Машины и оборудования для очистки полости и испытания трубопроводов. 1. Очистка внутренней полости трубопровода 4 Виды отчистки 5
 Скачать 98.5 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 1. Очистка внутренней полости трубопровода 4 1.1. Виды отчистки 5 2. Общие сведения о средствах отчистки трубопровода 5 2.1. Механическая очистка трубопровода 9 2.2. Поршни, как разновидность очистительного оборудования 10 Очистные поршни для трубопроводов 11 2.3. Скребки для очистки нефтепроводов. 12 Заключение 15 Список использованной литературы 16 ВведениеМагистральный трубопроводный транспорт – вид транспорта, предназначенный для транспортировки продукции (жидких и газообразных энергоносителей: нефти, нефтепродуктов, газа, широких фракций лёгких углеводородов), подготовленных в соответствии с требованиями государственных стандартов и технических условий, от пункта приёма продукции до пункта её сдачи, передачи в другие трубопроводы, на иной вид транспорта или хранения. Магистральный трубопровод – это производственно-технологичес-кий комплекс, состоящий из подземных, подводных, наземных и надзем-ных трубопроводов и других объектов, обеспечивающих безопасную транспортировку продукции. Важнейшим условием функционирования трубопровода является бережная эксплуатация ее ресурсов. В процессе функционирования трубопровода происходит ухудшение ее пропускаемости в связи с тем, сто асфальтосмолистые вещества, присутствующие в нефти, способствуют возникновению плотных отложений на стенках трубопровода. При прокладке нового трубопровода по техническим причинам трубы тоже засоряются, производя разного вида налет на стенках. Для борьбы с такого рода отложениями в нефтепроводах проводят профилактические и очистные мероприятия. Целью данной работы является рассмотрение способов очистки внутренней полости трубопровода. Задачи: - проанализировать процесс организации и проведения работ по очистке полости магистральных нефтепроводов; - выявить виды отчистки; - показать какими способами происходит отчистка и какие средства вовлечены в данный процесс. 1. Очистка внутренней полости трубопроводаВ процессе эксплуатации на внутренних стенках нефтепроводов накапливаются различные отложения, которые отрицательно влияют на их нормальное функционирование, а также на достоверность информации, получаемой при диагностическом обследовании внутритрубными инспекционными снарядами. Организация и проведение работ по очистке полости магистральных нефтепроводов направлены на достижение следующих основных целей: - предупреждение развития внутренней коррозии трубопроводов - удаление скоплений агрессивных отложений, агрессивных сред (воды, газа и других); - снижение затрат на перекачку нефти, поддержание проектной пропускной способности нефтепроводов - удаление парафино-смолистых отложений, песка и глины, а также посторонних предметов; - подготовку магистральных нефтепроводов к диагностированию. 1.1. Виды отчистки1. периодическая - для удаления парафиновых отложений, скоплений воды и газа с целью поддержания проектной пропускной способности нефтепроводов и предупреждения развития внутренней коррозии трубопроводов; 2. целевая - для удаления остатков герметизаторов после проведения ремонтных работ на линейной части магистральных нефтепроводов; 3. преддиагностическая - для обеспечения необходимой степени очистки внутренней полости нефтепровода в соответствии с техническими характеристиками внутритрубных инспекционных приборов. 2. Общие сведения о средствах отчистки трубопроводаПри очистке полости трубопроводов используют комплекс машин, устройств и оборудования, специально разработанных для этих целей, который может быть разделен на следующие группы: - машины для закачки в трубопровод воды; - машины для закачки в трубопровод воздуха; - устройства для очистки полости трубопроводов, освобождения их от воздуха и воды; - оборудование для определения в трубопроводе местоположения очистных и разделительных устройств; - средства для обнаружения мест утечек; - техника для аварийно-ремонтных работ; - оборудование и средства транспорта, связи и диспетчеризации; - вспомогательное оборудование (монтажные узлы, патрубки, ловушки, узлы приема-пуска очистных устройств и т.