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

Диагностика нефтепроводов методом акустической томографии. Практика применения

Проблема диагностики дефектных участков трубопроводов и предотвращения протеканий – одна из наиболее актуальных в отрасли. ООО «Рент Технолоджис» предлагает Вашему вниманию опыт разработки и применения метода акустической томографии. Данный метод позволяет обследовать и диагностировать дефектные участки трубопровода без изменения эксплуатационного режима.

26.12.2016 Инженерная практика №09/2016
Самойлов Евгений Владимирович Заместитель генерального директора ООО «Рент технолоджис»
Хайруллин Вячеслав Рафаилович Эксперт ООО «НТЦ «Нефтепромдиагностика»
Артеменко Сергей Юрьевич Эксперт ООО «Геотехэксперт»

Акустическая томография позволяет обнаружить места повышенной акустической эмиссии или акустические аномалии, возникновение которых обусловлено утонением стенки трубы вследствие как наружной, так и внутренней коррозии или интенсивной трещиноватостью.

Кроме того, метод позволяет выявить акустические аномалии, которые возникают в местах перенапряжения металла, что, в свою очередь, приводит к изменению профиля трубы и разрушению конструктивных элементов.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА

Метод акустической диагностики (АТ-метод) относится к так называемым «оперативным методам», или «экспресс-методам». Он позволяет определить остаточный рабочий ресурс трубопровода или необходимость его перекладки. Также возможно определить участки, на которых необходимо осуществить шурфовку и провести локальные профилактические работы для предотвращения образования течи.

Методом диагностируются трубопроводы наземные и подземные, канальной и бесканальной прокладки, находящиеся в режиме эксплуатации при давлении более 2,5 атмосфер. Диаметр трубопровода – от 80 до 1500 мм. Длина единичного участка для диагностики – от 40 до 300 м. Точность определения местоположения дефекта – 1% от базовой постановки датчиков.

Работы по диагностике осуществляются следующим образом: на концах диагностируемого участка в точках доступа размещаются датчики, соединенные с регистраторами. Регистраторы работают автономно и синхронно. Между ними нет ни кабельной линии связи, ни радиоканала. Осуществляется запись шума тока транспортируемой жидкости по трубе. После этого полученные записи обрабатываются на компьютере с помощью специального программного обеспечения, а результат обработки представляется на графике, где ось X – расстояние от одного из датчиков, а ось Y – уровень энергии сигнала эмиссии. Пример приведен на рис. 1.

Рис. 1. Диагностика выкидного трубопровода. Красным цветом выделены четыре акустические аномалии
Рис. 1. Диагностика выкидного трубопровода. Красным цветом выделены четыре акустические аномалии

С помощью данной методики осуществляется оценка остаточного ресурса. Если ресурс исчерпан, даются рекомендации, в каком месте лучше осуществить шурфовку и провести экспертизу. А для трубопроводов с достаточным для дальнейшей эксплуатации рабочим ресурсом в местах с повешенной акустической эмиссией даются рекомендации по проведению профилактических ремонтных работ с целью предотвращения порывов.

В настоящее время АТ-метод получил наибольшее применение для диагностики трубопроводов горячего водоснабжения. В частности, Московская объединенная энергетическая компания (МОЭК), на балансе которой находятся все тепловые сети г. Москвы, диагностирует данным методом более 2500 км трубопроводов в год.

СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Для диагностики нефтепроводов данный метод впервые был опробован на стенде организации ПАО «Транснефть». Стенд представляет собой трубопроводы различного диаметра, длиной около 0,5 км. В каждую из труб врезаны катушки, содержащие различные дефекты, которые были предварительно тщательно исследованы экспертными методами.

На одном из участков тестовой трубы диаметром 530 мм и длиной 150 м было 20 различных дефектов, в том числе вмятины, механическое утонение стенки, коррозионное утонение и т.п. В режиме обработки по принятому для трубопроводов тепловых сетей алгоритму было обнаружено 15 дефектов, а при подключении дополнительного режима – еще четыре. Таким образом, перспективная возможность АТ-метода по выявлению дефектов составила 95%. По совокупности на указанном трубопроводе длиной около 0,5 м было обнаружено 82% указанных дефектов.

ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

На действующих нефтепроводах данный метод в прошлом году был испытан экспертной организацией ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика». Для апробации были выбраны участки, прошедшие внутритрубную диагностику (ВТД). Метод позволил обнаружить четыре дефекта из пяти. Дополнительно был найден коррозионный дефект, который не был обнаружен ВТД – дефект с 50%-ным утонением стенки трубы из-за внутренней коррозии.

