автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Повышение надежности нефтепроводов, подверженных канавочной коррозии

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

: и V, ;, На правах, рукописи

Султакмагомедов Султэнмагсмед Магомедтагярович

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ НЕФТЕПРОВОДОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ КАНАВОЧНОЙ КОРРОЗИИ

Снецлалькссть 05.15.13. - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА 1995

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Сопротивление материалов и строительная механика" Уфимского государственного нефтяного технического университета.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор технических наук:, профессор Л.И. Быков

ОФЯЯМАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Академик АНРЕ,

доктор технических наук, профессор А.Г. Гумеров

кандидат технических наук, доцент П.Н. Григорешсо

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ АО "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы"

еад1лта состоится "26" декабря 1995 г. б 17 час. на заседании диссертационного СоЕета Д.062.09.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 45С062, Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГНТУ. Автореферат разослан "24" ноября 1995 г.

Ученый секрктарь диссертационного Совета, д.ф.-м.н., профессор

Р.Н. Еахтпзин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Определяющим критерием эффективности и экологической безопасности трубопроводов ЛЕЛяетсл их надежность - способность выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени, сохраняя сноп эксплуатационные свойства. Проблема обеспечения надежности трубопроводов - сложная комплексная задача, которая включает в себя технические, экономические и организационные аспекты. Несмотря на то, что проблеме повышения надежности трубопроводных систем посвящены многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов таких; как Иеэнцов О.М., Гумеров А.Г., Телегин Л.Г., Сшпскоб A.M., Ясин Э.М., Мазур И.И., Берез1Ш В.Л., Еородавкин П.П., B.Fruek, D.Patterson и другие, необходимо отметить, что в настоящее время она еще полностью не решена.

Одной из особенностей развития трубопроводного транспорта на нынешнем этапе яЕллется уменьшение объемов строительства трубопроводов при одновременном росте объемов и сокращении сроков работ по ремонту и реконструкции трубопроводных сетей, связанных с коррозионным износом и старением трубопроводов.

Повышение надежности может быть достигнуто за счет улучшения качества проектирования и строительства трубопроводов, увеличения безотказности и долговечности систем сбора нефти, применения новых, более совершенных конструктивных решений, а также улучшения технического обслуживания и эксплуатации. Одним из путей повышения эксплуатационной надежности трубопроводов является применение профилактических мероприятий, позволяющих существенно увеличить срок их эксплуатации.

Частые отказы трубопроводов, вызванные внутренней коррозией труб (например, несмотря на применение различных антикоррозионных мероприятий, количество отказов промысловых трубопроводов из-за внутренней коррозии составляет по отрасли 91 %, из них 71 % приходится на так называемую канавочную коррозию), требуют поиска новых технических решений, направленных на продление срока эксплуатации трубопроводных систем.

На основании вышеизложенного можно считать, что проблема повышения надежности трубопроводов является актуальной.

Цель работы. Поиск нового способа увеличения срока эксплуатации и повышения надежности трубопроводов, подверженных канавочной коррозии.

Основные задачи исследования.

1. Анализ существующих способов защиты трубопроводов от внутренней коррозии.

2. Разработка математической модели взаимодействия подземного трубопровода с грунтом при повороте трубы.

3. Определение технологических параметров для проведения профилактического ремонта трубопровода, подверженного канавочной коррозии.

4. Экспериментальные исследования процесса взаимодействия трубы с грунтом при ее повороте.

5. Разработка технологических схем и технических средств для выполнения профилактического ремонта трубопровода методом поворота вокруг его продольной оси.

Научная новизна.

Предложен способ профилактического ремонта нефтепроводов, подверженных усиленной канавочной коррозии методом поворота вокруг продольной оси;

разработана технология выполнения данного способа ремонта;

получены теоретические и экспериментальные зависимости, позволявшие определять технологические параметры для способа профилактического ремонта, выполнены сравнения теоретических и экспериментальных зависимостей по основным технологическим параметрам;

приводятся расчетные схемы и экспериментальные исследования по изучению взаимодействия грунта с трубопроводом при его повороте;

получены па основе выполненных экспериментов зависимости для определения величины обобщенного коэффициента сопротивления грунта повороту трубы;

■ выявлено влияние веса трубопровода на величину предельных касательных напряжений при повороте;

разработана конструкция захватного устройства для выполнения поворота трубопровода.

