Оценка технического состояния нефтепромысловых трубопроводов на участках водных переходов

В последнее десятилетие повсеместное старение трубопроводного парка нефтепроводов стимулировало развитие новых методов диагностики, которые могли бы контролировать не только участки в месте шурфования, но и весь трубопровод.В составе любого нефтепромыслового трубопровода есть участки, которые наиболее сильно подвержены вредному влиянию внешних факторов: участки, расположенные под ЛЭП высокого напряжения, проложенные под автодорогами, а также под реками, ручьями (или прямо по дну) и другими водными преградами. Все эти вышеперечисленные факторы оказывают свое негативное влияние на техническое состояние и могут стать причиной порыва трубопровода. Однако в случае прокладки трубопровода через водную преграду становится трудноразрешимой задача оценки состояния трубопровода ввиду невозможности вырыть шурфы для проведения непосредственного контроля состояния трубы. С учетом того, что Удмуртия является родниковым краем, подобные участки трубопроводов в нашей республике не являются редкостью. В данном случае мы сталкиваемся как с повышенной коррозионной активностью грунтов, так и с возможным движением пластов земли при таянии снега и, как следствие, с возникновением повышенных напряжений в металле трубопровода. Нелишним будет напомнить, что в случае порыва нефтепровода в районе любого водоема масштабы экологического бедствия многократно увеличиваются. Именно поэтому решение проблемы сохранения целостности нефтепромысловых трубопроводов требует к себе повышенного внимания.

В ситуации, когда трубопровод скрыт под водой или уложен под дном водоема, проведение диагностики с использованием метода акустической эмиссии (АЭ) позволяет получить информацию о техническом состоянии всего трубопровода. Метод АЭ основан на регистрации и анализе акустических волн, возникающих в твердых телах в процессе пластической деформации и разрушения (росте трещин и т.д.) контролируемых объектов. В данном случае причиной возникновения этих волн может быть образование очагов коррозии в виде язв, а также повышенные напряжения в трубопроводе, вызванные подвижками грунта (трещины и микротрещины, дислокации и т.д.).

Для проведения замеров роются два шурфа на расстоянии друг от друга не более 100 м в месте расположения трубопровода по границам водоема, устанавливаются датчики акустической эмиссии. Параллельно с этим в шурфах также проводятся работы по проведению неразрушающего контроля металла трубы штатными методами: ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия, замеры твердости, контроль состояния изоляции. Замеры толщины позволяют оценить величину общей коррозии стенки трубы, так как метод акустической эмиссии позволяет определять только отдельные коррозионные дефекты. Затем нагружают контролируемый объект, т.е. повышают давление в трубопроводе до значения, на 5-10% превышающего рабочее давление. При этих условиях уровень сигналов акустической эмиссии будет наиболее высоким. Далее от датчиков акустической эмиссии сигналы приходят на персональный компьютер, где они сортируются и анализируются с помощью специальных прикладных программ. Необходимо отметить, что метод АЭ сам по себе является очень наукоемким, и достоверность результатов контроля всегда очень сильно зависит от квалификации персонала и правильности настройки прибора.

В течение 2002-2006 гг. специалистами ООО «Стрела» проводились работы по диагностике нефтепромысловых трубопроводов, проложенных в районе водоемов для таких организаций, как ОАО «Белкамнефть», ОАО «Удмуртнефть», ГП «Удмуртторф». Охвачено контролем более 80 переходов трубопроводов через различные водоемы. Анализ итогов проведенной работы позволяет сделать следующие выводы. За все время проведения экспертизы более чем в половине случаев обнаружены пассивные источники 1-го класса опасности, которые могут развиться в источники активного излучения (дефекты) и требуют дальнейшего периодического контроля.

На одном из трубопроводов НГДУ «Игра» ОАО «Удмуртнефть» были обнаружены более опасные источники «С» класса опасности (по классификации технологии MONPAC), требующие шурфовки в месте обнаружения и проведения непосредственного контроля. Ввиду того, что в данном случае труба находится под водой, необходимо уменьшить периодичность контроля АЭ для регистрации динамики развития данных дефектов.

Исходя из понимания физических основ возникновения сигналов акустической эмиссии, этот метод не позволяет на 100% точно определить состояние трубы в месте подводного перехода. Но, с другой стороны, в настоящий момент только таким способом можно получить информацию о состоянии трубопровода без вывода его из эксплуатации.

Несмотря на то что, на первый взгляд, количество порывов нефтепроводов на водных переходах не выделяется из общей статистики, эта проблема остается и всегда может дать о себе знать очередной аварией или инцидентом. Именно поэтому в последние годы нефтедобывающие предприятия вкладывают значительные средства в проведение диагностики нефтепромысловых трубопроводов.

г. Ижевск, ул. Новосмирновская, 15

Тел. (3412) 48-33-05, 48-39-06, 48-39-60

Тел./факс (3412) 48-30-13

Е-mail: strela@izh.com