צינורות שדה: סוגים, פעולה, GOST

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

כדי להעביר את הנפט המופק מהבאר לנקודת האיסוף המרכזית, יש צורך בצינורות שדה. הם נועדו גם להעביר "זהב שחור" לחפצים אחרים במסגרת הדיג. ניתן לחלק את צינורות השדה, בהתאם ללחץ, לשלושה סוגים: לחץ גבוה, לחץ בינוני ולחץ נמוך. הם יכולים להיות פשוטים גם כשאין ענפים, ומורכבים - עם ענפים. שיטת הנחת צינורות שדה מחלקת אותם גם מתחת למים, מעל פני הקרקע, פני הקרקע ומחתרת.

תלות ביעד

צינורות שדה יכולים להיות ללא לחץ ולחץ. החלוקה לא נגמרת שם. כך למשל, צינורות נשפכים כאשר נשאבים שמן למתקן מבאר לפי המדידה: קוטר הצינור, בהתאם לתפוקה של באר זו, הוא 75-150 מילימטרים. יש צורך גם בצינורות טכנולוגיים בשטח. קולטים טרומיים מיועדים להובלת נפט למתקן, בו מכינים שמן: גז, מלחים מינרליים, מים מוסרים ממנו.הקוטר של אספנים כאלה הוא 100-350 מילימטרים.

צינורות גז שדה אוספים גז, צינורות מעכבי שדה מספקים ריאגנטים לבארות, צינורות מים בשדה מספקים מים כדי לתמוך במבנה. ולכל זה יש צורך בצינורות. תנאי ההתקנה (לדוגמה, השטח) מציעים, בעת תכנון צינורות שדה, איזה סוג עדיף להשתמש במקרה הספציפי הזה. בזרימת כוח הכבידה, הנפט נע בכוח הכבידה בהשפעת כוח הכבידה, בזרימת לחץ-כבידה ניתן לשאוב רק שמן, משאבות בלחץ חופשי מזקקות בנפרד שמן, לחוד גז. אבל יש גם סוגים משולבים.

בנוסף, צינורות נפט בשדה, בהתאם לתנאי ההתקנה (לדוגמה, נוכחות / היעדר שיפועים של התבליט) מחולקים לסוגים הבאים: - כוח המשיכה (תנועה מתרחשת בפעולת כוחות הכבידה); - לחץ-כבידה (רק שמן); - כוח משיכה חופשי / אי-לחץ (שמן וגז נעים בנפרד זה מזה); - בשילוב. בעת בניית צינורות שטח, יש לקחת את כל זה בחשבון.

אם השמן מחומם, הוא הופך לצמיג יותר, אז מהירות התנועה שלו דרך הצינור עולה משמעותית. זה משמש בעת שאיבת כמויות גדולות של שמן. ההבדל בין צינורות ראשיים לשדה הוא שהאחרונים מספקים את המינרל לא מעבר למפעל העיבוד, זו נקודת הסיום שלו. והעיקריים שבהם - בכל העולם. עם זאת, בניית צינורות שדה היא הכרחית, זהו המרכיב החשוב ביותר לאיסוף נפטהכנת סחורות, אספקת מים וגז עבור מערכת הסל ד.

צינורות שדה שנבנו לצרכים טכניים ובהתאם לכללים טכנולוגיים מעבירים את המוצרים המיוצרים מראש הבאר למבנים ראשיים של צינורות גז ונפט או למפעל עיבוד הגז (בית זיקוק). כמו כן, יש צורך להקים צינורות לאספקת מים המיוצרים בתהליך - מה-CPF וה-UPSV לתחנת שאיבת הביוב, ומשם לשדה - בארות ההזרקה שלו. ייצור נפט וגז נבדל בשימוש בטכנולוגיות מורכבות למדי; מכוני מחקר רבים עובדים מקרוב על פיתוח צינורות ומנגנונים קשורים.