п.). Для очистки внутренней поверхности трубопроводов от загрязнений, применяют специальные устройства, которые классифицируются по назначению: очистные поршни, разделители, скребки и калибры; форме: цилиндрические, сферические, шаровые и комбинированные; и основным конструктивным признакам. Из всего многообразия устройств можно выделить небольшую группу, наиболее часто используемых на практике – поршневые устройства (цилиндрическая форма), отличающиеся от остальных устойчивой скоростью, большой шириной контактной площадки (рабочей поверхности) и сравнительной простотой эксплуатации и ремонта. Эти устройства имеют металлический корпус и приспособлены к установке современных поисковых и других приборов. Для очистки полости трубопровода от строительного мусора, мягких (в том числе нефтяных) и частично твердых отложений, удаления конденсата, а также для проведения работ по промывке, продувке испытанию или консервации промысловых трубопроводов используют следующие устройства: - Очистные поршни типа ОП разных модификаций — резиновые манжеты и металлические щетки; две манжеты из полиэтилена высокого давления и два щеточных диска из отрезков стальных тросов. - Дисковые полиуретановые поршни типа ППО со стальными щетками и без них. - Манжетные полиуретановые поршни типа ППМ – четыре полиуретановые манжеты. - Очистной полиэтиленовый поршень типа ОЛС – две манжеты из полиэтилена высокого давления и щеточный диск из отрезков стальных тросов. - Очистной саморегулирующийся поршень с плавающей манжетой типа ОСУ – три манжеты из полиэтилена высокого давления и пенополиуретановый (поролоновый) цилиндр. - Пенополиуретановый (поролоновый) литой поршень типа ППЛ. - Резиновый поршень-разделитель типа ПР – три или четыре резиновые манжеты. - Очистные калибры ОКП с сигнализатором местонахождения. - Очистные устройства ОУ. · Очистные устройства типа ОПКЛ – с кардалентами, ворс которых наклонен по ходу поршня. - Щеточный скребок типа ЩС – два ряда щеток из проволочного ворса. Очистка полости трубопроводов выполняется промывкой или продувкой с пропуском очистных поршней или поршней-разделителей. На участке, предназначенном для очистки, сооружается узел приема и пуска очистных устройств. К входному краю приваривается устройство запуска, а к концу участка сброса воды – устройство приема. На верхней части устройства запуска поршней монтируются прямые врезки для введения промывочной воды и воздуха, на участке приема монтируются врезки для сброса воздуха и грязной воды в отстойник или на специально отведенный участок. В процессе предварительной очистки полости трубопровода проводят пропуск калибра, который оснащен низкочастотным передатчиком, обеспечивающим определение его местонахождения с поверхности земли. После приема калибра отключается подача воды или воздуха в трубопровод. При промывке трубопровода перед очистными поршнями или поршнями–разделителями необходимо залить воду, объем которой составляет 10-15 % объема полости очищаемого участка. Критерием оценки результатов промывки является выход чистой воды из трубопровода после прохождения очистных поршней. При продувке очистные поршни пропускаются по участкам трубопровода под давлением сжатого воздуха или газа, поступающего из ресивера (баллона), создаваемого на прилегающем участке. После пропуска поршней-разделителей окончательное удаление загрязнений выполняется продувкой без пропуска очистных устройств путем создания в трубопроводе скоростных потоков воздуха или газа. Продувка считается законченной, когда после вылета очистного устройства из продувочного патрубка выходит струя незагрязненного воздуха или газа. После очистки полости трубопровода любым из указанных способов на концах очищенного участка устанавливают временные инвентарные заглушки, разжимные или прижимные. К типу прижимных относятся заглушки из брезента и аналогичных материалов, которые надевают в виде чехлов на торцы труб. Разжимные заглушки устанавливаются внутри трубы, например, деревянные пробки или диски. Для оперативного определения местоположения в трубопроводе очистных устройств разработаны многие методы, которые можно разделить на две группы: 1) непосредственное определение местоположения и 2) расчетные методы. Расчетпроводят по смене мгновенных стационарных состояний или по средней расчетной скорости потока. Для определения непосредственного положения очистного устройства применяются стационарные сигнализаторы (механические и электромеханические), патрулирование трассы (акустическое прослушивание), дистанционные методы (по перепаду давления или импульсная локация). Самые точные результаты могут быть получены при сочетании разных методов и использовании приборов наибольшей надежности. Лучшие результаты получены с использованием приборов Волна-1, Поиск-МП, основанных на передаче низкочастотных электромагнитных сигналов. 