Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Мобильная трубопроводная система на основе полиуретановых плоскосворачиваемых рукавов: теория и практика

Мобильные трубопроводные системы (МТС) на основе плоскосворачиваемых рукавов – это инновационное решение проблемы прокладки временных трубопроводных линий для перекачки сырой и товарной нефти, нефтепродуктов, растворов кислот и щелочей, воды, а также ряда других жидких и сыпучих сред. В сущности МТС – это российская разработка: непосредственно сам метод экструзии был изобретен и запатентован в 1990-е годы в России, однако патент не был оплачен, и разработка стала свободной для всего мира.

В последнее время все больше ведущих мировых нефтегазодобывающих компаний внедряют МТС в свою эксплуатационную деятельность. Это обусловлено в первую очередь тем, что комплекс из плоскосворачиваемых рукавов – это не просто гибкий трубопровод для перекачки жидкости из условного пункта «А» в условный пункт «Б», а полноценное инженерно-техническое решение, которое включает в себя набор оборудования различного назначения, начиная от сматывающих систем различных типов и заканчивая запорно-регулирующей арматурой. Помимо этого, исходя из потребностей заказчика, производители МТС занимаются научными и конструкторскими разработками, осуществляют шеф-монтаж и пусконаладку системы на месте проведения работ.

22.11.2017 Инженерная практика №10/2017
Артюхов Юрий Олегович Коммерческий директор ООО «Балтикфлекс»
Безручкин Алексей Игоревич Директор службы эксплуатации ООО «Балтикфлекс»

Рис. 1. Гибкий мобильный трубопровод
Рис. 1. Гибкий мобильный трубопровод

Мобильная трубопроводная система предназначена для решения целого ряда сложных технологических задач, стоящих перед нефтегазовыми компаниями. Первая из них – это строительство байпасных линий любой протяженности (рис. 1). Исходя из опыта эксплуатирующих нефтяные месторождения организаций, потребность в строительстве байпасной линии при ремонте нефтесборных, технологических магистралей, возникает примерно один-два раза в месяц. В ряде случаев строительство стальной байпасной линии не представляется возможным, либо влечет за собой достаточно серьезные временные и финансовые издержки. В свою очередь, ситуации, предусматривающие остановку добывающего фонда для проведения ремонтных работ, могут приводить к снижению уровня добычи и нефтеотдачи пластов, а также иным негативным последствиям.

Рис. 2. Ввод скважины в эксплуатацию при помощи мобильной трубопроводной системы
Рис. 2. Ввод скважины в эксплуатацию при помощи мобильной трубопроводной системы

Кроме того, МТС может использоваться для обеспечения ввода скважин в эксплуатацию до строительства основной трубопроводной линии (рис. 2). В данном случае речь, прежде всего, идет об этапе геологоразведочных работ (ГРР), которые проводятся в отдаленных районах Сибири с заболоченной труднопроходимой местностью, где единственным способом передвижения служат вертолетная техника и болотоходы.

Рис. 3. Прокладка мобильного трубопровода по болоту
Рис. 3. Прокладка мобильного трубопровода по болоту

Бурение и ввод скважин в эксплуатацию в таких условиях становится дорогостоящей процедурой, а подвести всю необходимую трубопроводную инфраструктуру необходимо еще до начала добычи нефти. При этом всегда существует риск обводнения скважины в течение короткого времени после запуска в эксплуатацию или неподтверждения ее начального проектного дебита, что в сочетании с уже подведенной инфраструктурой делает операцию убыточной. В этом случае МТС может стать незаменимым решением, так как прокладка мобильного трубопровода даже на многокилометровые расстояния по земле с низконесущей способностью может занимать считанные дни (рис. 3). Дополнительно у нефтедобывающей организации появляется возможность начать добычу нефти непосредственно после заканчивания скважины, что позволяет на порядок сократить финансовые и временные издержки при бурении и вводе в эксплуатацию.

При обводнении скважины и ее дальнейшем переводе в систему поддержания пластового давления (ППД) МТС может быть использована для решения иных технико-эксплуатационных задач.

Помимо указанных видов работ, МТС применяется для строительства временных трубопроводов различного назначения, например, для увеличения нефтеотдачи пласта, опрессовки, увеличения давления в трубопроводе и т.д.

Как известно, при разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами (ТрИЗ) нередко используется технология увеличения нефтеотдачи методом закачки пара в пласт. Закачка осуществляется при помощи мобильных парогенераторных установок, для работы которых требуется постоянная подача пресной воды. Если точка забора воды находится на расстоянии нескольких километров, то прокладка стального трубопровода в большинстве случаев представляет собой серьезную проблему для эксплуатирующей организации. Следует учитывать и то обстоятельство, что через определенное время парогенераторную установку необходимо будет переместить на другую локацию. В таких ситуациях применение МТС также может стать оптимальным решением: прокладка гибкого трубопровода займет на порядок меньше времени по сравнению со строительством стальной трубы.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ МТС НА РАССВЕТНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Для наглядности рассмотрим реальный опыт эксплуатации мобильной трубопроводной системы на примере нескольких ведущих российских нефтегазодобывающих организаций.