תפעול של צינורות שטח

כדי להגדיל את הקיבולת של מאגרים טרומיים כאשר מחברים בארות חדשות או הגדלת התפוקה של הישנות, יש צורך, כאמור, להפחית את הצמיגות ולחמם את השמן. ישנן דרכים אחרות: לאחר מכן מכניסים שמן מושקה, מניחים קולט שמן מקביל (לולאה) או מחברים משאבה נוספת במקביל.

צינורות ראשיים ושדה שדרכם מועבר נפט מסחרי (כאשר לחץ האדים הרווי אינו גבוה מ-500 מילימטר כספית (66.7 kPa) ב-+38 מעלות, נקראים בדרך כלל צינורות נפט. ואם מוצרים מבארות נפט מועברים יחד עם גז מומס או במצב חופשי, ולחץ הרוויה של אדי הנפט הוא מוחלט ב-20 מעלות, צינורות כאלה נקראיםצינורות נפט וגז. אם מועברים מים מופקים, זה צינור.

ערך הלחץ מעל 2.5 MPa מתרחש בצינורות בלחץ גבוה, מ-1.6 עד 2.5 MPa - בצינורות בלחץ בינוני, ופחות מ-1.6 MPa - בצינורות בלחץ נמוך. בנוסף לצנרת הקרקע, התת-קרקעית, העיליה והתת-ימית, ישנם צינורות טרומיים או מרותכים. החומרים עבורם גם שונים: פיברגלס, פלדה עם ציפוי בפנים - צבע נגד קורוזיה או פוליאתילן, כמו גם פלדה בלבד. קורוזיה של צינורות בצינורות שדה לנפט וגז מוגברת אם מתבצעים טיפולי חומצה בבאר או שבירה הידראולית. מים קשורים בו זמנית מפחיתים משמעותית את ה-pH באזורי סטגנציה. לעתים קרובות, נדרש תיקון של צינורות שטח.

על קורוזיה מתכת

כדי להפחית את הקורוזיה של צינורות פלדה, יצרנים עורכים מחקר וניסויים מעשיים משמעותיים בעשורים האחרונים. לפיכך, פותחה מערך שלם של מפרטים, שבהם מוסדרים מספר אינדיקטורים חשובים, ביניהם קצב הקורוזיה. החל ייצור צינורות עמידים בפני קורוזיה, עבורם פלדה מסופקת עם תוספי כרום, טיטניום ונדיום. צינורות מחופים, רב שכבתיים, משולבים ועוד רבים אחרים של צינורות מיועדים לשדות נפט קיימים, לבניית צינורות גזע ושדה.

חיי השירות עלו, הקורוזיה הכללית ירדה. אבל צינורות התייקרו הרבה יותר. במקביל, ארגונים שונים הציעו לפעול בתעשיית הנפט צינורות עשויים פלסטיק ופיברגלס וכן צינורות פלדה טהורה.ציפוי פוליאתילן פנימי וחיצוני, עם ציפוי פנימי בלבד של לכות וצבעים בעלי תכונות נוגדות קורוזיה.

קוד הכללים

מערכת הכללים (להלן המכונה SP) "צינורות שדה" נסוגה מהוועדה הטכנית לתקינה (TK 465), שאושרה עוד יותר על ידי משרד הבינוי של הפדרציה הרוסית ב-2016 והוכנסה ל- השפעה מאז יוני 2017. מסמך זה קבע דרישות לצנרת פלדה תעשייתית, והן מתייחסות גם לתכנון, ייצור וקבלת עבודה במהלך הקמה, בנייה מחדש, שיפוץ צנרת בקוטר של עד 1400 מילימטר (כולל). לחץ יתר לא יעלה על 32.0 MPa. המיזם המשותף "צינורות שדה" אמור לחול על כל צינורות הפלדה בשטח, בפרט:

1. לשדות גז ועיבוי גז - צינורות גז-לולאות לנקודת האיסוף או לשסתום הכניסה הממוקם באתר השדה, כלומר למפעלי טיפול בבוצה, התקני עיגון פאנל-פולימר או לבניינים עם שסתומי מיתוג.

