способ защиты от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью

Формула изобретения

Способ защиты от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью, включающий нанесение изоляционного покрытия, электрическое отделение защищаемого участка от основного трубопровода диэлектрическими вставками и подачу на него тока защиты, при этом в качестве изоляционного покрытия используют экструдированный на трубы полиэтилен, диэлектрические вставки используют длиной от 0,02 до 10 диаметров трубопровода и устанавливают на концах и ответвлениях трубопроводов, при монтаже трубопроводов проводят работы по изоляции стыков труб с доведением значений переходного сопротивления изоляции трубопроводов до 110⁵ Омм² и более, а подключение тока защиты осуществляют на концевых точках трубопроводов и удалении 3-5 м от защищаемого трубопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при защите от коррозии строящихся и ремонтируемых трубопроводов сбора и подготовки нефти с высокой обводненностью.

Известен способ электрохимической защиты металлического трубопровода, использующий в качестве токоизолирующих вставок два отрезка трубы, изготовленных из того же материала, что и трубопровод, смежные концы которых заизолированы друг от друга диэлектрическим материалом и соединены неразъемным муфтовым соединением (Патент РФ №2131949, кл. С 23 F 13/00, опубл. 1999.06.20).

Известный способ обеспечивает защиту трубопроводов от блуждающих токов, однако способ обеспечивает слабую защиту трубопровода от коррозии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ электрохимической защиты металлического трубопровода, включающий электрическое отделение защищаемого участка от основного трубопровода диэлектрическими вставками и подачу на него тока защиты. В качестве диэлектрической вставки применяют многослойную гибкую неэлектропроводную трубу (Патент РФ №2095473, кл. С 23 F 13/00, опубл. 1997.11.10 - прототип).

Известный способ не обеспечивает надежную защиту от коррозии трубопроводов, особенно транспортирующих нефть с высокой обводненностью.

В предложенном изобретении решается задача повышения надежности защиты от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью.

Задача решается тем, что в способе защиты от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью, включающем нанесение изоляционного покрытия, электрическое отделение защищаемого участка от основного трубопровода диэлектрическими вставками и подачу на него тока защиты, согласно изобретению в качестве изоляционного покрытия используют экструдированный на трубы полиэтилен, диэлектрические вставки используют длиной от 0,02 до 10 диаметров трубопровода и устанавливают на концах и ответвлениях трубопроводов, при монтаже трубопроводов проводят работы по изоляции стыков труб с доведением значений переходного сопротивления изоляции трубопроводов до 110⁵ Омм² и более, а подключение тока защиты осуществляют на концевых точках трубопроводов и удалении 3-5 м от защищаемого трубопровода.

Признаками изобретения являются:

1) нанесение изоляционного покрытия;

2) электрическое отделение защищаемого участка от основного трубопровода диэлектрическими вставками;

3) подача на трубопровод тока защиты;

4) использование в качестве изоляционного покрытия экструдированного на трубы полиэтилена;

5) использование диэлектрических вставок длиной от 0,02 до 10 диаметров трубопровода;

6) установка диэлектрических вставок на концах и ответвлениях трубопроводов;

7) при монтаже трубопроводов проведение работ по изоляции стыков труб с доведением значений переходного сопротивления изоляции трубопроводов до 110⁵ Омм² и более;

8) подключение тока защиты осуществляют на концевых точках трубопроводов и удалении 3-5 м от защищаемого трубопровода.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-8 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Подземные нефтепромысловые трубопроводы системы сбора и подготовки нефти эксплуатируются в условиях высокой агрессивности грунтов, влияния вдольтрассовых линий электропередач и пр. Более 70% аварий трубопроводов происходит по причине наружной коррозии. Существующие способы борьбы с коррозией не всегда приемлемы при электрохимической защите систем сбора и подготовки нефти с высокой степенью обводненности. В предложенном изобретении решается задача электрохимической защиты нефтепромысловых трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью. Задача решается следующей совокупностью операций.

При защите от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью, проводят предварительное нанесение изоляционного покрытия на трубы экструдированием полиэтилена.