Рис. 4. Подключение мобильного трубопровода к АГЗУ
Рис. 4. Подключение мобильного трубопровода к АГЗУ

В 2013 году на Рассветном месторождении ПАО «ЛУКОЙЛ» выполнялся ремонт нефтесборного трубопровода от скважины до автоматической групповой замерной установки (АГЗУ) протяженностью 160 метров. Ремонт осуществлялся при помощи мобильной трубопроводной системы, в состав которой входили плоскосворачиваемые рукава типа Ду150 Ру40 в комплекте с быстроразъемными соединениями типа СРТ, намоточное устройство для размотки и транспортировки системы, а также различное вспомогательное оборудование для обеспечения автономной работы МТС (рис. 4).

Специалисты нефтяной компании хотели на практике проверить оперативность прокладки гибкой байпасной линии и сравнить полученные результаты с опытом монтажа временного стального байпаса. Прокладка мобильного трубопровода заняла чуть больше часа, монтаж и сварка стального байпаса – около суток.

Помимо подтверждения заявленной скорости размотки мобильной трубопроводной системы, заказчику было важно оценить надежность используемого оборудования, проверить его стойкость к воздействию отрицательных температур, ультрафиолета и иных внешних факторов. Кроме того, в перекачиваемом флюиде (нефтегазоводяной эмульсии) содержалось большое количество растворенного газа и агрессивных примесей.

В рамках ОПИ мобильная трубопроводная система непрерывно проработала около шести месяцев. По истечении этого срока по программе испытаний было получено положительное заключение, а сама МТС рекомендована к дальнейшему внедрению.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ МТС НА НОВОПОРТОВСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Другим примером внедрения мобильной трубопроводной системы служит опыт ее эксплуатации на Новопортовском месторождении ПАО «Газпром нефть» в Ямало-Ненецком Автономном округе. Перед эксплуатирующей организацией стояла задача обеспечить бесперебойную погрузку нефти на танкеры в летний и зимний периоды до ввода в эксплуатацию круглогодичного нефтеналивного терминала. Задача была решена при помощи мобильной трубопроводной системы на основе плоскосворачиваемых рукавов: общая протяженность гибкой трубопроводной линии Ду150 Ру40 составила 5100 м в зимний период и около 3000 м – в летний.

Основная сложность состояла в недопущении падения температуры перекачиваемого флюида ниже +24°С во избежание выпадения твердого парафина. На период зимней эксплуатации МТС обернули специальным утеплителем, который позволял на порядок сократить теплопотери и предотвратить снижение температуры транспортируемого продукта.

До внедрения мобильной трубопроводной системы транспортировка нефти осуществлялась по зимникам. Однако в виду тяжелых транспортных условий и короткого периода автомобильного сообщения выйти на плановые сезонные показатели вывоза товарной нефти не удавалось. Благодаря внедрению МТС, плановые показатели были перевыполнены примерно в два раза, на порядок сократились финансовые издержки. Мобильная трубопроводная система беспрерывно проработала с осени 2014 по май 2016 года, а схема временной погрузки прошла все необходимые согласования с органами технического и экологического надзора Российской Федерации.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ МТС НА МЕСТОРОЖДЕНИИ БОКА-ДЕ-ХОРУКА (КУБА)

Как отмечалось выше, зачастую перед нефтяными компаниями стоят совершенно разные нестандартные задачи по организации временных трубопроводных линий. В случае АО «Зарубежнефть» такая ситуационная задача возникла при разработке месторождения Бока-де-Хорука (Куба), где для увеличения нефтеотдачи пласта применялась мобильная парогенераторная установка, которую в течение 5-6 мес предстояло несколько раз передислоцировать с одного места на другое.

Для работы передвижной установки требовалось обеспечить подачу пресной воды, ближайшая точка забора которой находилась на расстоянии 5000 метров. Строительство стальной байпасной линии обошлось бы очень дорого. Кроме того, договориться с местными органами управления было достаточно затруднительно, а в большинстве случаев практически невозможно. Учитывая совокупность всех перечисленных факторов, эксплуатирующая организация приняла решение о применении трубопроводной системы на основе плоскосворачиваемых рукавов.

Рис. 5. Эксплуатация мобильной трубопроводной системы в тропических условиях
Рис. 5. Эксплуатация мобильной трубопроводной системы в тропических условиях

Общая протяженность гибкого трубопровода Ду100 Ру16 составила около 3500 метров. Для размотки, хранения и транспортировки было применено запатентованное затягивающее устройство контейнерного типа, за счет чего скорость прокладки увеличилась до 10 км/ч (рис. 5). В результате монтаж участка протяженностью более трех километров (включая семь переходов под дорогой) занял примерно восемь часов.

По состоянию на сегодняшний день МТС по-прежнему остается в работе в условиях жесткого воздействия ультрафиолетовых лучей.