2. לסעפות איסוף גז - מצינורות באר, צינורות גז גולמיים, צינורות של עיבוי גז לא יציב ויציב בכל אורך.

3. עבור צינורות לאספקת גז מטוהרים ומעכבים ישירות לבארות ומתקנים אחרים.

4. עבור צינורות בלחץ ביוב מעל 10 MPa, כדי לספק אותם לבארות ולשאוב אותם לתצורות סופגות.

5. לקווי מעכבים.

6. עבור קווי מתנול.

7. עבור שדות נפט ונפט וגז - קווי זרימה מבארות, למעט מקטעים על משטחי באר, להובלת המוצר עד לתחנות מדידה.

8. SP 284 1325800 2016 "צינורות שדה" קובע גם צינורות נפט וגז להובלת מוצרי באר מיחידת המדידה לנקודת הפרדת הנפט.

המסמך מכסה את כל סוגי הצינורות המשמשים בתעשיית הנפט והגז, והרשימה ארוכה מאוד. צינורות שדה לנפט וגז, המובילים נפט יחד עם גז, המצוי במצב מומס וחופשי, מסווגים כצינורות נפט וגז, וצינורות נפט - המספקים נפט משוחרר.

JV כללי "Promyslovye Pipelines" אינם חלים על צינורות העשויים מברזל יצוק, חומרים מרוכבים ופולימרים, וכן על צינורות ראשיים להובלת מוצרים באיכות מסחרית וסוגים רבים אחרים. למשל, צינורות חייבים להיות בעלי איכויות אחרות על מנת להוביל מוצרים המכילים מימן גופרתי, מוצר עם טמפרטורה מעל 100 מעלות. הוראות אלה אינן חלות על תעלות מים וצינורות טכנולוגיים בתוך האתר.

קודי בנייה מחלקתיים (BCH)

בניית צינורות ראשיים ושדה נשלטת על ידי נורמות VSN והיא חלה על צינורות פלדה 1420 מ"מ כולל, על פי נורמות אלו, בנייה מחדש ובנייה של צינור חדשציוד להפעלת ופתיחת שדות גז ונפט. אזור החלוקה נשלט גם על ידי תקני תכנון, לרבות עבור מתקני אחסון תת-קרקעיים, שבהם המדיום בלחץ יתר (לא יותר מ-32 מגפ"ס). VSN "צינורות ראשיים ושדה" מתייחסים גם לקווי זרימה הדרושים להובלה מהבאר, כאשר הקוטר והאורך מוסדרים בהתאם לחישובים טכניים וקצבי זרימת באר (מ-75 עד 150 מילימטר קוטר של קו הזרימה ולא יותר אורך מארבעה קילומטרים).

קולטים טרומיים מיועדים להובלת נפט, אשר מונחים ממפעל המדידה לתחנת השאיבה או המתקן בו מכינים שמן. הקוטר של אספנים טרומיים הוא בין 100 ל 350 מילימטרים, האורך יכול להיות יותר מעשרה קילומטרים. VSN "צינורות שדה" קובעים את הסטנדרטים לצינורות מעכבים המספקים ריאגנטים כימיים לבארות (לא רק לבארות, אלא גם למתקנים אחרים שבהם יש צורך במסגרת של קונדנסט גז, גז, נפט וגז ושדות נפט. שדות, נדרשים גם צינורות מים לבנייה ובנייה מחדש שלהם, אשר חייבים להתבסס גם על קוד הנוהג ועל חוקי הבנייה של המחלקות.

