Электрохимическая антикоррозионная защита трубопроводов
Защита трубопроводов от подземной коррозии, независимо от коррозионной активности грунта и района их прокладки, должна осуществляться комплексно: защитными покрытиями и средствами электрохимической защиты (ЭХЗ).
Электрохимическую защиту трубопроводов проводят катодной поляризацией.
Если катодную поляризацию осуществляют при помощи внешнего источника постоянного тока, то такая защита называется катодной, а если ее проводят путем присоединения защищаемых трубопроводов к металлу, имеющему более отрицательный потенциал, то такая защита называется протекторной.
Катодная защита уменьшает коррозию поверхности металла, направляя на нее поток катодов, что значительно тормозит процесс исчезновения анодов.
Другими словами, поток электричества из внешнего источника противостоит разрядке тока коррозии металлической поверхности (например, в случае, если труба находится в проводящей среде почвы или воды). Поток катодов из внешнего источника проходит через изоляцию трубы и тормозит коррозию.
Недостатком катодной защиты является ее достаточно высокая стоимость, вследствие этого она пока не получила широкого распространения и применяется в основном для трубопроводов и оборудования, представляющих особую ценность.
Защита трубопроводов от блуждающих токов
Метод защиты трубопровода от разрушения блуждающими токами, предусматривающий их отвод (дренаж) с защищаемого трубопровода на сооружение - источник блуждающих токов, либо специальное заземление, называется электродренажной защитой.
Различают прямой, поляризованный и усиленный дренажи. Прямой электрический дренаж – это дренажное устройство двусторонней проводимости.
Схема прямого электрического дренажа включает реостат, рубильник, плавкий предохранитель и сигнальное реле. Сила тока в цепи трубопровод – рельс регулируется реостатом.
Если значение тока превысит допустимое значение, то плавкий предохранитель сгорит, ток потечет по обмотке реле, при включении которого включается звуковой или световой сигнал.
Прямой электрический дренаж применяют в тех случаях, когда потенциал трубопровода постоянно выше потенциала рельсовой сети, куда отводятся блуждающие токи. В противном случае дренаж превратится в канал для натекания блуждающих токов на трубопровод.
Поляризованный электрический дренаж – это дренажное устройство, обладающее односторонней проводимостью. Поляризованный дренаж отличается от прямого дренажа наличием элемента односторонней проводимости – вентильного элемента.
При поляризованном дренаже ток протекает только от трубопровода к рельсу, что исключает натекание блуждающих токов на трубопровод по дренажному проводу.
Усиленный дренаж применяют в тех случаях, когда нужно не только отводить блуждающие токи с трубопровода, но и обеспечить на нем необходимое значение защитного потенциала.
Усиленный дренаж представляет собой обычную катодную станцию, подключенную отрицательным полюсом к защищаемому сооружению, а положительным – не к анодному заземлению, а к рельсам электрифицированного транспорта.
За счет такой системы подключения обеспечивается поляризованный дренаж, а также при этом катодная станция удерживает необходимый защитный потенциал трубопровода.
Стеклопластиковые трубы
Еще одним способом борьбы с коррозией является применение стеклопластиковых труб.
На стеклопластиковых трубах коррозия не развивается, поэтому за последние годы этот способ борьбы с коррозией стал широко применяться для трубопроводов, емкостей и другого оборудования.
Однако полностью заменить металлические трубопроводы на пластиковые пока не представляется возможным, поскольку пластик не обладает необходимыми характеристиками стали и не может выдерживать высокое давление. Тем не менее, в системах низкого давления пластиковые трубы широко используются.
Целостность стеклопластиковых труб обеспечивается правильным подбором соотношения между техническими характеристиками трубы и параметрами перекачиваемой жидкости, включая температуру и давление, а также обеспечением герметичности стыков труб за счет применения специальных технологий.
Насосно-компрессорные трубы
Поскольку обсадные колонны должны оставаться в скважине в течение длительного времени, а их ремонт или замена стоят дорого, в скважину спускается еще одна колонна труб, через которую добывается нефть. Эти трубы называются насосно-компрессорными трубами. При дальнейшей эксплуатации скважины эта колонна НКТ может быть использована для спуска погружного насоса или других способов механизированной добычи. Колонна НКТ крепится к фонтанной арматуре (на поверхности) и обычно спускается на глубину несколько футов от забоя скважины. Колонна НКТ используется в качестве лифтовой, в связи с тем что обсадная колонна обычно имеет слишком большой диаметр, не позволяющий осуществлять эффективную эксплуатацию скважины или (в некоторых случаях) поддерживать постоянный расход.
Иногда на колонне НКТ устанавливается пакер для изоляции пространства между НКТ и эксплуатационной колонной. Это, в частности, применяется на скважинах с высокими пластовыми давлениями. Изоляция этого пространства дает возможность защитить обсадную колонну от воздействия высокого давления и, тем самым, уменьшить вероятность ее повреждения. Пакер также удерживает часть веса НКТ в обсадной колонне, не допуская движения колонны НКТ вверх или вниз.
Иногда, с практической и экономической точек зрения, является разумным пробурить скважину меньшего диаметра и использовать обычные НКТ в качестве обсадной колонны при закачивании скважины. Такой способ называется закачиванием скважины без использования лифтовой колонны, поскольку при этом не используется внутренняя извлекаемая колонна НКТ для подъема жидкости на поверхность. Обсадная колонна цементируется от забоя скважины до поверхности и перфорируется напротив продуктивной зоны пласта. При этом применяется сходное с обычной скважиной оборудование, которое включает муфту обсадной трубы с обратным клапаном, направляющий башмак с обратным клапаном и посадочный ниппель. Способ закачивания скважины без использования лифтовой колонны обеспечивает возможность контроля и стимуляции скважины, проведение капитального ремонта и применение механизированной добычи.
Очистка трубопроводов
В программу обслуживания трубопроводов должны включаться регулярные процедуры очистки трубопроводов от отложений парафина и гидроокисей.
Парафин находится в скважине в разжиженном состоянии. При попадании в трубопровод его температура падает, он густеет и образует нарост на внутренней стенке трубопровода, уменьшая его пропускную способность и производительность.
На сегодняшний день не существует эффективных методов, предотвращающих образование отложений парафина на внутренних стенках трубопроводов.
Операции по депарафинизации в основном сводятся к ликвидации этих отложений, а не предотвращению их образования.
Депарафинизация трубопроводов включает периодическую закачку химреагентов, которые способны растворять парафин, горячей нефти или пара.
Использование тепловых методов часто бывает достаточным, чтобы парафин растворился и был вынесен из трубопровода потоком нефти, поэтому они широко используются во многих регионах.
Более сложным, но эффективным методом очистки наземного трубопровода является запуск скребков.
Скребок (поршень) – это специальное устройство, предназначенное для очистки трубопровода от парафина.
В зависимости от назначения и параметров трубопровода скребки могут иметь различную форму и конструкцию. Скребок устанавливают внутрь трубопровода через камеру пуска.