Рассмотренные ситуации – это лишь отдельные примеры успешного использования мобильной трубопроводной системы на основе плоскосворачиваемых рукавов. Помимо них, МТС применялась также на Самотлорском месторождении ПАО «НК «Роснефть» для увеличения давления в трубопроводе, необходимого для прохождения диагностического снаряда.

Даже на примере нескольких организаций можно с уверенностью сказать, что комплекс полностью отвечает требованиям нефтяных компаний, и уже после однократного применения можно оценить экономическую целесообразность дальнейшей эксплуатации оборудования.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МТС

Плоскосворачиваемые рукава в составе МТС изготавливаются методом экструзии термопластичного полиуретана через текстильный каркас, в процессе которого все пространство между полиэстеровыми нитями заполняется полиуретаном с образованием цельной стенки рукава, содержащей в себе текстильный каркас. Сам текстильный каркас представляет собой бесшовную трубчатую конструкцию и изготавливается на кругловязальных машинах.

Для снятия статического напряжения при перекачивании нефтегазоводяной эмульсии или иной нефтесодержащей жидкости в силовой каркас рукава вплетены медные антистатические провода.

Рукава выпускаются диаметром от 50 до 400 мм, а диапазон рабочих давлений составляет от 1 до 10 МПа. При этом чем больше диаметр плоскосворачиваемого рукава, тем меньшее рабочее давление он способен выдерживать. Вне зависимости от рабочего давления коэффициент запаса прочности для каждого типоразмера рукава составляет 3:1.

Мобильная трубопроводная система может эксплуатироваться в различных климатических условиях при температурах от -60 до +80°С, что подтверждено достаточно широкой географией применения (от Арктики до тропиков).

Срок службы плоскосворачиваемого полиуретанового рукава может достигать более 10 лет, при этом назначенный ресурс составляет 3000 циклов. Один цикл подразумевает под собой процесс монтажа, транспортировки продукта и демонтаж системы.

Стенки рукава, изготовленные из термопластичного полиуретана, не подвержены образованию отложений, химически не активны, устойчивы к воздействию агрессивных сред, содержащих в своем составе серу, растворы щелочей и кислоты.

При подаче рабочего давления, рукав увеличивается в диаметре примерно на 5-7%, что в совокупности с гладкой поверхностью стенки обеспечивает высокую пропускную способность, которая на порядок выше, чем у стального трубопровода аналогичного диаметра. Полиуретановые рукава могут комплектоваться различными соединительными элементами. Оптимальными признаны быстроразъемные соединения типа СРТ, которые обеспечивают полную герметичность соединительного стыка и способны выдерживать высокое давление.

В комплекс входят также различные системы смотки, хранения и транспортирования гибких рукавов, вспомогательное оборудование, весь спектр запорно-регулирующей арматуры, комплекты ЗИП и иные элементы, которые гарантируют автономную работу системы в полевых условиях.

Все оборудование обладает необходимой разрешительной документацией для работы на опасных производственных объектах, часть элементов системы запатентована.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МТС В РОССИИ И МИРЕ

Помимо нефтегазодобывающей отрасли, сегодня МТС применяются также в горнодобывающей и сельскохозяйственной промышленностях, ЖКХ, военно-промышленном комплексе и во многих других сферах, где есть потребность в применении мобильных трубопроводных решений. Таким образом, МТС на основе плоскосворачиваемых рукавов служит идеальным инструментом для решения как повседневных, так и нестандартных задач, а их работоспособность и надежность подтверждаются опытом эксплуатации в различных организациях.

Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Методы испытаний и диагностики композитных изделий и стеклопластиковых труб
Особенности использования полиэтиленовых армированных труб в сложных геологических условиях
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №10/2017

Инженерная практика

Выпуск №10/2017

Промысловый трубопроводный транспорт
Актуализация нормативно-технической базы трубопроводного транспортаРезультаты испытаний новых марок сталей, защитных покрытий и химреагентовТрубопроводный транспорт высоковязкой нефтиОценка способов защиты стыков сварных соединенийДиагностика и эксплуатация неметаллических трубопроводных системОсобенности углекислотной коррозии и антикоррозионной защиты газопроводов
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Разработка месторождений
ОРЭ — 2017
Производственно-технический семинар-совещание

ОРЭ '2017. Практика применения технологий ОРД и ОРЗ, проектирования и интеллектуализации разработки многопластовых месторождений

Мероприятие перенесено на 16-18 апреля 2018 г., г. Москва
Обсуждение в кругу руководителей и специалистов в области разработки месторождении и эксплуатации механизированного фонда скважин результатов новых ОПИ и эксплуатации скважинных компоновок для ОРЭ, геофизического оборудования для раздельного учета и методик мониторинга параметров добычи, систем управления для ОРЭ и перспектив развития данного направления.
Общая информация Планируется
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис — февраль 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

12 – 16 февраля 2018 г, г. Пермь
ООО «Инженерная практика» от имени журнала «Инженерная практика» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Пятидневный тренинг - курс будет проводиться в г. Перми (отель «Урал») в рамках авторского курса С. Балянова.