Эффективность работы трубопроводного транспорта в ОАО «Татнефть»

Как важны нормально функционирующие кровеносные артерии для жизнедеятельности любого живого организма, так важны надёжные трубопроводы для стабильной работы промышленных объектов и в целом населённого пункта.
В ОАО «Татнефть», начиная с 1985 года, проблемы снижения аварийности на нефтепромысловых трубопроводах вышло на первое место из-за повышения коррозионной активности транспортируемой жидкости, которые наглядно видно  из показателей разработки по Ромашкинскому месторождению.



Коррозионные разрушения, отложения парафинов и солей приводили к остановкам эксплуатации трубопроводов. Доходило до того, что после ввода подводящего водовода без каких-либо внутренних защитных покрытий начинали строить новый, чтобы иметь запасной трубопровод к моменту выхода из строя предыдущего. Аварии на трубопроводах заставляли отключать оборудование и целые промыслы.



В 90-х годах основной причиной порывов трубопроводов была внутренняя коррозия, поэтому главные усилия специалистов ОАО «Татнефть» были направлены на решение этой проблемы. Технологические методы борьбы с коррозией (герметизация трубопроводной системы, электрохимическая защита) позволили снизить аварийность в 2 раза. Но глобальное решение задачи повышения надежности промысловых трубопроводов принесло внедрение труб повышенной надёжности. Наглядно это показано на микрошлифе,  вырезанного из стального трубопровода с покрытием, который отработал 5 лет и  транспортировал  агрессивную жидкость при давлении более 150 атм.

В ОАО «Татнефть» создана стройная система производства труб повышенной надёжности, организована строительная индустрия для сооружения из них трубопроводов, организована грамотная эксплуатация этих  трубопроводов и обеспечены все стадий системы трёхступенчатым контролем технологических процессов. 
Производство труб повышенной надёжности начинается с входного контроля всех материалов,  и особое внимание уделяется входному контролю всех закупаемых стальных труб, где отбраковка закупаемых труб доходит до 10 %.

Организовано было на всех предприятиях нанесение на наружную поверхность стальных труб  надёжной многослойной полимерной изоляции  в заводских условиях со сроком эксплуатации трубопроводов не менее 30 лет для самых сложных  промысловых условий.


Оригинальная наружная полимерная изоляция имеет повышенные физико-механические  показатели, позволяющие:
а) с минимальным количеством дефектов осуществлять перевозку любым транспортом;
б) выдерживать воздействие почвенных вод, атмосферных осадков, солнечного излучения;
в) обеспечивать высокое переходное сопротивление, гарантирующее высокую эффективность при катодной защите;
г) обеспечивать отсутствие пробоя при испытательном напряжении не менее 6 кВ на 1 мм толщины изоляции;
д) сохранять защитные свойства при длительной эксплуатации трубопроводов с уникальными свойствами низкотемпературного клея-расплава для приклеивания полиэтиленовой наружной изоляции к стальной наружной поверхности трубы, не теряющего адгезию весь срок эксплуатации.

Для защиты от внутренней коррозии разработаны и организованы производства: 
1. Металлопластиковых труб (МПТ). МПТ - это стальные трубы, футерованные полиэтиленовой оболочкой и с наружной двухслойной полиэтиленовой изоляцией. Концы МПТ имеют конструкцию, позволяющую при сооружении трубопровода осуществлять сварное соединение по традиционной технологии, с помощью электродуговой сварки.


Организовано изготовление специального сортамента и со специальными свойствами полиэтиленовых оболочек для футерования стальных труб.
МПТ предназначены для сооружения технологических трубопроводов обустройства нефтяных месторождений, для транспортирования нефти, агрессивных сточных вод и их смесей, перекачки пресной воды в системах водоснабжения, различных сред химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, к которым полиэтилен химически стоек. Максимальная допустимая температура транспортируемой среды - не более +60°С. Суммарная производительность на всех предприятиях ОАО «Татнефть», изготавливающих МПТ, более 2000 км в год труб диаметром от 89 до 325 мм.