2.1. Механическая очистка трубопроводаНаиболее распространенным и эффективным способом очистки внутренней поверхности нефтепровода от отложений парафина является механическая очистка с применением специальных скребков, чистящими элементами которых являются всевозможные диски, ножи и проволочные щетки. Скребки разных конструкций различны по эффективности удаления отложений со стенок труб, по износостойкости и проходимости. Износостойкость характеризуется эффективной длиной очистки трубопровода. В настоящее время при регулярной очистке нефтепровода металлические очистные скребки могут без чрезмерного износа проходить до 100 км. Проходимость скребков характеризуется способностью проходить через различные препятствия внутри трубопровода – задвижки, переходы, подкладные кольца, фланцы, выступы корней сварочных швов и так далее. Для безостановочного прохождения скребков требуется определенное давление и скорость потока не менее 1,2 – 1, 5 м/с. Поэтому дежурный персонал должен строго следить за режимом перекачки. Так же должен осуществляться постоянный контроль за продвижением скребка по длине трубопровода. Для контроля для продвижении скребка применяются различные приборы слежения. Широкое распространение получил переносный звукоуловитель, состоящий из микрофона, усилителя и наушников. Хорошей проходимостью обладает шарообразные резиновые разделители типа СН. Изготавливается такой очистной скребок из износоустойчивой резины с пластиковыми и металлическими резцами закругленной формы, запрессованными во внешнюю оболочку скребка. Скребок имеет клапан, через который закачивается рабочая жидкость. Под давлением рабочей жидкости наружный диаметр скребка увеличивается и резцы выступают над поверхностью. Резцы расположены таким образом, что скребок, находясь в любом положении в полости трубопровода, очищает всю его внутреннюю поверхность. Применяются так же резиновые шары, оплетенные металлической стальной цепью. Оптимальная периодичность пропуска скребков по нефтепроводу определяется экономическими соображениями. Отложение парафина в нефтепроводе вызывает снижение пропускной способности и увеличивает убытки. Эти убытки возрастают с ростом интервала пропуска очистительных устройств. Убытки так же возрастают и при уменьшении интервала пропуска скребков за счет увеличения затрат на их приобретение. Оптимальная периодичность пропуска скребков соответствует варианту, когда сумма убытков от запарафинивания нефтепровода и приведенных затрат на пропуск скребков минимальна. 2.2. Поршни, как разновидность очистительного оборудованияОчистные поршни представляют собой очень гибкое в применении оборудование, которое легко адаптировать к конкретным задачам, а полиуретановые диски и манжеты с предельно высокой износостойкостью позволяют производить очистные работы почти в любой среде. Очистные поршни для трубопроводовПрименять такие устройства следует для промывки и продувки трубопроводов с диаметром от 219 мм. В зависимости от применяемого материала и технологии изготовления, они подразделяются на: поршни полиуретановые манжетные, дисковые, манжетно-дисковые; полиуретановые цельнолитые; очистные поршни для трубопроводов стальные; очистные поролоновые поршни. В зависимости от поставленной задачи, в комплект поршней могут входить калибровочные и щёточные диски. С помощью последних можно соскоблить ржавчину, окалину, а, также разнообразные твёрдые отложения, что обеспечивает высочайшую эффективность проводимых работ. Калибровочные диски, в соответствии с названием, служат для калибровки полости труб при их очистке. Кроме того, поршни для очистки