Комплексная диагностика систем промысловых трубопроводов

Качество и эффективность комплексной диагностики  зависят от прямых и косвенных затрат на ее проведение, учета следующих особенностей промысловых трубопроводных систем:
1. Срок полезного использования промысловых трубопроводов ограничен сроком разработки месторождений. С падением давления и дебита в разрабатываемых пластах меняется давление и скорость движения продукта в трубопроводах. Возникает сложная экономическая дилемма на тему окупаемости реконструкции и капитального ремонта, восстановления покрытий и элементов ЭХЗ. 
2. В отличие от магистральных трубопроводов промысловые трубопроводы имеют значительный разброс  эксплуатационных параметров. К ним  могут подключаться высоко-, средне- и малодебитные скважины, трубопроводы от скважин-сателлитов.    3. Промысловые трубопроводы часто прокладываются в труднодоступных местах, с неполным заглублением, без подключения систем ЭХЗ или с ЭХЗ, но без достаточного контроля параметров. Природная среда, в которой находятся трубопроводы, отличается высокой чувствительностью, длительным сроком полного восстановления. 
4. Продукция скважин отличается повышенной агрессивностью, содержит механические примеси, коррозионно-активные и токсичные компоненты, причем для проявления повышенной агрессивности иногда достаточно мик­роскопических добавок (мг/кг). 
5. Трубопроводная система может состоять из трубопроводов различного назначения с различной средой. В случае порывов трубопроводов с агрессивной внутренней средой происходит ухудшение внешних условий для всей системы.
6. Для промысловых систем используются трубы недостаточно высокого качества, содержащие значительное количество исходных дефектов: плены, закаты, шлаковые скопления, расслоения сложного строения и т.д.  
7. Конструкция промысловых трубопроводов может существенно отличаться от линейной, может содержать «мертвые» опоры, 90° повороты, тройники и т.д. 
В соответствии с нормативными документами комплексная диагностика должна проводиться по программе, разработанной исполнителем и сог­ласованной заказчиком. В действительности базой является техническое задание (ТЗ), входящее в состав тендерной документации. Исполнитель в программе работ может повторить ТЗ, детализировать или расширить его. В конечном счете результат будет определяться бюджетом, компетенциями, конкурентными преимуществами, взаимопониманием между заказчиком и исполнителем. На стороне заказчика — понимание особенностей эксплуатируемой системы трубопроводов, накопленные данные, определенные ожидания. На стороне грамотного исполнителя также накопленные данные, более широкий набор возможных сценариев и методов инспекции, понимание разницы в технических уровнях. Лучшая практика состоит в объединении опыта и знаний заказчика с экспертными знаниями исполнителя. В отдельных сложных случаях, когда заказчик желает сравняться по компетенциям с исполнителем, он приглашает независимого эксперта. 
Наша собственная 25-летняя практика, совместная работа с международными сервисными компаниями, анализ международных и национальных стандартов  показывают, что компетенции распространяются на выбор оптимального набора методов и технических уровней, удержание этого набора в рамках установленного заказчиком бюджета с минимизацией суммарных косвенных затрат.  
Наиболее серьезные затраты связаны с  земляными работами: производством шурфов и восстановлением ландшафта.  Зачастую земляные работы проводятся на землях сельскохозяйственного назначения, принадлежащих агрохолдингам, которые могут потребовать высокую оплату  только за разрешение на проведение раскопок. 
Традиционная нормативная база требовала раскопок с плотностью 0,5 раск/км в доступных зонах. Пришедшие на смену риск-ориентированные подходы предполагают раскопки на потенциально опасных участках, к которым на практике относятся повороты, места пересечений и понижений рельефа. Количество раскопок при этом не уменьшалось, а, напротив, увеличивалось. В отдельных проектах затраты на земляные работы в 2-3 раза превышали, собственно, затраты на диагностику. Раскопки не только удорожают проект, но и приводят к ухудшению внешней среды, провоцируя дополнительную коррозионную активность и повышая риски повреждений.
Прогрессивный подход состоит в том, чтобы затраты на земляные работы не превышали 15-25 % от общей стоимости всех работ. При этом вся трубопроводная система должна рассматриваться как один объект, для каждого элемента которой применяется свой набор диагностических методов. Несомненное преимущество имеют методы внутритрубной диагностики (ВТД), которые эффективны при достаточной протяженности линейных объектов. Объем раскопок при ВТД обычно минимален, зависит от технического уровня ВТД и состояния трубопровода. Оптимально, когда раскопки проводятся только с целью обязательного ремонта, минуя стадию подтверждения результатов ВТД.
Промысловые трубопроводы обычно имеют диаметры от  4 до 10 дюймов, содержат различные сужения от 10 до 20 % номинального диаметра. С целью гарантирования прохождения снаряда и получения достоверных записей данных в нашем институте созданы полномасштабные стенды для тестирования магнитных и ультразвуковых внутритрубных снарядов, содержащие различные препятствия, набор которых получен на основании опыта ВТД более 150 промысловых трубопроводов на Астраханском газо-конденсатном месторождении. Незначительный объем раскопок требуется при комбинировании пассивного и активного методов контроля заглубления и выявления нарушений покрытий трубопроводов с помощью современных трассоискателей-глубиномеров. 
Еще один путь к оптимизации раскопок состоит  в комбинировании обычных методов неразрушающего контроля с  методами поверхностных и акустико-эмиссионных волн (АЭД), применяемых там, где трубопровод не готов к проведению ВТД (обычно это участки до и после камер приема поршней).  Метод поверхностных волн позволяет определять координаты дефектов и сварных швов, на которых происходит формирование эхо-сигнала. Это позволяет уменьшить раскопки при поиске сварных швов. Метод АЭД требует изменения нагрузки и реагирует только на те дефекты, которые претерпевают динамические изменения (деформации, трения берегов, растрескивание продуктов коррозии). Для метода поверхностных волн требуется раскопка трубопровода по всему периметру, для метода АЭД — только до верхней образующей. Эффективность применения этих методов будет зависеть от затухания сигнала и, в частности, от выбранных  частотных интервалов. Чем больше частотных диапазонов, тем выше надежность интерпретации, но применение высокочастотного   диапазона резко снижает расстояние между раскопками. Эффективность методов и оптимальные условия их применения также устанавливаются на опытных стендах нашего института. 

Москва, 4-й Рощинский пр., д. 18, строение 7, тел.: (495) 633-73-57, (495) 633-73-78, факс: (495) 633-73-69, e-mail: info@ifdm.ru, http://www.ifdm.ru/