Введение 8
1 Актуальность работы 9
1.1 Преимущества и недостатки применения ПАТ 9
1.2 Использование ПАТ в промышленности 12
1.3 Производство и изготовление ПАТ для нефтегазовой промышленности . 13
1.4 Технические характеристики ПАТ 14
2 Патентно-информационный обзор полимерно-армированных труб 17
2.1 Патент №2257504 - Полимерная армированная труба и способ ее
изготовления 17
2.2 Патент №2383808 - Способ изготовления комбинированной трубы 19
2.3 Патент №2190146 - Бетонная армированная труба 23
2.4 Патент № 2112652 - Многослойный корпус 25
2.5 Патент №2509949 - Гибкая армированная труба и способ их
изготовления 27
2.6 Сравнительный анализ и выбор патента 30
3 Технологическая часть 31
3.1 Поставка и транспортирование ПАТ 32
3.2 Складирование ПАТ 34
3.3 Земляные работы 37
3.3.1 Подготовительные работы и разработка траншей 37
3.3.2 Засыпка траншеи 40
3.4 Монтаж подземных полимерно-армированного труб 41
3.5 Виды соединений ПАТ при монтаже и сварке 45
3.5.1 Разъемные соединения 46
3.5.1.1 Фланцевое соединение 46
3.5.1.2 Соединение обжимным приспособлением 48
3.5.1.3 Резьбовое муфтовое соединение 49
3.5.2 Неразъемные соединения 49
3.5.2.1 Подготовительные работы к сварке ПАТ нагревательным
инструментом (НИ) 50
3.5.2.2 Сварка встык нагревательным инструментом 51
3.5.2.3 Раструбная сварка нагретым инструментом 53
3.5.2.4 Сварка армированной муфтой с ЗНЭ 55
3.5.2.5 Сварка встык нагревательным инструментом с усилением муфтой
с ЗНЭ 55
3.5.2.6 Отводы. Переходы с ПАТ на стальные трубы 56
3.6 Виды ремонта повреждений ПАТ 57
3.6.1 Установка бандажа с уплотнителем 58
3.6.2 Замена дефектного элемента трубопровода на стальной с помощью
фланцевого соединения 59
3.6.3 Замена дефектного участка трубы с помощью цангового соединения 60
3.6.4 Ремонт сварного соединения 60
3.6.5 Замена дефектного элемента трубопровода 61
3.6.6 Замена дефектного участка трубы, врезка в существующий
трубопровод 62
3.7 Гидравлические испытания 62
3.8 Пневматические испытания 65
4 Расчетная часть 66
4.1 Расчетная характеристика полиэтиленового трубопровода,
армированного металлическим каркасом 67
4.2 Проверка стального нефтепровода на прочность 67
4.3 Проверка на прочность нефтепровода из ПАТ 71
4.4 Гидравлический расчет промыслового нефтепровода из стальных труб и
трубопровода из ПАТ 74
4.4.1 Расчет трубопровода из стальных труб 75
4.4.2 Расчет трубопровода из ПАТ 78
5 Безопасность и экологичность 80
5.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов
при проведении работ 80
5.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности
работ 82
5.3 Санитарные требования к помещению и размещению используемого
оборудования 83
5.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 85
5.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 87
5.6 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 89
5.7 Экологичность проекта 90
6 Экономическая часть 91
6.1 Расчет затрат на сооружение стального нефтепровода 92
6.2 Расчет затрат на сооружение нефтепровода из ПАТ 96
Заключение 101
Список сокращений 102
Список испоьзованных источников 103
Полиэтиленовые трубы нашли применение на нефтяных промыслах для строительства технологических трубопроводов, в основном, систем подготовки нефти, газа, воды. Полиэтилен является химически стойким кислотам, щелочам, сероводороду, углекислому, природному и нефтяному газам, минеральным маслам и нефти, к большинству нефтепродуктов , что и сделало его привлекательным для использования в промысловых трубопроводах. Для изготовления труб используется полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) типа ПЭ80 с пределом минимальной длительной прочности MRS = 80 МПа или ПЭ100 (MRS = 100 МПа). Температура эксплуатации от -40 °С до +60 °С. В настоящее время применяются различные методы армирования полиэтилена для повышения его несущей способности и рабочего давления до 4,0 МПа.
В настоящее время одной из острейших проблем нефтегазодобывающей отрасли стали аварии промысловых трубопроводов. По данным Госгортехнадзора РФ, ежегодно происходит около 50 - 70 тыс. нарушений герметичности и разрывов труб, и их количество растет с каждым годом. Одна из основных причин аварий - коррозия. 90 % отказов нефтетранспортных сетей являются следствием коррозионных повреждений. Из общего числа аварий 50 - 55 % приходится на долю систем нефтесбора и 30 -35 % - на долю коммуникаций поддержания пластового давления. 42 % труб не выдерживают пятилетней эксплуатации, а 17 % - даже двух лет. На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7 - 8 тыс. км труб или 400 - 500 тыс. тонн стали.
В результате многолетних разработок промышленные предприятия России смогли предложить альтернативу металлу - трубную продукцию нового поколения для нефтедобывающей отрасли из всевозможных полимерных, композитных материалов, армируемых стальным каркасом, стекловолокном, стеклопластиком [1].
Применение ПАТ позволяет полностью решить проблему по исключению аварийности промысловых, технологических и коммунальных трубопроводов за счет их достоинств перед стальными трубами. Трубопроводы из ПАТ успешно работают в среде морской воды, в энергонасыщенных районах (блуждающие токи), где наблюдается повышенная коррозия стальных материалов. ПАТ не требует химической и электрохимической защиты.
За счет меньшего применения трубоукладочной техники ( вследствие малого веса ПАТ) и операций по предварительной подготовке перед монтажом, и, а также, за счет увеличения скорости монтажа, сокращается стоимость монтажных работ по сравнению со стальными трубами. Стоимость погонного метра трубы ПАТ, на сегодняшний день, в среднем сопоставима со стоимостью стальной трубы аналогичного диаметра. С учетом срока безаварийной эксплуатации ПАТ (до 50 лет) и сокращения затрат на монтаж, в конечном результате обеспечивается снижение себестоимости перекачиваемого продукта.
В данном дипломном проекте предложена конструкция полимерно-армированных труб для сооружения промыслового нефтепровода на основании патентно-информационного обзора, рассмотрены основные преимущества и недостатки применения полимерно-армируемых труб перед стальными трубами, были рассмотрены особенности строительно-монтажных работ для ПАТ, начиная от транспортировки и заканчивая ремонтом труб.
Были сделаны расчеты на прочность и расчеты коэффициента гидравлического сопротивления и потерь напора на трение. Доказано преимущество ПАТ при эксплуатации промыслового нефтепровода за счет меньшего коэффициента шероховатости по сравнению со стальными трубами.
Уделяется большое внимание задачам защите окружающей среды, пожарной безопасности и безопасности условий труда,
Представлена сравнительная схема экономической эффективности применения ПАТ перед стальными трубами.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
