрах, которые превышают значения, регламентируемые существующими нормативными документами

(СНиП 2.05.06-85* и СНиП Ш-42-80*). В частности, проектное рабочее давление нефтепровода ВСТО составляет 12,5 МПа, сейсмика свыше 9 баллов по шкале MSK-64. Специальные технические требования нормативно-технической базы ВСТО разработаны с учетом сложных природно-климатических условий прохождения трассы нефтепровода и содержат дополнительные требования, которые отсутствуют в СНиП 2.05.06-85* и СНиП Ш-42-80*. Базовым документом для нефтепровода ВСТО являются Специальные нормы проектирования и строительства. «Магистральный нефтепровод «Восточная Сибирь - Тихий Океан (ВСТО)» (РД-16.10-74.20.00-КТН-058-1-05), которые расширяют область применения норм СНиП на проектирование нефтепроводов с давлением свыше 10 МПа, прокладываемых в зонах с веч-номерзлыми грунтами, в районах с сейсмичностью свыше 9 баллов по шкале MSK-64, при низких климатических температурах.

Весь комплекс документов нормативно-технической базы ВСТО содержит требования к проектированию и строительству нефтепровода в сложных природно-климатических условиях:

• на участках многолетнемерзлых и скальных грунтов;

• в зонах высокой сейсмичности;

• на участках с курумами и погребенными льдами;

• на участках пересечений оползней и активных тектонических разломов.

Для указанных условий впервые разработаны технические решения, включающие перечень типовых схем прокладки трубопровода (всего 32 типовые схемы прокладки). Разработаны новые технические решения для подводных переходов, при пересечениях с автомобильными и железными дорогами, с высоковольтными линиями (способом наклонно-направленного бурения, в микротоннелях, типа «труба в трубе»). В связи с разработкой уникального проекта сооружения нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий Океан» были разработаны нормативно-технические документы, регламентирующие процессы сварки и применения труб большого диаметра и соединительных деталей с повышенными характеристиками качества, влияющими на эксплуатационную надежность нефтепровода.

• Дополнение к РД-153-006-02 «Сварка при строительстве магистрального нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий Океан»

• Общие технические требования на нефтепроводные трубы большого диаметра

• Специальные технические требования на трубы высокопрочные для трубопроводов с давлением до 14 МПа

• Специальные технические требования на трубы для нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий Океан

• Магистральный нефтепровод. Общие технические требования на соединительные детали

• Магистральный нефтепровод. Специальные технические тре-

WWW.NEFTEGAS.INFO

ООО «Копейский завод изоляции труб»

Россия, 45Й656. Челябинская обл.. г, Копейск, гос. Железнодорожный, ул-Мечникова, 1 тел. (3512) 7^-93-59 тел./факс: (3512) 62-ЯМ6 www.kzlt.ru е-тзН; hzlt@che9.SLmet.fu

I.Изоляция

Имеющееся на заводе оборудование позволяет наносить следующие виды антикоррозионных покрытий: эпоксидное, двух и трёхслойное экструдированное. Диаметр изолируемых трубе 273 по 1420 мм. Проектная мощность 300 км усредненного диаметра (1020мм} в год. В 2004 году получены положительные результаты испытаний заводского покрытия на соответствие Техническим требованиям OA О« А К» Транснефть. Трубы завода о наружным защитным покрытием используются при ка п итал ьн ом рема н те и строительстве газопроводов О АО« Газпром».

[|. Изготовление гнутых отводов

Создан и успешно функционирует цех по изготовлению гнутых отводов как из изолированных так и из чёрных труб диаметром от219мм до1420ммвключиггельно. Гнутые отводы соответствуют требованиям ГОСТ 24950-81 и ТУ 1468-01340154341-03,

111, Восстановление труб бывших в эксплуатации

Введён в строй цех по восстановлению труб бывших в эксплуатации диаметром от 530 мм до 1420мм. мощность цеха 100 км в год усреднённого диаметра (1020мм).

бования на соединительные детали на давление до 14 МПа

• Трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий Океан». Специальные технические требования на отводы холодной гибки из стальных электросварных труб диаметром 1067 мм и 1220 мм

В частности регламентирована автоматическая сварка в защитных газах кольцевых стыков труб и соединительных деталей трубопроводов диаметром 1067-1220 мм и с толщиной стенки 1827 мм из стали класса прочности К56-К70. Регламентировано применение труб трех категорий качества по ОТТ-08.00-60.30.00-КТН-013-1-04:

• обычного исполнения;

• хладостойкого исполнения;

• с повышенной эксплуатационной надежностью.

