Технология ремонта газопровода диаметром 273 мм

Технология проведения выборочного метода ремонта на действующем  газопроводе без остановки перекачки газа позволит снизить недопоставки газа потребителю, затраты на замену трубы, потери газа при опорожнении в атмосферу и потери газа при продувке газопровода.

Рассмотрим пример расчета  экономической эффективности при  применении технологии ремонта на газопроводе  участком 40 км (Ø1420 мм) без остановки  перекачки газа.

Экономическая эффективность  будет определяться в виде средних суммарных затрат

 

                                              Э_э = З_т + З_нед.г + З_с.г + З_п.г,                                          (1.1)

 

где Э_э – экономическая эффективность применения технологии ремонта газопровода без остановки перекачки газа; З_т – затраты на замену трубы; З_нед.г – затраты на недопоставку газа; З_с.г – затраты на опорожненный газ в атмосферу; З_п.г – затраты на продувку газа.

Затраты от недопоставки газа потребителю определяются по формуле

 

                                      З_нед.г = С · q · t ,                                                       (1.2)

 

где C – стоимость газа; q – объем недопоставленного газа (тыс.м³/сутки); t – время простоя трубопровода (сутки). 

Объем недопоставленного  газа рассчитывают по формуле

 

                                       

,                                                     (1.3)

 

где Р_н – начальное давление газа на расчетном участке; Р_к – конечное давление газа на расчетном участке; K – условный коэффициент; L – длина расчетного участка (м); z – коэффициент сжимаемости газа.

Объемы недопоставки газа потребителю в зависимости  от системы газопровода представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

объемы недопоставки газа потребителю в зависимости  от системы газопровода

Система газопровода	Объем недопоставки газа тыс.м3/сутки при Ø 1420 мм газопровода
2-х ниточная	23 870
3-х ниточная	9 660
4-х ниточная	4 800

Потери при недопоставке газа потребителю при выводе участка  газопровода, указанные в табл. 1.1, при использовании традиционных методов капитального ремонта сроком на 30 суток приведены в табл. 1.2 (цены на газ внутри страны).

Таблица 1.2

стоимость недопоставки газа тыс.руб. за 30 суток при Ø 1420 мм газопровода

Система газопровода	Стоимость недопоставки газа тыс.руб. за 30 суток при Ø 1420 мм газопровода
2-х ниточная	1 790 250
3-х ниточная	724 500
4-х ниточная	360 000

При ремонте газопроводов традиционными методами ремонта проводят замену труб, поврежденных коррозией глубиной более 20%. Экономически эффективно производить замену труб на ремонтируемом участке не более 30%, так как дальнейшее увеличение замены труб приведет к тому, что затраты будут соответствовать строительству нового газопровода.

Затраты на замену труб определяются по формуле

 

                                   З_т = С · L,                                                                   (1.4)

 

где C – стоимость трубы одного погонного метра; L – длина заменяемых труб (м).

Затраты от стравливания газа в атмосферу  определяются по формуле

 

                                    З_с.г = С  · V,                                                            (1.5)

 

C – стоимость стравленного газа в атмосферу; V – объем стравленного газа в атмосферу [10].

Объем стравленного газа рассчитывают по формуле

 

                     

  ,                                             (1.6)

 

где D – диаметр газопровода; L – длина стравленного газопровода; Р_ср – среднее давление в газопроводе; T_ср – средняя температура стравливаемого газа; z – коэффициент сжимаемости газа.

Рассчитанные объемы ставленого газа представлены  в табл. 1.3.

Таблица 1.3

затраты на стравливание газа при капитальном ремонте газопровода Ø 1420 мм

Давление в трубе,  МПа	Длина стравленного газопровода, км	Средний объем стравленного газа, тыс.м3	Средняя стоимость стравленного газа тыс.руб. (на внутреннем рынке)
2,5	40	163,01	407,53
5,5		383,08	957,69
7,5		540,81	1 352,04

 

Затраты на продувку газопровода определяются по формуле

 

                                                      З_п.г = С · V,                                                      (1.7)

 

где C – стоимость газа; V – объем продуваемого газа в атмосферу.

Объем продуваемого газа рассчитывают по формуле

 

                   

,                                              (1.8)

 

где D – диаметр газопровода; L – длина стравленного газопровода; T_ср – средняя температура стравливаемого газа.

Рассчитанные объемы продуваемого газа представлены  в табл. 1.4.

Таблица 1.4

затраты на продувание участка газопровода Ø1420 мм

Длина продуваемого газопровода, км	Средний объем продуваемого газа, тыс. м3	Средняя стоимость продуваемого газа тыс.руб. (на внутреннем рынке)
40	61,29	153,23

После подстановки всех данных в выражение (1.1) определим суммарные затраты при проведении капитального ремонта магистрального с заменой труб (срок ремонтных работ 30 суток). Расчеты затрат многониточных систем газопроводов представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

суммарные затраты при  проведении капитального ремонта магистрального газопровода с заменой труб

Система газопровода	Средняя стоимость затрат капитального ремонта магистрального газопровода с заменой труб
	10% замены трубы	15% замены трубы	20% замены трубы	25% замены трубы	30% замены трубы
2-х ниточная	1965,35	2052,35	2139,34	2226,34	2318,33
3-х ниточная	899,60	986,60	1073,59	1160,59	1252,58
4-х ниточная	535,10	622,10	709,09	796,09	888,08

Как показывают результаты расчетов, применение традиционных методов  капитального ремонта требует больших  затрат. Технические и организационные решения, сопоставимые прокладке новых труб, оказываются непозволительными в современных условиях хронической нехватки финансовых ресурсов. Единственным экономически реальным выходом из этой сложной ситуации является освоение передовых технологий и поиск нестандартных, принципиально новых методов и средств ремонта без прекращения подачи газа. Таким образом, сложившиеся условия свидетельствуют об актуальности применения выборочного метода ремонта без прекращения подачи газа, которые позволят экономить финансовые, материальные и людские ресурсы.