При монтаже трубопроводов проводят работы по изоляции стыков труб с доведением значений переходного сопротивления изоляции трубопроводов до 110⁵ Омм² и более. Для этого проводят контроль качества изоляционно-укладочных работ на всех участках строительства трубопроводов. Законченные трубопроводы через 8 и более суток после засыпки подвергают контролю качества изоляции методом катодной поляризации. При несоответствии значения переходного сопротивления требованиям нормативно-технической документации определяют и ремонтируют места повреждения изоляции. Тем самым достигают значений переходного сопротивления изоляции не менее 110⁵ Омм², при котором плотность тока защиты по завершению периода водопоглощения покрытия трубопровода устанавливается в пределах (1-2)10^-5 A/м². После врезки трубопровода в действующие сети необходимая для обеспечения электрохимической защиты сила тока увеличивается в 10³ раз. Из-за перетекания его в смежные трубопроводы с, как правило, разрушенным изоляционным покрытием, в заземленные сооружения, в обсадные колонны скважин. Для недопущения увеличения тока защиты построенный трубопровод электрически разъединяют с другими объектами.

Электрическое отделение защищаемого участка от основного трубопровода проводят диэлектрическими вставками, способными увеличить продольное электрическое сопротивление трубопровода с токопроводящей жидкостью до значений, при которых затрудняется переток тока защиты через изолирующие соединения. Длина диэлектрической вставки определяется удельным сопротивлением транспортируемой жидкости и диаметром трубопровода. Экспериментально была определена длина диэлектрической вставки от 0,02 до 10 диаметров трубопровода для условий транспортировки обводненной нефти.

Установки протекторной защиты устанавливают на концах и ответвлениях трубопроводов. Высокие значения переходного сопротивления изоляции построенных трубопроводов позволяют устанавливать установки протекторной защиты у скважин, газозамерных установок, кустовых насосных станций и т.п.

Протекторы типа ПМ-10У, ПММ-15 укладывают в грунт ниже отметки промерзания и на удалении 3-5 м от защищаемого трубопровода на концевых точках трубопроводов. К протекторам подключают ток защиты. Расчетное количество протекторов для обеспечения электрохимической защиты трубопроводов в течение 15 лет составляет от 3 до 5 шт. в зависимости от их диаметра.

Пример конкретного выполнения

На Ромашкинском нефтяном месторождении построен промысловый трубопровод сбора нефти от скважин №20517 и 254д до газозамерной установки №32 диаметром 1144,5 мм, протяженностью 1007 м, с полиэтиленовым изоляционным покрытием усиленного типа, нанесенного в базовых условиях методом экструзии. Обводненность транспортируемой нефти составляет 78,2%, удельное электрическое сопротивление жидкости - 0,9 Омм. Трубопровод уложен в грунты со средним удельным электрическим сопротивлением 20,1 Омм на глубину 1 м. Изоляция сварных стыков труб выполнена с применением полиэтиленовой ленты типа “Полилен-0,45”, нанесенную на огрунтованную поверхность зоны сварных стыков.

На трубопроводе перед скважинами №20517 и 254д и газозамерной установкой №32 врезаны электроизолирующие фланцевые соединения с длиной внутренней диэлектрической вставки 1100 мм.

Законченный трубопровод через 14 сут после засыпки подвергают контролю качества изоляции методом катодной поляризации. Переходное сопротивление изоляции труба-земля составило 169419 Омм².

Установки протекторной защиты были смонтированы на концевых точках трубопроводов перед скважинами №20517 и 254д и газозамерной установкой №32 на расстоянии 10 м от концов трубопровода. Протекторы типа ПМ-10У в количестве 2 шт. уложены в каждой точке на глубину 1,8 м и удалении от защищаемого трубопровода 5 м. Протекторы соединены с защищаемым трубопроводом кабелем ВВГ 110 мм² через контрольно-измерительный пункт.

При производстве пуско-наладочных работ системы протекторной защиты была обеспечена полная электрохимическая защита построенного трубопровода от коррозии при токе 1,2 мА. Плотность тока защиты - 0,0036 мА/м².

Применение предложенного способа позволит повысить надежность защиты от коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть с высокой обводненностью.