מים מסופקים לבארות ההזרקה כדי לשמור על לחץ בתצורה, ולאחר מכן מי התצורה מופקים יחד עם שמן, נאספים ומוזרמים לאקוויפרים. בניית צינורות ראשיים ושטחים מספקת גם מרכיב חשוב זה. צינורות המים מחולקים לעיקריים, החל מתחנות שאיבה בעלייה שניה, לאספקה, המחברת את אספקת המים הראשית לתחנות השאיבה של כל אשכול, לתחנות החלוקה, המחברת את בארות ההזרקה לתחנות השאיבה של האשכול.

שדות גז ועיבוי גז

במתקנים כאלה, צינורות שדה מחברים בארות גז ומתקני טיפול בגז עם תחנות חלוקת שדה לפני כניסת גז לצינור הגז הראשי, וגם אוספים ומנצלים בעזרתם עיבוי גז. הם מחולקים ללולאות צינורות גז, צינורות גז אספנים, איסוף קונדנסט וצינורות מים בשטח. כל זה נבנה ומשוחזר אך ורק לפי הכללים המוצגים ב-VSN. צינור הגז מחבר את הבאר עם מפריד, שבו מופרדים כל הזיהומים המיותרים מהגז עצמו, וגם הגז מיובש ומוכן להובלה.

ישנן מתקנים קבוצתיים ונקודות נפרדות להפרדת גז. אורך הפלומות הוא מ-600 מטר עד 5 קילומטרים, קוטר הצינורות נקבע עד 200 מילימטרים. קולטי שדה לאיסוף גז חייבים לחבר בין מפעלי הכנה קבוצתיים לתחנות חלוקת גז. צורת כותרות איסוף הגז אינה שונה מצינורות גז אחרים בשדה המשמשים בשדות נפט. קולטי קונדנסט זהים לחלוטין לאספנים של שדות נפט לאיסוף נפט, הם משמשים להובלת עיבוי גז לנקודת איסוף גז או למפעל לייצור בנזין.

בניית צינורות ברוסיה

כבר בשנות השמונים של המאה העשרים ברוסיה בכל מקום שבו עברו לבניית מערכות לחץ אטומות, צינורות גז ואקום אינם מתוכננים כעת בשדות חדשים. צינורות גז, בדומה לקווי זרימה, מחולקים לפי ייעודם - לקווי אספקה, קודם כל. יתרה מכך, בדומה לקולטים המוכנים לנפט - קולטים מוכנים לגז, ולבסוף, צינורות גז הזרקה.

הצורה תלויה גם בתצורת השדה, בגודל המרבצים ובהצבת תחנות מאיץ ומתקני מדידה. בשדות נפט, מערכת איסוף הגז נקראת על פי צורת הקולט: ליניארי, אם הקולט הוא קו אחד, רדיאלי, אם הקולטים מצטמצמים לנקודה אחת, טבעתי, אם הקולט עובר סביב מבנה השמן מעל. כל האזור בטבעת. קולט הטבעות מתוכנן בדרך כלל עם גשרים ליכולת תמרון ותפעול אמין.

צינורות גז הזרקה מובילים גז לתוך "מכסה" השדה מתחנות מדחסים על מנת לשמור על לחץ המאגר ולהאריך את חיי הבאר, כמו גם לספק אותו לראשי הבאר דרך תאי הפצת גז, אם שיטת הפעולה היא מדחס. באותו אופן, הגז מועבר למפעלי עיבוד ולמפעלי פירוק גז לצרכנים.

כללים לבניית צינורות שטח

מכיוון שמדובר במבנים הנדסיים הון, כלומר, מיועדים לחיי שירות ארוכים ומיועדים להובלת מוצרי נפט, גזונפט בצורה בלתי פוסקת ממקום ההפקה למתקנים לטיפול מורכב ומקומות כניסה לצנרת הראשית (כמו גם כל אמצעי תחבורה אחר, לרבות נהר, ים ומסילת ברזל), ניתנים נורמות וכללים רבים לבנייה.. העיקר הוא GOST 55990 (2014) "צינורות שדה" לשדות נפט וגז, שבו תקני התכנון והכללים ליישום תקן זה מפורטים בסעיף 8. כל השינויים מדווחים במדד "תקנים לאומיים". תיקונים ושינויים בטקסט הרשמי מתפרסמים מדי חודש ומהאינטרנט על ידי הסוכנות הפדרלית לרגולציה טכנית ומטרולוגיה באתר הרשמי.