2. Трубы с внутренним полимерным покрытием (ППТ)



Термическая обезжиривание в печах и абразивная очистка внутренней поверхности труб производится на специальных установках с помощью электрокорунда, с целью очистки от коррозионных и прочих отложений и придания очищенной поверхности необходимой шероховатости в пределах 25-75 мкм. Электрокорунд, в отличие от стальной и чугунной дроби, является инертным материалом и обеспечивает наилучшее качество подготовки поверхности под окраску. На подготовленную поверхность наноситься  однослойное или многослойное полимерное покрытие.
ППТ предназначены для сооружения технологических трубопроводов обустройства нефтяных месторождений, для транспортирования нефти, газа, агрессивных сточных вод и их смесей, транспортировки пресной воды в системах водоснабжения, транспортировка различных сред химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, к которым покрытие химически стойкое. Допустимая температура транспортируемой среды определяется стойкостью покрытия и не должна превышать +60°С для покрытия из ПЭП-585. По просьбе заказчика, мы можем изготовить стальные трубы с другими покрытиями, имеющими повышенную термостойкость до 2000 С.
По такой же технологии производиться покрытие насосно-компрессорных труб (НКТП) с муфтами повышенной герметичностью и специальным покрытием резьбы контактирующей со газожидкостной транспортирующей средой.



Мониторинг НКТ с покрытием П-ЭП-585 (НКТП) осуществляется при подъема колонн при проведении ремонтов скважин. За 8 лет обследовано более 1200 колонн НКТП. Мониторинг НКТП включает в себя визуальную оценку состояния покрытия труб и муфт, при этом фиксируют также наличие и характер отложений на поверхности покрытия. При необходимости образцы НКТП, извлеченных из скважин, детально обследуют в лаборатории института “ТатНИПИнефть”. В рамках мониторинга анализируют также режимы эксплуатации и историю ремонтов скважин до и после внедрения НКТП.
Результаты мониторинга показывают, что внедрение НКТ с покрытием П-ЭП-585 позволяет увеличить период между ремонтами по причине парафиноотложений в среднем в 2 раза.
Покрытие П-ЭП-585 является также эффективным средством защиты НКТ от коррозии, в том числе в сероводородсодержащих средах. В целом количество труб, отбракованных после 5лет эксплуатации по состоянию покрытия, составляет не более 1 % от числа обследованных НКТП. Причинами возникновения дефектов покрытия, зафиксированных в ходе обследовании колонн НКТП, во всех случаев являются нарушения правил их эксплуатации (нарушение режимов тепловой обработки, кислотные промывки без использования технологического комплекта труб и т. д.).

Пример использования НКТ по скважине:
-без покрытия  и ингибиторная обработка 
–    Очистка  колонны НКТ от парафина проводилась каждую неделю

-НКТ с внутренним покрытием  
–    Очистка колонны НКТ от парафина проводится  каждые 60 дней

•    Сокращение затрат приблизительно на 800000руб в год за счет  отказа в использовании ингибитора

•    Стоимость покрытия возмещена в течении  25 дней работы скважины
–    За счет снижения количества операций по очистке от отложений парафина

•    Полученные данные свидетельствуют также  об увеличении добычи данной скважины на  14.4% за счет уменьшения гидравлических потерь, и отложений парафина.

3. ОАО «Татнефть» изготавливает  бурильные трубы нового поколения с полимерным термостойким и износостойким внутренним и наружным консервационным покрытием с наваренными износостойкими кольцами на замковые части.



Фирмы, осуществляющие бурения скважин с помощью бурильных труб с внутренним покрытием, получают:
1) увеличение среднего срока службы бурильных труб более чем в 2 раза;
2) уменьшение гидравлических потерь более чем на 10%;
3) экономию энергетических затрат более 20%;
4) уменьшение количества СПО за счет уменьшения отказов бурильных колонн более чем в 2 раза;
5) увеличивается межремонтный период бурильных труб в 1,5 раза;
Эти технологические эффекты направлены на уменьшение стоимости бурения. Доказательной базой являются материалы, представленные фирмой «Тюбоскоп Ветко».

4. Трубы стальные с внутренним цементно-песчаным покрытием и с наружной полиэтиленовой изоляцией (ЦПП) предназначены для трубопроводов, транспортирующих пресные воды питьевого, хозяйственно-бытового и промышленного назначения.