Впервые введены такие ранее не регламентировавшиеся требования, как полосчатость структуры и размер зерна, загрязненность неметаллическими включениями, требования по ударной вязкости образцов с острым надрезом КСТ при температуре минус 400С. Регламентирован неразрушающий контроль основного металла и заводских сварных швов труб. 100% швов должны быть проверены автоматическим ультразвуковым контролем с последующим дублированием рентгеновским контролем либо ручным ультразвуковым контролем. Основной металл концов труб должен быть проверен ультразвуковым контролем по всему периметру трубы на

длине не менее 40 мм. Торцы труб должны быть проверены на наличие не-сплошностей магнитопорошковым либо люминесцентным контролем. Были разработаны специальные технические требования к трубам с заводской теплоизоляцией из пенополиуретана для магистральных нефтепроводов большого диаметра, в которых содержатся требования, отсутствующие в СНиП 2.05.06-85*. В частности, регламенты по транспортировке, штабелированию и срокам хранения теплоизолированных труб (погрузочно-разгру-зочные операции с применением специальных полотенец, транспортировка с применением специальных ложементов, штабелировка высотой до 2 м). С целью повышения технологичности сварочно-монтажных работ введены повышенные требования к геометрии свариваемых кромок, специальные требования по температурным режимам сварки(индукционный подогрев и ограничение величины погонной энергии при сварке), ужесточены требования к качеству поверхности труб. Введено требование к обязательному механическому экспандированию труб по всей длине, что ранее не выполнялось на ряде заводов. В целях повышения надежности нефтепровода ВСТО разработаны специальные технические требования на основные виды оборудования: запорную, регулирующую и предохранительную арматуру, насосное оборудование, камеры запуска и приема средств

очистки и диагностики, фильтры-грязеуловители и т.п. Специальные технические требования на запорную арматуру с номинальным давлением до PN 15,0 МПа содержат требования к обеспечению работоспособности арматуры при перепаде рабочего давления на затворе до 10,0 МПа и требования к сейсмостойкости арматуры. Кроме основных видов испытаний арматуры на прочность, герметичность, работоспособность и герметичность затвора, предусмотрены испытания на надежность - наработка на отказ 750 циклов «открыто - закрыто» с максимально допустимым перепадом рабочего давления на затворе. В объем контроля сварных швов корпуса запорной арматуры входит: визуальный осмотр и измерения, механические испытания, ультразвуковая дефектоскопия и радиография. Дополнительно введен акустико-эмиссион-ный контроль, позволяющий обнаружить развивающиеся дефекты на ранней стадии их образования. Производителю предъявлено требование по испытанию арматуры на прочность пробным испытательным давлением 1,5 Рраб в течение 24 часов. Впервые предусмотрены испытания запорной арматуры на сейсмостойкость на специализированном стенде с имитацией сейсмического воздействия интенсивностью до 10 баллов по шкале MSK-64 и проверки работоспособности шиберной задвижки после испытания на сейсмостойкость. Аналогичные требования предъявлены к регулирующей и предохранительной арматуре. Специальные технические требования на насосные агрегаты устанавливают повышенные требования к магистральным насосным агрегатам с рабочим давлением 10 МПа и высоким значением КПД насоса в сейсмостойком исполнении. Предусмотрены требования по обеспечению высокой надежности насосных агрегатов:

• наработка на отказ - 40 000 часов (при условии замены через 16 500 ча-

\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

№ 5 \\ май \ 2007

сов торцовых уплотнений и через 25 000 часов - замены подшипников); • ресурс до капитального ремонта -

63 000 часов. Специальные технические требования на камеры запуска и приема средств очистки и диагностики устанавливает требования для камер с рабочим давлением до 12,5 МПа. Документ определяет размеры камер, удовлетворяющие параметрам перспективных комбинированных внутритрубных инспекционных снарядов, предназначенных для эксплуатации на нефтепроводе ВСТО. Определены требования к быстроразъ-емному концевому затвору камер, который должен обеспечить наработку на отказ 1500 циклов «открыто - закрыто», что должно подтвердиться при приемочных испытаниях. Все оборудование в сейсмостойком исполнении должно сохранять прочность, герметичность и работоспособность во время и после воздействия 9-и бального землетрясения. При сейс-

мическом воздействии в 10 баллов, оборудование должно сохранять прочность и герметичность. Разработан новый регламент по очистке, гидравлическим испытаниям на прочность и герметичность и профиле-метрии участков нефтепровода после завершения строительно-монтажных работ. В этом регламенте существенно повышены требования к проведению гидроиспытаний по сравнению со СНиП Ш-42-80*. В основу нового алгоритма формирования испытательных участков положены следующие принципы.

• Должны быть полностью исключены недоиспытанные элементы, что обеспечивается испытанием участков раздельно по номенклатуре толщин стенок труб с последующим наращиванием длины испытательного участка путем последовательного присоединения труб с меньшей толщиной стенки к ранее испытанным трубам с большей толщиной стенки.

• Должно остаться минимальное коли-

чество неиспытываемых (гарантийных) кольцевых стыков. Максимальная протяженность участка для гидравлических испытаний ограничена 40 км. В технологической части Специальных норм проектирования и строительства магистрального нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий Океан» с целью обеспечения надежности и безопасности при эксплуатации предусмотрены следующие мероприятия.

• Исключена возможность работы нефтепровода с неполным сечением, что обеспечивается запасом по давлению на перевальной точке 0,1 МПа. Это делает невозможным появление газовых пузырей, которые препятствуют обнаружению утечек по данным режимного контроля.