Практическая ценность.

Применение предлагаемого способа профилактического ремонта нефтепроводов, подверженных канавочной коррозии, позволяет увеличить срок эксплуатации трубопровода в 2*3 и более раз.

Для выполнения ремонта подземного трубопровода методом поворота не требуется вскрытие всего ремонтируемого участка, а трубопровод вскрывается только лишь в местах установи! захватов, что сокращает ремонтный период и затраты на ремонт.

Способ повыиения надежности трубопроводов, подверженных канаЕочной коррозии, предложенный в работе, может быть применен на нефтегазодобывающих предприятиях и на магистральных трубопроводах, где коррозионное разрушение происходит преимущественно по нижней образующей.

Предложенные в данной работе зависимости, списывающие

взаимодействие трубопровода с грунтом, могут быть использованы при анализе напряженно-деформированного состояния трубопровода.

Реализация в промышленности. Полученные на основе теоретических и экспериментальных исследований результаты использованы при составлении рекомендаций по определению основных технологических параметров профилактического ремонта трубопроводов, подверженных канавочной коррозии, а также разработаны и введены в действие рекомендации на профилактический ремонт трубопроводов, подверженных канавочной коррозии (НГДУ "Лянторнефть", УГНТУ, 1995г.).

На основе результатов диссертационной работы и разработанных рекомендаций был выполнен профилактический ремонт нефтепровода диаметром 219 мм в нефтегазодобывающем управлении "Федоровскнефть".

Апробация раоботы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертационной работе, были доложены и обсуждены на: 40 (1989г.), 41-й (1990г.), 42-й (1991г.), 44-й (1993г.), 45-й (1994г.), 46-й (1995г.) научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Республики Башкортостан (г.Уфа); всероссийской научно-технической конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" (г.Уфа, 1995 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы освещены в 8 печатных работах.

На защиту выносятся:

1. Технология выполнения профилактического ремонта нефтепроводов, подверженных канавочной коррозии, методом поворота.

2. Определение основных технологических^ параметров . для

выполнения ремонта.

3. Результаты экспериментальных исследований взаимодействия грунта с трубой при ее повороте.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников из 67 наименований, 5 приложений. Работа изложена на 163 страницах, включает 9 таблиц и 42 рисунков.

В первой главе выполнен обзор и анализ способов повышения надежности нефтепроводов, подверженных внутренней коррозии. Разработана классификация способов зашиты нефтепроводов от коррозии. Сформулированы, цель и основные задачи исследования.

В настоящее время применяются такие способы снижения внутренней коррозии, как ингибирование потоков, транспортируемых по трубопроводам; покрытие внутренней поверхности труб различными противокоррозионными составами (краски, лаки, эмали, стекло и др.); применение пластиковых, армированных и многослойных труб и др.

Анализ статистической информации свидетельствует о том, что несмотря на принимаемые меры, уровень аварийности трубопроводов систем сбора нефти остается . высоким, в особенности из-за внутренней коррозии.

Вопросами изучения механизма "канавочного" разрушения внутренней поверхности трубопроводов занимались

Абдуллин И.Г., Ломако П.М., Имра Г.Ф. и др. Исследователи отмечают, что первопричиной "канавочного" разрушения металла трубы по нижней образующей является наличие гидрообразивной смеси в перекачиваемом продукте, вызывающей разрушение слоя окалины и технологических отложений и появление микрогальванопары. Впоследствии разрушение протекает за счет

совместного действия гидроабразивного и коррозиснно--мепанического факторов, а механизм подобного разрушения может быть классифицирован как гидроабразивно - коррозионно--механический.

В настоящее время проблема канавочного разрушения трубопроводов полностью не решена. При скорости коррозии, достигающей до 3 мм в год, сокпашется срок эксплуатации трубопроводов зачастую до двух - трех лет. Поэтому поиск новых методов увеличения срока эксплуатации трубопроводов, подверженных канавочной коррозии, является актуальным.