GOST "צינורות שדה" חלים על צינורות פלדה משוחזרים וחדשים בקוטר של 1400 מ"מ כולל, כאשר הלחץ העודף אינו עולה על 32.0 MPa עבור שדות נפט, עיבוי גז ושדות גז, וכן עבור אחסון תת קרקעי מתקנים. הרכב צינורות השדה הוזכר לעיל, כך פועל תקן זה. מדובר בצינורות גז לעיבוי גז ושדות גז, צינורות גז, קולטי גז, צינורות לעיבוי גז יציב ולא יציב, לאספקת מעכב וגז מטוהר לבארות ולמתקנים נוספים הדורשים פיתוח, צינורות שפכים לבארות (הזרקה לספיגה). תצורות), צינורות מתנול.

GOST "צינורות שדה" לשדות נפט וגז ושדות נפט מתוארים גם למעלה. זה פליקצינורות, איסוף נפט וגז, צינורות גז להובלת גז נפט, צינורות נפט להובלת נפט רווי גז או מנוזל גז נפט או מושקה, צינורות גז בשיטת הרמת גז להפקת נפט, צינורות גז לאספקה ליצרנית תצורות, צינורות להצפות מים, וכן מערכות סילוק מי פסולת ותצורות, צינורות נפט להובלת נפט איכותי מסחרי, צינורות גז להובלת גז, צינורות מעכבים, צינורות ממיסים בשדות גז ונפט ונפט. GOST מספקת גם צינורות למתקני אחסון תת קרקעיים - בין אתרים במתקנים.

הנחת צינורות

צינורות שדה וראשי חוצים מספר עצום של מגוון רחב של מחסומים טבעיים ומלאכותיים, הנקראים מעברים - מתחת למים, באוויר או מתחת לאדמה. גם התנאים ההידרוגיאולוגיים, הטבעיים והאקלימיים שונים מאוד: נהרות, נקיקים, גאיות, אזורים מסוכנים לקארסט מצטלבים. לפעמים רק הנחת מעל הקרקע היא האפשרות היחידה. תנאי הבנייה מגוונים, ולכל מקרה מסופקים הנורמות והכללים שנקבעו ב- GOST. כל אתר חייב לעמוד בדרישות תפעול, ייצור וכלכלי.

כישלון של כל קישור יפסיק את העבודה לכל אורך הצינור, שהוא מאות ומאות קילומטרים. לכן כל המעברים הם מבנים אחראים בלעדית. צינורות חייבים להיות מוגנים מפני קורוזיה חיצונית ופנימית כאחד. כולם נבדקו עבור התנגדות וחוזק הידראוליים,שבו מחושב הלחץ המותר תוך התחשבות בתרגול בשטח (רוב טבלאות ההתייחסות מציגות את התנאים לשאיבת מים, וכאן על הצינור לעבוד בתנאים קשים יותר - שאיבת תערובות צמיגות ונוזלים).

צינורות טרומיים - אספני השדה הראשיים, המונחים לתחנות מדחסים ומותגי מאגרים ממתקנים טרומיים בודדים או קבוצתיים, ממלאים את התפקיד המכריע ביותר. כאן, השטח חשוב ביותר אם ערכת האיסוף היא כבידה נפרדת. אם התוכניות בלחץ, המיקום של התקנות האיסוף הראשי של הקבוצה חשוב. אבחון של צינורות מראה שאם אין הגנה חשמלית וכימית, עלולים להיווצר קטעי אנודה וקתודה, שבהם יש הסרות תכופות של מוצרים קורוזיביים חומים וחום כהה מתחת לסיבובים החופפים של סרטי בידוד פולימריים.