• Введено дополнительное требование к эпюре температур, позволяющее восстанавливать проектный режим перекачки в течение одних суток после трехсуточной остановки в любое время года.

краски ИОТУН - надежная защита, проверенная временем

Лютиы

Покрытия ЙОТУН одобрены ООО "Институт ВНИИСТ" для использования на объектах нефтегазового комплекса

198096 С-Петербург пр. Стачек д.57 оф.31 тел. (812) 332 00 80 факс (812) 783 05 25 Е-таП: russia.reception@jotun.com www.jotun.ru

• Введено требование на установку предохранительных клапанов на входе НПС с давлением срабатывания 1,5 МПа, что обеспечивает повышенную эксплуатационную надежность при превышении расчетных давлений в нефтепроводе.

• Введены новые требования к магистральным насосам в части использования частотно-регулируемого привода. Частотно-регулируемый привод должен обеспечить плавное регулирование числа оборотов электродвигателя и, соответственно, улучшенную управляемость нефтепровода при пуске и эксплуатации.

В рамках реализации концепции «малолюдной технологии» единой автоматизированной системы управления работой магистрального нефтепровода ВСТО разработан пакет документов, содержащих специальные технические требования к элементной базе системы управления.

• Технические требования на систему автоматики и телемеханики ВСТО по «малолюдной технологии»

• Технические требования на изготовление блок-боксов ПКУ с защитой от несанкционированного доступа

• Технические требования к датчикам прохождения СОД для нефтепровода ВСТО

• Технические требования к расстановке и применению на трубопроводах ВСТО блоков-индикаторов коррозии типа БПИ

• Магистральный нефтепровод ВСТО. Специальные технические требования на датчики КИП и автоматики

• Технические требования к системе контроля за сейсмическими воздействиями на нефтепровод ВСТО, требования по расстановке приборов

• Технические требования к сейсмическим станциям

• Трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий Океан» (ВСТО). Специальные технические требования на «интеллектуальную» вставку для измерения параметров напряженно-

деформированного состояния в стенке трубы

• Трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий Океан» (ВСТО). Специальные технические требования на глубинный репер для контроля смещения грунтовых масс при оползневых процессах

• Трубопроводная система «Восточная Сибирь - Тихий Океан» (ВСТО). Первый пусковой комплекс. Технические требования к системе технологической связи

• Технические требования к конструкции и установке вантузов и колодцев с защитой от несанкционированного доступа

• Технические требования по защите станций катодной защиты от несанкционированного доступа

Реализация концепции «малолюдной технологии» единой автоматизированной системы управления работой магистрального нефтепровода ВСТО включает следующие основные подходы:

• обеспечение бесперебойности электропитания (подключение к вдоль-трассовой ЛЭП и использование резервных источников питания для всего оборудования);

• резервирование всего сетевого оборудования, серверов, процессорных модулей программируемых логических контроллеров;

• построение информационных сетей Ethernet - протокола по кольцевому принципу (технология с самовосстановлением сети).

Единая автоматизированная система управления строится по блочно-мо-дульному принципу: территориально-диспетчерский пункт - пункт контроля и управления - датчики КИП и автоматики. Новым техническим решением является использование блок-боксов ПКУ, представляющим собой полностью автономный автоматический агрегат с высокой степенью защиты и живучести. Дополнительными техническими решениями, направленными на повышение надежности и безопас-

ности нефтепровода, являются такие элементы системы, как «интеллектуальные» вставки для измерения параметров напряженно-деформированного состояния в стенке трубы, глубинные реперы для контроля смещения грунтовых масс при оползневых процессах и сейсмостанции. Научно-исследовательская деятельность Института ВНИИСТ, на основе которой разрабатываются новые подходы и новые технические решения в области проектирования и строительства объектов трубопроводного транспорта нефти, осуществляется в научных подразделениях по следующим направлениям.

• Проведение натурных испытаний труб и соединительных деталей магистральных нефтепроводов с целью подтверждения их эксплуатационных свойств.

• Экспериментальные исследования по определению трещиностойкости металла труб и сварных соединений, а также по изучению кинетики развития трещин от дефектов.

• Отработка технологии сварочно-монтажных работ, применения новых методов сварки и диагностики.

• Теоретические исследования по проблеме обеспечения надежности объектов трубопроводного транспорта нефти - вероятностный анализ безопасности (ВАБ) нефтепро-водных систем.

• Оценка технического состояния магистральных нефтепроводов по результатам внутритрубной диагностики и обследования.

• Разработка новых материалов и технологий антикоррозионной защиты магистральных нефтепроводов и резервуаров.

На сегодняшний день ВНИИСТ является основным научно-производственным центром государственной акционерной компании ОАО «АК «Транснефть», которая отвечает за единую систему трубопроводного транспорта нефти в Российской Федерации.

344064 г. Ростов-на-Дону, пер. Технологический, 5. Тел.: +7 863 277-44-01; +7 863 277-34-65. www.gefestrostov.ru;serv@gefestrostov.ru Представительство в г. Москва: +7 495 148-17-13; +7 495 148-49-03

АНТИКОРРОЗИЙНАЯ ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