Из цементно-песчаной смеси внутри стальной трубы образуется каменная трубная оболочка повышенной твёрдости и плотности с толщиной от 8 до 12 мм. У такой конструкции трубопровода стальная труба несёт все механические нагрузки, а каменная оболочка защищает стальную поверхность от коррозии, препятствует биологическому обрастанию внутри трубопровода и обеспечивает стальной трубе двойную защиту - физическую и химическую.
Каменная оболочка в стальной трубе изготавливается только из экологически чистых материалов, и при её производстве нет вредных выбросов и отрицательного воздействия на здоровье производственного персонала. К особым достоинствам данной технологии можно отнести то, что она одинаково успешно применяется как при строительстве новых, так и при бестраншейной реконструкции действующих трубопроводов.
Сроки производства работ в несколько раз короче по отношению к новому строительству (перекладке). Продолжительность технологического цикла, в зависимости от местных условий, не превышает 2-4 дней. Стоимость работ по санированию изношенных трубопроводов не превышает 40-60% стоимости прокладки новых труб. Причем с увеличением диаметра трубопровода эти затраты снижаются.
Важным экономическим аспектом данного метода ремонта трубопроводов по сравнению с другими известными технологиями является отсутствие дефицита и низкая стоимость исходных материалов (цемент, песок), что на сегодняшний день является первостепенным фактором.

5. Стальные теплоизолированные трубы (ТИТ) которые производит ОАО «Татнефть», имеет внутреннее покрытие и наружную теплоизоляцию.


 Теплоизоляция из пенополиуретана, нанесённая на стальные трубы, предназначена для сохранения температуры перекачиваемой среды и защиты от коррозии как внутренней, так и наружной поверхности стальных труб и фасонных частей. Адгезия пенополиуретана позволяет удерживать собственный вес с многократным запасом прочности. Защитная оцинкованная наружная оболочка обладает способностью отражать до 12% тепловой энергии. У ТИТ наружная изоляция имеет повышенные физико-механические показатели, позволяющие:
 а) сохранять температуру перекачиваемой среды и защиты от коррозии наружной поверхности стальных труб и фасонных частей;
б) без дефектов осуществлять перевозку любым транспортом;
в) выдерживает воздействие почвенных вод, атмосферных осадков, солнечного излучения;
г) обеспечивает высокое переходное сопротивление, гарантирующее высокую эффективность при катодной защите;
д) сохраняет защитные свойства на весь срок эксплуатации трубопровода.
Допустимая температура транспортируемой среды определяется стойкостью наружной теплоизоляции, которая не должна превышать +130°С или стойкостью внутреннего покрытия, и она не должна превышать+60°С для покрытия из ПЭП-585. По просьбе заказчика мы можем изготовить стальные трубы с покрытиями, имеющими повышенную термостойкость до 2000 С.
 Наиболее актуально применение теплоизолированных труб при перекачке вязких нефтей. Парафинистая нефть характеризуется температурой застывания +20-30°С, в то время как температура грунта в зимний период составляет в среднем +5°С. В результате, даже при непродолжительных остановках трубопровода, при «страгивании» нефти, застывшей в результате охлаждения или образовании парафиновых пробок, возникают значительные первоначальные давления, что отрицательно сказывается на эксплуатационной надежности трубопровода и оборудования. При небольших объемах перекачки вязкость нефти по длине трубопровода возрастает практически в 3 раза. Увеличение вязкости нефти влечет за собой увеличение потерь напора на трение, падение давления на конечных пунктах, и как следствие увеличение энергозатрат на перекачку. Для перекачки 1 тонны нефти по неизолированному трубопроводу требуется затратить на 35% больше электроэнергии, чем на перекачку по теплоизолированному трубопроводу.



6. Стеклопластиковые НКТ и линейные трубы

СП НКТ предназначены для обустройства скважин системы ППД и нефтедобычи, в том числе для закачки растворов химреагентов для повышения нефтеотдачи пластов, обработки призабойной зоны и других работ с использованием растворов солей, кислот, ингибиторов, к воздействию которых материал СП НКТ химически стоек. Материалы, из которых изготавливаются трубы, стойки по отношению к сероводороду, углекислому газу и другим коррозионно-активным компонентам нефтепромысловых жидкостей. Срок службы труб в этих условиях составляет не менее 20 лет. Допустимая рабочая температура СП НКТ составляет +100° С (в зависимости от типа отвердителя и от агрессивности среды).

В мире широко применяются стеклопластиковые трубы как наиболее эффективное и экономичное решение проблемы увеличения срока эксплуатации, надежности и безопасности трубопроводных систем, обновления устаревшего трубопроводного фонда. Стеклопластики представляют собой композитные конструкционные материалы, сочетающие высокую прочность с относительно небольшой плотностью. В разных отраслях промышленности они успешно конкурируют с такими традиционными материалами, как металлы и их сплавы, бетон, стекло, керамика, дерево. В ряде случаев конструкции, отвечающие специальным техническим требованиям, могут быть созданы только из стеклопластика. Трубы изготовляются из современных высокопрочных композиционных материалов, имеют высокую механическую прочность, стойкость к абразивному износу, адаптированы к транспортировке нефти с высоким газовым фактором. Стекловолокнистые трубы являются экономически эффективной альтернативой стальным трубам.



