автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Разработка комплексных процессов гидравлического испытания газонефтепроводов в сложных условиях

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. Губкина

На правах рукописи УДК 622.691.4:532.5

СЕЛИВЕРСТОВ ВИКТОР ГАВРИЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНЫХ ПРОЦЕССОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСПЫТАНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.15.13 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Работа выполнена в ГАНГ имени И.М. Губкина

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ХАЛЛЫЕВ Н.X.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор ШИБНЕВ A.B. кандидат технических наук ВЕЛИЮЛИН И.И.

Ведущее предприятие - Акционерное общество

"Сварочно-монтажный трест"

Защита состоится (рс/Ь&^Я 1997 г. в часов в ауди-хпэ ( '

тории -¿и^на заседании диссертационного совета Д. 053.27.02 по

защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" при Государственной академии нефти и газа имени И.М. Губкина по адресу: 117917, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАНГ имени И.М. Губкина

Автореферат разослан "ЛЗ" 1997 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор > ____Г.Г. Васильев

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В системе надежности газонефтепроводов особо ванное место занимают испытания на прочность и герметичность перед сдачей их в эксплуатацию. Такие испытания позволяют выявить и своевременно устранить дефекты в трубопроводе и тем самым обеспечить его надежную работу на расчетных режимах.

Известно, что наиболее эффективным является гидравлическое испытание трубопроводов, которое обеспечивает безопасность, отсутствие протяженных разрушений! сокращение сроков и затрат на производство работ. В нашей стране и за рубежом накоплен большой опыт гидроиспытания. Однако до недавнего времени оставались нерешенными задачи, связанные с производством испытаний в сложных условиях: на резкопересеченной местности, при наличии воздуха в трубопроводе, отрицательной температуре наружного воздуха, грунта на уровне заложения трубопровода. Это приводило к значительным затруднениям в наиболее напряженный предпусковой период строительства, увеличивало сроки и стоимость сооружаемых объектов.

При сметной стоимости менее трех процентов общей стоимости строительства испытания трубопровода занимают от 40 до 60 процентов общего времени сооружения объекта до ввода в действие. Затягивание сроков испытания практически означает задержку ввода объекта в эксплуатацию и появление убытков из-за несвоевременного поступления потребителям транспортируемого продукта.

Важная роль трубопроводного транспорта в экономике России, уникальность отечественных трубопроводных систем по протяженности, диаметрам, рабочим давлениям, условиям прокладки и срокам строительства определяют необходимость и актуальность решения проблем повышения надежности этих систем и сокращения продолжительности работ по испытанию в сложных условиях.

Принимая во внимание, что дальнейшее развитие нефтегазового комплекса неразрывно связано с прокладкой газонефтепроводов в труднодоступных и отдаленных районах с экстремальными природно-климатическими условиями, решение этой проблемы становится безусловно необходимой.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 1 ноября 1989 г. N 924 по обеспечению безопасной эксплуатации и повышению надежности работы трубопроводов и целевой комплексной программой Миннефтегазстроя "Трубопровод".

Цель работы - повышение эффективности и надежности газонефтепроводов на основе разработки и исследования комплексных процессов гидравлического испытания газонефтепроводов в сложных условиях и технических средств для их реализации. Основные задачи исследования включают:

разработку математической модели гидроиспытания и исследование на ее базе процессов наполнения, подъема давления и'выдержки трубопровода под давлением;

исследование влияния рельефа местности, воздушных мешков на параметры и интенсивность работ по комплексному гидроиспытанию газонефтепроводов;

разработку методов оценки объема оставшегося в трубопроводе воздуха при различных способах заполнения полости водой;

разработку методик гидроиспытания газонефтепроводов в условиях отрицательных температур;

создание и промышленную апробацию новых технологий и технических средств для гидравлического испытания газонефтепроводов в сложных условиях.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь между технологическими параметрами испытания, техническими характеристиками средств

наполнения трубопровода жидкостью или газом, размерами дефектного места, через которое происходит утечка; объемом трубопровода и свойствами металла, объемом жидкости и газа в трубопроводе и их свойствами и предложены аналитические методы контроля процессов наполнения, подъема давления, выдержки трубопровода под давлением.

На основе исследований теоретически обоснована возможность определения в процессе подъема давления объема оставшегося в полости воздуха, величины утечки, а также размера и характера дефекта в трубопроводе.

Предложена методика выбора числа и типа наполнительных агрегатов, схем их соединения в зависимости от диаметра и протяженности участков, рельефа местности и скорости движения поршня.

Разработана не имеющая аналогов методика определения объема и давления оставшегося в трубопроводе воздуха и предложен способ установления предельно допустимой скорости подъема давления.

Определены условия проведения гидравлического испытания трубопроводов при отрицательных температурах и физическая сущность происходящих при этом тепловых процессов, а также области применения методов испытания трубопроводов при отрицательных температурах в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры грунта на уровне заложения трубопровода, от диаметра, конструкции и способа прокладки трубопровода.