Экспертной организацией ООО «НТЦ «Нефтегаздиагностика» была проведена диагностика шести участков нефтепровода с переходом через реку на месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Важно отметить, что трубопровод на дне реки находился под пригрузом (рис. 2), что критично для применения метода, так как невозможно дать однозначный ответ на вопрос, чем вызвана акустическая аномалия: пригрузом или коррозией. За пределами переходов, в местах, указанных как акустические аномалии, были обнаружены поперечные риски, утонения стенки трубы на 25% и небольшая 5%-ная коррозия.

Рис. 2. Диагностика нефтепровода на месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Влияние перегруза на отметке 36; повышенные напряжения на угле подъема (отметка 56 м)
Рис. 2. Диагностика нефтепровода на месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Влияние перегруза на отметке 36; повышенные напряжения на угле подъема (отметка 56 м)

Акустической томографией воспользовалась также компания «Геотехэксперт», проведя диагностику нескольких участков выкидных линий от скважины до автоматизированных групповых замерных установок (АГЗУ) в районе месторождений города Сургут. Пример полученных АТ-методом результатов приведен на рис. 1, на котором красным цветом выделены два интервала, в которых обнаружены четыре аномалии.

Рис. 3. Шурф на отметке 40-45 м. Контакт труб и место обнаружения внутреннего дефекта
Рис. 3. Шурф на отметке 40-45 м. Контакт труб и место обнаружения внутреннего дефекта

При обследовании трубы в шурфе на интервале 40-45 м (рис. 3) было обнаружено, что первая аномалия обусловлена контактом труб – это недопустимо на основании п.3.1.22 РД 39-132-94. Вторая аномалия – утонение стенки трубы – остаточная толщина составила 3,8 мм (отбраковочная толщина 2 мм). На других участках были обнаружены коррозионные дефекты с остаточной толщиной стенки трубы 2,3 и 3,4 мм.

Там же была осуществлена диагностика наземных трубопроводов, находящихся на территории предприятия по предварительной переработке нефти. Особенность данной работы заключалась в том, что по трубам транспортировалась нефтяная смесь с большим содержанием газа. На момент написания статьи были обследованы три интервала критических акустических аномалий на одном трубопроводе. Обследования показали наличие расслоения металла в этих местах. Экспертная организация представила заключение о необходимости проведения ремонтных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на сегодняшний день эффективность метода для нефтепроводов составляет около 70%. При этом следует учитывать, что акустическая томография относится к группе экспресс-методов, позволяющих проводить диагностику без вмешательства в процесс эксплуатации трубопровода.

Более того, данный метод очень продуктивен, так как одна бригада может за день обследовать более 1 км трубопровода. При этом программа максимально автоматизирована и оператор не должен обладать какими-либо специфическими навыками.

Практическое применение данной технологии на трубопроводах тепловых сетей при планировании ремонтных работ в ОАО «Кузбассэнерго» позволило сократить количество протечек практически в два раза (рис. 4).

Рис. 4. Практическое применение метода в ОАО «Кузбасэнерго»
Рис. 4. Практическое применение метода в ОАО «Кузбасэнерго»
Комментарии

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

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Опыт внедрения системы контроля напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки компрессоров высокого давления
Методика диагностики и оценки остаточного ресурса трубопроводов из неметаллических материалов
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №05/2018

Инженерная практика

Выпуск №05/2018

Промысловые трубопроводыМеханизированная добыча
Особенности и нормативная база в области эксплуатации и ремонта подводных трубопроводовДиагностика, мониторинг и обеспечение безаварийной эксплуатации промысловых трубопроводов, защитные покрытияПроектирование, строительство и ремонт стальных и полимерных трубопроводовОПИ глубинно-насосного оборудования и НКТ с защитными покрытиями, эксплуатация неметаллических НКТРеагенты и внутрискважинное оборудование для механизированной добычи нефти в осложненных условияхПодготовка нефти. Внедрение ГИС
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Трубопроводный транспорт
Коррозия 2018
Международная производственно-техническая конференция

КОРРОЗИЯ – 2018: Эффективные методы работы с фондом скважин, осложненным коррозией, эксплуатация промысловых нефтегазопроводов и водоводов в условиях высокой коррозионной активности

27-29 августа 2018 г., г. Казань, конференц-зал «Габдулла Тукай»
Задачей Конференции является обмен опытом и определение наиболее экономически и технологически эффективных решений и технологий в области работы с фондом скважин, осложненных коррозионным фактором и анализ применения современных методов и технологий для сокращения аварийности промысловых трубопроводов различного назначения в условиях высокой коррозионной активности.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин
Ловильный сервис – сентябрь 2018
Тренинг-курс

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах

10 – 14 сентября 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.