трубопроводов могут оснащаться посадочным местом под сигнализатор (передатчик), использование которого позволит определить местонахождение поршня в любой момент времени и в любом сегменте трубопровода. Поршень-разделитель очистной, предназначенный для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержит полый вал, укрепленные на нем группами в два ряда манжеты, перед каждым рядом которых установлены очистные инструменты в виде щеток из эластичного материала со щеткодержателями, и размещенные на переднем конце вала сопла. Техническим результат данного вида поршня - повышенная эффективность и качество очистки внутренней поверхности трубопровода от загрязнений при промывке и вытеснении воды и от загрязнений и остатков воды в виде пленки на стенках трубы при продувке газопроводов и обеспечение возможности применения поршня-разделителя очистного для очистки эксплуатируемых трубопроводов за счет создания механизма прижима очистных инструментов к стенке трубы, обеспечивающего прижим с постоянным усилием по всему участку очистки трубопровода, а также за счет применения щеток, обеспечивающих съем со стенок трубы не только загрязнений, но и остатков воды в виде пленки на стенках трубы, и безопасных для линейной арматуры, кроме того за счет применения эффективной системы эвакуации продуктов очистки. Указанный технический результат достигается тем, что в поршне-разделителе очистном для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащем полый вал, укрепленные на нем группами в два ряда манжеты, перед каждым рядом которых установлены очистные инструменты в виде щеток из эластичного материала со щеткодержателями, и размещенные на переднем конце вала сопла, внутри полого вала размещен стакан, а щетки представляют собой два сдвинутых по кругу один относительно другого плоских кольцевых сектора, причем сектор одной щетки заходит за сектор другой щетки и зажаты в щеткодержателях, расположенных в ряд по кругу между двумя фланцами с возможностью движения по радиусу, но с ограничением свободного движения вне поршня путем наложения упругого эластичного кольца на все в ряду щеткодержатели, взаимодействующие через толкатели, запасованные в направляющих вала, с концами стакана, оснащенного, кроме двух конусов, манжетой для уплотнения пространства между стаканом и валом, на переднем конце которого размещены два ряда сопел, сопла одного ряда направлены под острым углом к плоскости щеток переднего очистного инструмента, в место соприкосновения щеток с поверхностью, а сопла другого ряда направлены в ту же сторону, под тем же углом, но от щеток. 2.3. Скребки для очистки нефтепроводов.Существуют различные типы скребков для разных степеней очистки. Стандартная технология очистки включает в себя прохождение нефтяного трубопровода несколькими типами скребков подряд, для разных степеней очистки и осуществляется по-разному. Виды и применение скребков. Вариант №1. Мягкий дисковый очистной скребок (пиг)Мягкий дисковый очистной скребок (пиг), изготовленный из полиуретана, предназначается для максимального удаления жидкости из трубопровода и мягких начальных отложений на стенках трубопровода. Диаметр скребка 8 дюймов. Вариант №2. Средней мягкости очистной скребок (пиг)Средней мягкости очистной скребок (пиг), изготовленный из полиуретана, предназначается для очистки основных средних отложений со стенок трубопровода. Диаметр скребка 8 дюймов. Вариант №3. Стальной скребок с сердечником и с уретановыми дискамиСтальной скребок с сердечником и с уретановыми дисками, предназначается для предварительной очистки твёрдых отложений со стенок трубопровода. Диаметр скребка 8 дюймов. Вариант №4. Четырёх дисковый скребок с корпусом из стали и щёткамиЧетырёх дисковый скребок с корпусом из стали и щётками, стандартно предназначается для конечной очистки стенок трубопровода. Диаметр скребка 8 дюймов. После прохождения этим скребком в трубопроводе, после него необходимо пройти скребком предварительной очистки (позиция №3), так как этот скребок не убирает за собой шлам, а только раздирает и соскребает отложения. 2.4. Мобильные высокопроизводительные компрессорные установки.