Предложены математическое описание тепловых процессов и методики испытания подземного и надземного трубопроводов при отрицательных температурах.

Впервые разработаны и исследованы в натурных условиях комплексные процессы и технические средства гидравлического испытания газонефтепроводов. Новизна этих разработок подтверждена восемью авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Практическая ценность и реализация работы. В результате проведенных исследований для практического использования при гидроиспытании газонефтепроводов в сложных условиях разработаны:

мобильный комплект оборудования в блочном исполнении для гидравлического испытания трубопроводов;

индустриальная технология очистки полости и гидравлического испытания трубопроводов;

комплект очистных и разделительных устройств и норматив>

но-техническая документация по их эффективному использованию при комплексном испытании газонефтепроводов;

методы и программы расчета параметров комплексного гидравлического испытания газонефтепроводов.

Новые разработки прошли опытную и промышленную проверку на объектах АО "Роснефтегазстрой" и РАО "Газпром", приняты межведомственными комиссиями и рекомендованы к серийному производству. Результаты исследований и разработок вошли в состав федеральных строительных норм и правил СНиП Ш-42-80, СНиП 3.06.01 (проект); ведомственных строительных норм ВСН 1-50-74, ВСН 2-128-81, ВСН 157-83. ВСН 219-87, ВСН 005-88. ВСН 011-88, ВСН 012-88; пособий к ВСН 157-83. ВСН 219-87, ВСН 005-88; Свода Правил 111-34-96, рекомендаций Р 616-87 и других нормативно-технических документов. Они используются организациями и предприятиями АО "Роснефтегазстрой", РАО "Газпром", АК "Транснефть", ГЛ "Роснефть" при разработке проектов организации строительства и производства работ, а также при проектировании и изготовлении технических средств испытания.

Объем применения зимних гидравлических испытаний с использованием комплексной технологии и комплекта оборудования в блочном исполнении в ССО "Уралтрубопроводстрой" за 1986-1991 годы составил 3480 км., а в тресте "Уралспецстройтрансгаз" ГП "Уралтранс-

газ" ГГК "Газпром" в 1991 году- 70 км газопроводов.

Промышленное использование предложенных технических и технологических решений повышает надежность газонефтепроводов, снижает стоимость и сроки ввода объектов в эксплуатацию. Экономическая эффективность от использования комплексной технологии и комплекта оборудования в блочном исполнении составляет 1103,2 тыс.руб. на 1000 км газопровода диаметром 1420 мм. Так, в 1988 году этим комплектом в тресте "Татнефтепроводстрой" испытано 460 км магистралей и получена экономия в сумме 507,472 тыс. руб.

Апробация работы. Основные результаты выполненных исследований и разработок доложены на конференциях во ВНИИСТе (октябрь 1968г., март 1970г., июнь 1972г.), на совещаниях, проводимых ВДНХ СССР (июнь 1976г., май 1990г.). на региональных семинарах (Тюмень, Главсибтрубопроводстрой, сентябрь 1976г., Ашхабад, трест "Средазнефтегазстрой", ноябрь 1976г., Уфа, Главвостоктрубопро-водстрой, октябрь 1986г., Сургут, Главтюментрубопроводстрой, ноябрь 1988г., Ростов-на-Дону, Южтрубопроводстрой, ноябрь 1991г., Сургут, Обьтрубопроводстрой, октябрь 1991г.), на Научно-техническом совете Миннефтегазстроя (март 1987г.), на 2-ом международном конгрессе "Диагностика трубопроводов" (Москва, октябрь 1991г.).

Разработки соискателя экспонировались на ВДНХ СССР и отмечены двумя золотыми (1976 г. и 1987 г.) и двумя серебряными (1978г. и 1989 г.) медалями.

В 1991 году работа "Комплексная технология и комплект оборудования в блочном исполнении для гидравлического испытания трубопроводов при отрицательных температурах" удостоена Премии имени И.М. Губкина, а соискатель стал Лауреатом этой Премии.

Публикация. По теме диссертации опубликовано 41 печатная работа, получено 8 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложений и списка литературы из 97 наименований. Содержание изложено на 234 страницах, 35 рисунках и 12 таблицах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертационной работе обоснована актуальность рассматриваемой темы, определена цель научных исследований и практических разработок.

В первой главе определены основные факторы, осложняющие проведение гидроиспытания, дан критический анализ современного состояния теории и практики гидроиспытания магистральных газонефтепроводов в сложных условиях, определены задачи исследований.

В России и за рубежом наиболее эффективным принято считать гидравлическое испытание газонефтепроводов. В качестве общих теоретических предпосылок к исследованиям в этой области использованы основополагающие работы Березина В.Л., Шакирова P.M.. Иванцова О.М.. Колотилова Ю.В., Кривошеина Б.Л., Тугунова П.И., Климовско-го Е.М.. Постникова В.В., Телегина Л.Г., Бородавкина П.П., Козицкого В.И.. Могильного В.И.. Двойриса А.Д. и других.