תוכניות בנייה טכנולוגיות

טכנולוגיות בנייה אינן יכולות שלא להיות מגוונות, שכן מעברים לתוכניות טכנולוגיות אחרות מכתיבות את השונות של מאפייני הנוף: מאפיינים טופוגרפיים, קרקעיים, הידרוגיאולוגיים, הידרולוגיים ואקלימיים משתנים. אם נעשו שגיאות בכל רמה, מתכנון ועד יישום הפרויקט, סביר להניח שיתרחש כשל בצנרת, לעיתים מלווה בשריפה ובתאונות. ניתן לחלק את כל הבעיות לקטגוריות ולא קטגוריות. צנרת ושסתומים כפופים לתחזוקה חובה -בדיקות מתבצעות מעת לעת, נזילות הגז והנפט שהתגלו מתבטלות. ההליכה של צינורות שבהם מונחים צינורות בסמוך לקרקע מתבצעות בדרך כלל באביב, בסתיו ובכל זמן שבו יש חשד לכשל ברשת איסוף הנפט והובלת הנפט.

מכיוון שתנאי אקלים נוחים כמעט ולא קיימים בשום מקום ברוסיה, הם קשים בכל מקום, תחזוקה של כל צינור - שדה או ראשי - מלווה בסיבוכים. צינורות נפט וגז קופאים במקטעים נפרדים, הצמיגות של תחליב השמן והשמן במיכלים במפעלי איסוף נפט במשאבות יניקה עולה. יש צורך לחמם אזורי חירום, ומשתמשים רק באדי מים בטמפרטורה גבוהה, שכן להבה פתוחה בהחלט תגרום לשריפה או פיצוץ.

קורוזיה פנימית של צינורות היא המסוכנת ביותר, היא מתרחשת בגלל שהמוצרים המגיעים מבארות מרובדים: שמן בחלק העליון - בנפרד, מי היווצרות בתחתית - בנפרד. והמים מינרליים מאוד, הם מכילים הרבה חלקיקים קטנים שונים הפועלים מכנית על החלק התחתון של הצינור, שם נוצרים תלמים לאורך, מעין חריץ. בגללם מתרחשות רוב התקלות בצנרת. וקורוזיה כזו של חריצים מתקדמת מהר מאוד: עד 2.7 מילימטרים בשנה.

הצינורות לשדה הנפט והגז הם לרוב צינורות ללא תפרים, שהם הרבה יותר עמידים מכיוון שפלדה דלת פחמן משמשת רק מהדרגות הטובות ביותר והיא מטופלת היטב בחום. צינורות שמןמיוצרים ללא חוט, על ידי ריתוך חשמלי. בצנרת חייבים להיות גידור, קצה מילוי או ייעוד אחר של גבולות האתר. תוואי הצנרת נקבע לפי גודלו וכיוון המסדרון הטכני, כלומר יש לייעל את הנחת הצינורות הקבוצתית למטרות שונות או זהות. זה כולל את החלק הליניארי, ומעברים דרך מכשולים של תוכנית טבעית או מלאכותית, ושסתומי סגירה, והתקני קיבוע צינורות, והגנה אלקטרוכימית מפני קורוזיה.

כדי להבטיח את האמינות התפעולית של הצינורות המתוכננים בכל שלב של השימוש בהם - מהתנעה והתאמה ועד לפירוק וסילוק, יש צורך להשתמש בקוד הנוהג ולא לאפשר הפרה של הסטנדרטים שנקבעו ע י GOST. לצורך שיפור האיכות בשלבי התכנון, הבנייה והפעלה בטוחה לאחר מכן של צינורות שדה פותחו מסמכי רגולציה אלו. קודם כל, יש צורך למזער סיכונים תפעוליים, לנהל אותם בצורה נאותה: לעמוד בכל הדרישות של התקנות הטכניות הנוכחיות בהתאם למסמכי תקינה.