 

 

1.2. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЙ РЕМОНТА ГАЗОПРОВОДОВ БЕЗ ПРЕКРАЩЕНИЯ ПЕРЕКАЧКИ ГАЗА

1.2.1. Технология ремонта газопровода с вырезкой дефектного участка

газопровода

 

Данная технология ремонта  газопровода позволяет вырезать дефектный участок трубы газопровода  без прекращения перекачки газа.

Поверхность трубы, находящейся под  давлением, на всю длину участка  газопровода в котловане очищают  от остатков грунта, изоляции на расстоянии не менее 100 мм в каждую сторону от границ предполагаемых сварных соединений узлов врезки. Очистку производят вручную либо пескоструйными установками, скребками, другими инструментами безударного действия.

Определяют и намечают мелом на поверхности трубы места  врезки и установки узлов врезки (отводных патрубков, разрезных тройников, перепускных патрубков.

Четыре фитинга привариваются  на трубопровод: два внешних под  байпас и два внутренних под перекрытие (Рис.2.1.). Расстояние между фитингами для запорных устройств и местом выполнения огневой работы должно быть не менее 8 м.

Рис.2.1. Четыре приваренных фитинга на газопроводе

На фитинги устанавливаются  временные плоские задвижки, и  через них выполняется врезка под давлением в действующий  трубопровод (Рис.2.2.).

Рис.2.2. Врезка под давлением в действующий газопровод

На задвижки монтируются  две машины для врезки. На внешние фитинги устанавливается байпас. Временный байпас подсоединяют перпендикулярно поверхности земли к вертикальным (либо горизонтальным) ответвлениям тройников фланцевым соединением через плоские задвижки.

Заглушенный участок  освобождают от продукта и продувают. Производится обрезка и ремонт заглушенного участка или установка линейной задвижки на этом участке (Рис.2.3.). Новый участок продувают и заполняют продуктом до давления, равного давлению в основном трубопроводе. Запорные головки поднимают.

Рис.2.3. Обрезка заглушенного участка

Перекрывающие устройства снимают с задвижек. Байпас демонтируют. В фитинги устанавливают заглушки с помощью механизма для врезок. После этого снимают временные  задвижки, и на заглушенные фитинги устанавливают глухой фланец (Рис.2.4.).

Рис.2.4. отремонтированный участок газопровода

 

Варианты технологических  схем установки перекрывающих устройств  для ремонта участка трубопровода без остановки перекачки

                          

 Рис.2.5. Перекрытие с двух           Рис.2.6. Перекрытие с двух            Рис.2.7. Перекрытие с двух

сторон с помощью устройства. сторон. Установка линейной        сторон. Вырезка дефектного

                                                          задвижки.                                       участка.

 

Преимущества:

• врезка в трубопроводы (нефтепроводы и газопроводы) без отключения;
• перекрытие трубопровода (нефтепровода и газопровода) без отключения;
• заглушка участка трубы под давлением;
• ремонт дефектных участков трубопровода различных типов и размеров.

 

1.2.2. Композитно-муфтовая технология ремонта

 

Технология ремонта предусматривает использование двух стальных частей муфты большего (по сравнению с трубой) диаметра, которые должны быть соединены таким образом, чтобы охватить поврежденный участок. При этом между трубой и муфтой остается кольцевой зазор 30-40мм. Кольцевой зазор с двух сторон заполняется быстро схватывающим материалом, а затем заполняется жестким композитом при очень низком давлении.

Композитный материал - полимерная композиция холодного отверждения на основе эпоксидных диановых смол.

Композитная смесь гарантирует прекрасное соединение обеих стальных поверхностей, обеспечивая продольную и поперечную поддержку. Сочетание стальной внешней муфты и композитного раствора обеспечивает значительную преграду на пути развития вздутия, таким образом, исключая или сводя к минимуму механизм образования дефектов.

Сварка не требуется, и данная процедура может быть проведена без остановки перекачки  продукта. Две половинки муфты соединяются путем болтового соединения.

В нижней полумуфте располагается  входной стальной патрубок, предназначенный для подсоединения к нему гибкого шланга, по которому подается композитный материал.

В верхней полумуфте  располагается выходной стальной патрубок. Кроме того, в самой муфте имеются  контрольные отверстия, предназначенные  для выпуска воздуха и контроля уровня композитного материала при заливке. По мере заполнения муфты композитным материалом в контрольные отверстия ввинчиваются болты (Рис.2.8.).

В обеих полумуфтах имеются резьбовые отверстия, в которые вворачиваются установочные болты, предназначенные для регулировки зазора между муфтой и трубой и выполняющие функцию опор при установке муфты на трубопровод.

Рис.2.8. Композитная муфта с болтовым соединением полумуфт

 

Полумуфты изготавливаются  из листового материала в заводских условиях. В качестве материала муфты используется сталь, аналогичная стали ремонтируемой трубы (с эквивалентными механическими характеристиками) и толщиной не меньше номинальной толщины стенки ремонтируемой трубы. Внутренняя поверхность полумуфт обрабатывается таким же образом, что и внешняя поверхность трубопровода, чтобы получить ту же адгезию между композитным материалом  и металлом муфты.