Вторая глава посвящена разработке технологических схем и технических средств для выполнения профилактического ремонта трубопровода с канавочным разрушением. Проведение предлагаемого профилактического ремонта трубопроводов заключается в том, что трубопровод на пораженном участке поворачивается относительно продольной оси на некоторый угол ф. При этом имеющаяся канавка перемещается из зоны активного разрушения в зону, где нет условий для образования канавки, а неразрушенная часть стенки трубопровода оказывается у нижней образующей сечения.

Поворот трубопровода осуществляется без его вскрытия приложением к нему крутящего момента через определенный шаг.

По мере образования канавки и уменьшения толщины стенки трубы до минимально возможной, определенной условием прочности, осуществляют поворот поврежденного участка трубопровода.

В зависимости от схемы прокладки, параметров трубопровода, глубины заложения и грунтовых -условий возможны следующие варианты выполнения поворота:

- поворот без разрезки трубопровода (основной);

- поворот с разрезкой в одном сечении;

- поворот трубопровода отдельными плетями.

По размерам канавки определяется минимально необходимый угол поворота Фт1п, из условия, чтобы повернутое положение трубопровода исключило бы дальнейшее углубление канавки.

Исходя из прочности и жесткости трубы определяется начальный угол поворота (ро, причем фс > Фга1_п-

На основании формул, полученных в разделе 3, построены графики зависимости угла поворота трубопровода от длины поворачиваемого участка Ь для различных диаметров труб- с наиболее часто встречающимися толщинами стенок и номограммы, которые удобны для практического применения при определении технологических параметров.

В данной главе приводится определение несущей способности трубопровода с канавочным разрушением и расчет на воздействие локальной нагрузки.

Разработано захватное устройство для поворота трубопровода. Основным его рабочим узлом является обжимная муфта. Она воспринимает нагрузку от стрелы установки и передает ее трубопроводу за счет сил трения. Обжимная муфта выполнена как шинспневматическая (ШИЛ), которая широко используется в буровых установках.

Выполненный расчет экономической эффективности позволяет сделать вывод о том, что применение предлагаемого профилактического ремонта методом поворота экономически обоснованно и составляет 60+72 !5 от традиционного ремонта с заменой трубы на 1 км, при этом эффект от применения данного метода тем выше, чем больше протяженность и диаметр ремонтируемого трубопровода.

ю

В третьей главе представлены теоретические основы взаимодействия трубопровода с грунтом при действии крутящего момента. Глава посвящена теоретическому обоснованию возможности осуществления способа профилактического ремонта подземного трубопровода методом периодического поворота относительно его продольной оси без вскрытия трубы.

Исследованиям отдельных вопросов взаимодействия заглубленных трубопроводов с грунтами посвящены работы Аронова Р.И., Айнбиндера A.B., Бородавкина П.П., Березина В.Л., Быкова Л.И., Виноградова C.B., Григоренко П.Н., Рафикова С.К. Ясина Э.М. и других. Изучение отдельных вопросов сопротивления грунта закручиванию труб проводилось рядом авторов, в том числе Айнбиндером A.B., Молодецким В.А. и Хожметовым Г.Х.

Для проектирования возможных вариантов схем выполнения поворота трубопровода необходимо знать ряд технологических параметров, а именно: угол поворота, длину поворачиваемого участка, а также распределение крутящего момента и угла поворота по длине.

Решение поставленной задачи проводим по аналогии с теоретическими разработками, полученными профессором Бородавкиным П.П. при продольном взаимодействии заглубленного трубопровода с грунтом.

Рассмотрим прямолинейный полубесконечный подземный участок трубопровода (рис.1), к свободному концу которого приложен крутящий момент Mo, определяемый требуемым углом поворота и условиями, прочности трубы.

Составим уравнение равновесия для элемента dz:

dfc/dx - m = 0. (1 )

В зависимости от требуемого утла поворота, определяемого

Схема к определению крутящнго момента и угла поворота по длине подземного трубопровода

Рис. 1.