Стеклопластиковый трубопровод

Трубопроводы сооруженные из труб повышенной надёжности имеют следующие преимущества:
1. уменьшают гидравлические потери. Это доказывается в сравнительных показателях давления на устье скважины при работе одинаковых по характеристикам  погружных насосов:

 Давление на устье скважины с ЭПУ



2.Увеличивается срок службы труб и трубопроводов.



3. Экономическая эффективность внедрения труб повышенной надёжности оценивалась по методике, принятой в ОАО «Татнефть», которая учитывает все суммарные затраты и рассчитывается по формуле:

С = К + Г*Зэк/Т,

где С – суммарные затраты на конкретный год эксплуатации; К - стоимость строительно-монтажных работ при сооружении трубопровода, включая все материалы; Г - конкретный год эксплуатации трубопровода, Т - срок службы трубопроводов,
Зэк = Зи + Зк + Зд + Зр + Зл - эксплуатационные затраты за вес срок службы трубопроводов, которые включают Зи - затраты на ингибиторную защиту; Зк - затраты на катодную защиту; Зд - затраты на диагностику трубопроводы; Зр - затраты на ремонт и ликвидацию последствий порыва; Зл - затраты энергетические на перекачку транспортируемой среды.
Сравнительные суммарные затраты (С) на трубопроводы с одинаковыми техническими характеристиками сооружённых из различных конструкций труб, производимых в ОАО «Татнефть» в условиях нефтепромыслов Татарстана, можно наглядно увидеть на графиках.
За 20 лет применение труб повышенной надёжности в трубопроводных системах на нефтепромыслах Татарии позволило:
- увеличить средний срок службы трубопроводов с 4, 2 года до 25 лет в системе ППД, и с 9,5 до 25 лет в нефтесборных трубопроводах;
- уменьшить удельную аварийность в несколько десяток раз;
- уменьшить эксплуатационные затраты на 25% за счет уменьшения гидравлических потерь при транспортировке жидкости по трубопроводам с внутренними покрытиями; уменьшения количества отложений на внутренней поверхности трубопроводов; уменьшение количества ремонтов, затрат на обслуживание и диагностику трубопроводов;
- значительно улучшить экологическую обстановку в регионе.
Показатели достигнутые в ОАО «Татнефть» приведены в Таблице1,2.



Пример получения эффективности  внедрения защищенных НКТ



В результате создания производства труб в коррозионно-стойком исполнении разработаны и введены в эксплуатацию универсальные технологические линий производства стальных труб повышенной надёжности с общей производительностью 8000 км/год диаметром от 50мм до 1220мм; разработана технология сооружения и эксплуатации трубопроводов из этих труб.
Разработаны и внедрены технологии изготовления материалов:
- полиэтиленовых труб (оболочек) – 5000 км/год;
- клея-расплава – 2000 т/год;
- термоусаживающейся ленты – 200 т/год.
Разработаны и организовано производство необходимых мобильных технических средств  для ремонта и обслуживания трубопроводов  сооруженных из труб повышенной надёжности.

За 20 лет внедрения  труб повышенной надёжности и  реализация сторонним организациям  составила более 2600 км (в том числе за последнее 5 года через ТТД было реализовано более 2450 км). При правильном подходе к подбору конструкции труб в зависимости от условий эксплуатации, квалификации строителей сооружающих трубопроводы из труб повышенной надёжности и персонала отвечающего за правильную эксплуатацию,  на этих трубопроводах осложнений не будет и срок их эксплуатации будет не менее 20 лет.
Наши специалисты и  строительные  организации готовы оказать любые услуги по сооружению трубопроводов из труб повышенной надёжности. Любую консультацию, обучение  или презентацию могу провести  в любое удобное для Вас время.    Надеемся на плодотворное сотрудничество.








Иван Федорович Калачев, первый заместитель директора по научно-производственному обеспечению, ООО «Торгово-Технический Дом  Татнефть» д.т.н., профессор


423250, Россия, Татарстан
г. Лениногорск, ул. Чайковского, 33
тел. (85595) 26-291
факс: (85273) 92-890
e-mail: ttd@tatneft.ru
www.tatneft.ru