В технике известна очистка сжатым воздухом магистральных трубопроводов, но это строящиеся трубопроводы, использование же сжатого воздуха, например, для вытеснения среды и очистки действующего нефтепродуктопровода, особенно собранного с использованием сварки с подкладными кольцами, всегда связано с большой вероятностью возгорания и детонации смеси сжатого воздуха с остатками углеводородов на стенках внутри трубопровода, что гарантированно приводит к катастрофическому разрушению очищаемого участка трубопровода. В настоящее время для очистки строящихся магистральных трубопроводов широкое применение нашли мобильные высокопроизводи-тельные компрессорные установки на базе авиационных двигателей, позволяющие с большой эффективностью, в кратчайшие сроки по времени, со значительной экономией средств и материалов по сравнению с общепринятыми, узаконенными в практике способами очистки производить очистку трубопроводов, гарантированно обеспечивая экологическую безопасность окружающей среды. Использование этих высокопроизводительных компрессорных установок для очистки магистральных трубопроводов со следами углеводородов сдерживается отсутствием способов, обеспечивающих взрывобезопасность работ. 2.5. Опрессовочные агрегаты.В практике применения существует использование для проведения испытаний опрессовочных агрегатов с дизельным приводом или электроприводом. Данный агрегат специально спроектирован для проведения испытаний на нефтепромысловых или трубных участках и предназначен для непрерывной работы при давлении до 40 000 ф/кв.д. Опрессовочные агрегаты обеспечивают непревзойденную эффективность, поскольку требуется только один оператор при проведении полной гидростатической оценки для испытания прочности и целостности трубопровода. Эти установки оснащены исключительной системой “Pressure-Trol”, которая позволяет оператору регулировать испытательное давление и спуск с помощью двух установленных по центру рычагов без необходимости подключать двигатель. Все измерительные приборы двигателя и элементы управления запуском/остановом удобно расположены на пульте оператора. Каждый опрессовочный агрегат оборудован насосом с длительным сроком службы для требуемого давления. Преимущества конструкции Производительность испытаний может превышать более 450 труб в день; Создан для непрерывной ежедневной работы; Увеличивает производительность с помощью простотой в эксплуатации системы; Устранены коробки передач и электрические сцепления; Устранены многократные включения/отключения насоса; Заменимые в полевых условиях детали насоса снижают время простоя; ЗаключениеКомплекс методов диагностики, ремонта и обслуживания нефте- и газопроводов и их структурная связь сформированы на основе анализа причин аварийных разрушений трубопроводов. Выпадение одного звена из цепи мероприятий по обслуживанию магистральных трубопроводов влечет за собой каскад проблем: удорожает обслуживание объектов, снижает ресурс деталей трубопроводов, приводит к авариям. Тщательный подход к обслуживанию трубопроводного транспорта является залогом укрепления топливо-энергетического комплекса, который является основой развития всех отраслей экономики. Долговечность и экономичность эксплуатации всех деталей трубопровода напрямую зависит от состояния его внутренней поверхности. Профилактика парафиновых отложений на стенках трубопровода и его очистка должны производиться своевременно. Очистка трубопровода от внутренних отложений также необходима для подготовки участка нефтепровода к внутритрубной инспекции и испытаниям. Как мы выяснили для данного процесса на современном этапе существует много технологических разработок, которые повсеместно применяются в работе по очистке трубопровода. Список использованной литературыЗайцев Л.А. Регулирование режимов работы магистральных трубопроводов. – М. : Недра, 1982. Использование внутритрубных снарядов на трубопроводах // Трубопроводный транспорт нефти. – 1996. – №12. Очистка полости и испытание трубопроводов: Учеб. пособие для вузов / Ф.М. Мустафин, А.Г. Гумеров, О.П. Квятковский и др. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. Багдасаров, Р. С. Машины и оборудование газонефтепроводов. Учебное пособие. 2003. Ф.М.Мустафин, Н.И.Коновалов, Р.Ф.Гильметдинов и др. Машины и оборудование газонефтепроводов: Учеб. пособие для вузов. 2002. |