размерами канавки, взаимодействие трубопровода с окружающим его грунтом может быть упругим и упруго-пластическим. Аналитическое выражение упруго-пластической модели имеет вид: -на участке упругого взаимодействия т=к^3; (2)

-на участке пластического взаимодействия т=х , (3)

пр

где Б -линейное перемещение образующей трубы (длина дуги); кф - коэффициент сопротивления грунта повороту трубы; т -предельные касательные напряжения по контакту труба-грунт

пр

при кручении.

При расчетах взаимодействия грунта с трубой при ее повороте возможно наличие только одного участка, который описывается уравнением (2) или одновременно двух участков описываемых (2) и (3). Однако, с достаточной для практических расчетов степенью точности можно рассматривать лищь участок с пластической связью, отбросив участок упругого взаимодействия, при этом погрешность от данного упрощения расчетной схемы не превышает 5%.

Как известно, крутящий момент М и угол поворота ф связаны зависимостью:

= _ (б) (Зх С1р

Учитывая (6), и, принимая жесткость поперечного сечения С1р трубопровода по длине постоянной, уравнение равновесия (1) в угловых перемещениях при наличии только пластической связи примет вид:

йЧ + = о, (7)

йх2 С1р

где т =1 тсБ2/2- интенсивность предельного момента

Пр Пр н г

сопротивления грунта повороту трубы.

Решение уравнения (7) относительно углового перемещения <р и

крутящего момента Mt может быть получено в виде:

1 f ШпрХ* 1

Ф,= —--+ Gix + ; (3)

GIp L 2 J

м<= - т„рх + С1СУ О)

Используя граничные условия при Х=0, Mt=Moi и Ф1=Ф01» найдем произвольные постоянные интегрирования С^ и Сг:

Moi

ct=-; с2=ф01- <10>

GIp

Тогда с учетом (11) выражения (8) и (9) примут вид: m х2 li х

Пр 01

ф1=--+ - + фо1 ; (11)

2 GI GI

Р Р

М,= - m х + M . (12)

1 пр oi '

На участке, описываемом (2), уравнение равновесия (1) имеет вид:

dlfe г

^--Р^0' (13)

где p2=k xD3/(4 GI ). f f « p

Запишем решение этого уравнения относительно угловых перемещений и крутящего момента:

Ф2= C3sh рх + C4ch рх; (14)

М2= GI p (C3ch рх + G^sti рх). (15)

При граничных условиях: х=0, Ф2=Ф02;M2=MQ2; х + <», фг+ 0; М2-> 0 найдем постоянные интегрирования Сэи С^ :

Мог фо2 ^02 ^ог

сз= - + -; --+ - . (16)

2р GI 2 2р GIp 2

Подставляя постоянные (16) в уравнения (14) и (15), получим:

<р2 = -Б1г(эх) + фо2с1г(эх) ; (17)

6 И г р

иг = М02с11(рх) + Э Ирфо2з11(рх). (18.)

При достижении величины Т=Хпр, для участка упругого взаимодействия имеем граничные с участком предельного равновесия значения ф2пр и М2пр, которые определяются как:

2 ТпР

Фгпр=-:

кВн 2 гпр р ИР

М, = - . (20)

2лр '

к О

<р и

Полагая при х-> со, М2-» 0, условием наличия участка предельного равновесия будет:

М -М, / Ш > 0. " (21 )

О 2 пр

В общем случае предполагая наличие обеих участков и определив Сх, С2 , Сэ , и С4, найдем длину полубесконечного трубопровода, с которого "собирается" начальный угол:

3 Мо

Ь = - + - . (22)

е т

г пр

Для подтверждения полученных теоретических зависимостей были выполнены промышленные эксперименты в НГДУ "Федоровскнефть" с трубопроводом диаметром 219 мм, которые показали, что максимальные отклонения теоретических значений от опытных данных не превышают 30 %.

Анализом полученных теоретических зависимостей

применительно к реальным условиям эксплуатации подтверждается возможность выполнения предложенного метода профилактического

ремонта трубопроводов различных диаметров, подверженных канаЕочной коррозии.

В четвертой главе изложены экспериментальные исследования процесса взаимодействия грунта с трубопроводом при его повороте. Имеющиеся в литературе характеристики грунтов не позволяют с достаточной для практических расчетов степенью точностьи определять технологические параметры профилактического ремонта, поэтому было принято решение определять требуемые характеристики экспериментальным путем.

Исследования взаимодействия трубы с грунтом были проведены в лаборатории кафедры сопротивления материалов Уфимского Государственного нефтяного технического университета.

Опыты проводились в грунтовом лотке длиной 8 м, высотой

А

40 см и шириной 70 см. В качестве грунта использовался песок. Плотность песка в рыхлом состоянии (Ргр) составляла 1570 кг/м3, угол внутреннего трения (фгр) 30 градусов. В опытах были использованы четыре стальных трубы длиною б м и наружными диаметрами: 19; 28; 40 и 51 мм.

Испытуемая труба помещалась в лоток на подготовленное основание, засыпалась песчаным грунтом до заданной величины отношения II /Б . К торцу трубы прикладывался крутящий момент М , значение которого увеличивалось ступенями. При каждом значении М^ снимались показания четырех приборов, которые былы установлены на одинаковом расстоянии друг от друга по длине модели и измерялось линейное перемещение наружной образующей трубы. Крутящий момент возрастал до величины Мпр (предельного крутящего момента), при котором груба начинала проворачиваться в грунте без дальнейшего увеличения нагрузки. Следует иметь в виду, что Мпр соответствует предельному сопротивлению грунта, окружающего трубу.

Измерения линейных перемещений в опытах проводились прогибомерами Аистова с ценой деления 0.01 мм, которые позволяли измерять величины перемещений <5ез ограничения. Приборы закреплялись на жестких основаниях с ■ целью

исключения возможных погрешностей измерений , связанных с деформацией основания. При повороте трубы относительно своей продольной оси на угол <р, нить намотанная на трубу, сойдет с ее дуги длиной ф Dh/2. Эта величина и составляет приращение отсчета по прибору.

Для получения достоверных результатов было определено минимально необходимое количество п повторений опытов -число наблюдений при одних и тех же условиях. Число п, обеспечивающее доверительную вероятность того, что предельная ошибка результатов опытов Мпр не превысит заданную величину , можно определить по формуле

n = tгаг/ л2, (23)

где t - коэффициент доверия (принят равным 2.0 для обеспечения вероятности 0.954); о - дисперсия (ее величина взята по результатам пробных опытов);

д - предельная ошибка (принята в размере 5 % от среднего значения М ).

пр

Значения о и л получены по результатам предварительных опытов с трубой диаметром 40 мм при ho равной 40; 80; и 120 мм. Предварительные опыты имели пятикратную повторяемость. По результатам расчетов величина п оказалась равной 4,8. Исходя из полученных результатов, в качестве необходимого числа наблюдений принято П=5 для всех значений hQ.

Следует отметить, что глубина заложения трубы задавалась отношением h0/DH, равным 1, 2 и 3, что соответствует реальным

условиям прокладки трубопроводов.

В завпсимовти от величины угловых перемещений, взаимодействие трубы с окружающим его грунтом может быть упругим и упруго-пластическим. Самой простейшей расчетной моделью грунта при этом является линейная модель.

Использование нелинейной модели позволяет повысить точность результатов расчета. Проведено большое число

экспериментальных исследований по установлению расчетной модели грунта и ее количественных параметров. Эксперименты проводились как на моделях трубопровода, так и в реальных условиях. Качественный характер взаимодействия трубопровода и грунта при повороте трубы можно описать следующей схемой. До возникновения состояния предельного равновесия происходит деформация структуры грунта и касательные напряжения являются функцией перемещений. При дальнейшем росте перемещений касательные напряжения остаются постоянными, причем их максимальная величина ограничивается напряжением сдвига грунта, а минимальная - трением структуры.

На основании обработки результатов экспериментов можно сделать вывод о том, что характер взаимодействия трубопровода с грунтом при повороте и продольных перемещениях примерно одинаков и зависимость сопротивления грунта от перемещений в

области упругопластических деформаций выражается так:

<р

где 1 - касательное напряжение по контакту труба - грунт; к - обобщенный коэффициент сопротивления грунта; Б - линейное перемещение образующей трубы (длина дуги).

Обобщенный коэффициент сопротивления грунта, отражающий его упруго-пластические деформации, определяем по имеющимся

экспериментальным диаграммам 1 = Т(э) используя способ, предложенный проф. Н. К. Снигко для определения обобщенного коэффициента сжатия. При этом истинную диаграмму

зависимости сопротивления грунта от угловых перемещений заменяем идеализированной, построенной по аналогии с диаграммой Прандтля. Зная предельное сопротивление грунта, определим обобщенный коэффициент к^.

Для сравнения обобщенных коэффициентов при повороте и продольном перемещении определяем кц, используя экспериментальные данные X = Т(и), полученные в тех же лабораторных условиях что и для поворота.

На основании обработки экспериментальных данных, для песчанного грунта при коэффициенте пористости, равном 0.8, получены средние значения коэффициентов сопротивления грунта повороту и продольным перемещениям к и к : к^ = 1,224 (МПа/м); ки = 1,610 (МПа/м).

Принимая взаимосвязь между этими коэффициентами в виде к = ае к , (25)

<р и

найдем коэффициент пропорциональности ае = 0,76, . который можно рекомендовать в практических расчетах и для грунтов, отличных от песчанных.

Следует отметить, что коэффициент сопротивления к^ характеризует упругую связь между трубопроводом и окружающим его грунтом . Поэтому , используя опытные данные, коэффициент кр может быть определен лишь в первом приближении, так как практически невозможно отделить упругую составляющую полного поворота трубопровода.

Используя экспериментальные данные, получена зависимость док определения обобщенного коэффициента сопротивления, которая имеет вид: к = 0.08 + 7 ¡1о, МПа/м, (26)

где 1г- еысотэ засыпки до оси трубы грунтом , м.

Для изучения количественного и качественного влияния веса самого трубопровода на предельные касательные напряжения ТпР были также выполнены соответствующие эксперименты. При этом величина ТпР представлялась как сумма двух его составляющих в

виде: ТпР = тйр + (27)

где т*р- доля предельных касательных напряжений, вызванных

только сопротивлением грунта повороту;

доля предельных касательных напряжений от веса

трубы.

На основании результатов обработки экспериментов можно предложить зависимость, позволяющую учитывать влияние веса

трубы при определении предельных касательных напряжений.

1ю

т = 4.3 С +216 - , (28)

пр Бн

где й - погонный вес трубы в Н/м.

Для проверки соответствия теоретических зависимостей с результатам! опытных данных, полученных в реальных условиях и с целью выявления характера распределения угла поворота ф по длине трубопровода, были проведены исследования на промысловом трубопроводе диаметром 219x5 мм нефтегазодобывающего управления "Федоровскнефть".

Поворот начального сечения пораженного участка был выполнен первым захватным механизмом на 26°. Зафиксировав в

повернутом положении стрелу первого захвата, было повернуто второе сечение , вторым механизмом, на величину 29°.

Результаты наблюдения за изменениями углов поворота по длине трубопровода после снятия нагрузок с поворачиваемых сечений показали, что при снятии усилия возврат первого и второго сечений равны соответственно 3,85° и 8,54°.

Максимальный возврат повернутого сечения составлает

29,52 %. В связи с этим можно рекомендовать поправочный коэффициент для увеличения необходимого угла поворота при профилактическом способе ремонта трубопроводов, равный 1.3.

Обработав полученные экспериментальные данные по методу наименьших квадратов, получена экспериментальная зависимость между углом поворота и длиной прамолинейного участка полубесконечного трубопровода:

ф = 29 - 0.5 X + 0.002 X2. (29)

С целью определения пространственного положения участка трубопровода после поворота и сравнения с исходным его состоянием, были проведены геодезические съемки, которые показали, что ось трубопровода сохранила свое первоначальное положение.

Проведена оценка напряженно-деформированного состояния стенок трубопровода после поворота, для чего была вырезана катушка, которая исследована в лабораторных . условиях. Выполнеюше эксперименты показали, что в стенках трубопровода нет остаточных деформаций. Это и следовало ожидать , так как величина максимального угла поворота принималась из условия упругой стадии деформации кручения материала трубы.

На основании полученных результатов наблюдения можно предположить, что возврат поворачиваемых сечений после снятия нагрузки Еызван упругими деформациями трубы. Остаточный угол поворота трубы невозвратен вследствии защемления ее грунтом.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в работе, легли в основу рекомендаций по определению основных технологических параметров профилактического ремонта трубопроводов, подверженных канавочной коррозии, а также при разработке рекомендаций на профилактический ремонт трубопроводов, подверженных канавочной коррозии (НГДУ

"Лянторнефть", УГНТУ, 1995г.).

На основе результатов диссертационной работы и разработанных рекомендаций был выполнен профилактический ремонт нефтепровода диаметром 219 мм в нефтегазодобывающем управлении "Федоровскнефть".

ОСНОВНЫЕ вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработан способ повышения надежности нефтепроводов, подверженных канавочной коррозии, заключающийся в повороте его на некоторый расчетный угол относительно продольной оси трубопровода, который позволяет увеличить срок его эксплуатации в 2 + 3 и более раз.

2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность выполнения профилактического ремонта подземного нефтепровода по предложенному способу. Получены зависимости, описывающие процесс взаимодействия трубопровода с грунтом при его повороте.

3. Выполненными лабораторными исследованиями процесса взаимодействия трубопровода с грунтом показано сходство и отличие поворота и продольного перемещения подземной трубы. Определены значения обобщенного коэффициента сопротивления грунта, при этом средние отклонения экспериментальных данных от теоретических не превышали 30 %.

4. Получены зависимости для определения технологических параметров профилактического ремонта трубопроводов, такие как: длина поварачиваемого участка, расстояние между поворотными механизмами, величина крутящего момента, требуемое давление обжатия в захватном механизме.

5 .Разработаны, технологические схемы и технические средства

для производства ремонта, внедрены рекомендации на профилактический ремонт трубопроводов подверженных канавочной коррозии, а также рекомендации по определению основных технологических параметров.

6. Экономический эффект от внедрения предложенного способа составляет 60 + 72 % на 1 км по сравнению с традиционным ремонтом, при этом эффект его применения тем выше, чем больше протяженность и диаметр ремонтируемого трубопровода.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах

1. Быков Л.И., Юсупов Ф.Ш., Султанмагомедов С.М. Способ профилактического ремонта промысловых нефтепроводов, подверженных внутренней коррозии // Нефт. и газовая промышленность. Сер. Защита от коррозии и охрана окружающей среды. ВНИИОЭНГ.1994. - № 3. С.15-17.

2. Султанмагомедов С.М. Способ профилактического ремонта промысловых нефтепроводов, технологические параметры // Тез. докл. 45-й науч.-техн.конф. -Уфа: УНИ, 1994г.

3. Быков Л.И., Султанмагомедов С.М. Обоснование способа профилактического ремонта трубопроводов, подверженных канавочной коррозии // Нефт. и газовая промышленность. Сер. Защита от коррозии и охрана окружающей среды. ВНИИОЭНГ.1995. - * 4. С. 11-14.

4. Султанмагомедов С.М. Повышение надежности нефтепроводов, подверженных канавочной коррозии // Тез. докл. 4б-й науч.-техн.конф. -Уфа: УГНТУ, 1995г

5. Султанмагомедов С.М. Определение коэффициента сопротивления грунта повороту трубопровода // Тез. докл. 4б-й

муч.-техн.конф. -Уфа: УГНТУ, 1995г.

6. Быков Л.И., Султанмагомедов С.М. Повышение надежности *ефтепромыслоЕых трубопроводов, подверженных канавочной коррозии // Проблемы нефтегазового комплекса России: Тез. цокл. -Уфа: УГНТУ, 1995г.

7. Султанмагомедов С.М. Сравнение коэффициентов сопротивления грунта кручению и продольным перемещениям трубопровода // Лроблемы нефтегазового комплекса России: Тез. докл. -Уфа: ШГГУ, 1995г.

8. Быков Л.И., Султанмагомедов С.М. Способ ремонта нефтепроводов // Каталог научно - технических разработок: -- Уфа : УГНТУ, 1995г.

Подписано к печати 20.11.95. Формат бумаги 60x84 Г/16. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ 909.

Ротапринт Уфимского государственного нефтяного технического

Соискатель

университета 450062, г. Уфа, Космонавтов, I