Однако, несмотря на явные преимущества перед испытанием воздухом или природным газом, широкая практическая реализация гидроиспытания связана с определенными сложностями.

Следует, прежде всего, обратить внимание на испытание газонефтепроводов, проложенных в условиях резкопересеченной местности. На фимере анализа перепадов высот по трассе газопровода Уренгой-Помары-Ужгород установлено, что в России 97 % протяженности газопровода составляют участки с перепадом высот более 50м, из них 25 % - до 100 м, 52 55 - до 150 м и 85 % - от 50 до 300 м.

В работе показано, что при проведении гидравлического испы-

тания трубопроводов в условиях резкопересеченной местности особенно ощутимой становится потребность в создании методов расчета режимов наполнения и выбора рациональных параметров наполнительных агрегатов, так как качественное выполнение работ во многом определяется возможностью создания и поддержания оптимальной скорости заполнения трубопровода водой.

Существенное влияние на проведение и результаты гидроиспытания оказывает воздух, оставшийся в трубопроводе после его заполнения водой. Наличие воздуха требует повышенного расхода энергии на создание испытательного давления, увеличивает время и снижает достоверность результатов испытания, приводит к увеличению зоны разрыва при отказе и росту затрат на восстановительные работы, исключает применение внутритрубных ультразвуковых.дефектоскопов.

Отрицательное влияние воздуха на ход и результаты гидроиспытаний газонефтепроводов отмечается во многих отечественных и зарубежных публикациях. Однако методы определения объема оставшегося в трубопроводе воздуха при различных технологиях его заполнения водой практически полностью отсутствуют.

Значительные трудности возникают при проведении гидроиспытания газонефтепроводов при отрицательных температурах. Риск замерзания воды может свести к нулю все его потенциальные преимущества. В настоящее время этой проблеме уделяется большое внимание.

Особенно остро стоит проблема гидроиспытания газонефтепроводов, сооружаемых в условиях Западной Сибири, Ямбурга и Ямала. Поэтому потребовалось выполнение специальных исследований, направленных на изучение особенностей комплексных процессов испытания газонефтепроводов при отрицательных температурах как наружного воздуха, так и грунта на уровне заложения трубопровода.

Анализ технологий и техники для гидроиспытания газонефте-

проводов в сложных условиях показывает, что существующие насосные агрегаты не могли эксплуатироваться при температуре наружного воздуха ниже минус 10 0 С, а первые отечественные поршни (ДЗК, ДЗК-РЭМ. ОПКЛ и др.) имели малый срок службы и требовали больших затрат ручного труда при изготовлении. Поэтому проблема создания технических средств для гидроиспытаний при низких температурах, в том числе и поршней, предназначенных для эффективного выполнения конкретных технологических операций, была и остается актуальной.

Во второй главе представлена процедура и результаты математического моделирования гидравлического испытания трубопровода.

Поскольку метод испытания неразрывно связан с напорной средой, закачиваемой в трубопровод, совершенствование его должно быть основано, прежде всего, на знании закономерностей изменения параметров напорной среды в процессе испытания.

Известно, что в любой момент времени выполняется условие: суммарный объем жидкости и газа, содержащихся внутри трубопровода, равен его объему. Объемы трубопровода, жидкости и газа могут изменяться под действием давления напорной среды и температуры, а также вследствие подкачки или утечки. После определения приращения объемов жидкости, газа и трубопровода под воздействием различных факторов и подстановки их в исходное условие, получено уравнение, устанавливающее функциональную взаимосвязь между технологическими параметрами испытания (давление, время и температура испытания), техническими характеристиками средств наполнения трубопровода жидкостью или газом (производительность, давление нагнетания), размерами дефектного места, через которое происходит утечка жидкости или газа, объемом трубопровода и свойствами металла, объемом жидкости и газа в трубопроводе и их свойствами.

Общее уравнение взаимосвязи параметров испытания позволяет

- и -

рассмотреть частные случаи, имеющие важное практическое значение: наполнение, подъем давления, выдержка под давлением, в частности, определить: объем оставшегося в трубопроводе воздуха, скорость подъема давления, величину утечки, размер и характер дефекта.

Информационная структура испытания и алгоритм расчета параметров в процессах наполнения, подъема давления, выдержи трубопровода под давлением представлены на рисунке.

- 12 -

Для выполнения расчетов на ПЭВМ разработана программа.

Разработанные методы расчета позволяют осуществить аналитический контроль параметров испытания и тем самым повысить надежность и качество сдаваемого в эксплуатацию объекта, улучшить организацию работ.

В третьей главе исследованы проблемы повышения интенсивности работ по комплексному испытанию трубопроводов, которые неразрывно связаны с совершенствованием процессов заполнения, подъема давления и удаления воды после гидроиспытания.

Проведены исследования и предложена методика оптимального выбора наполнительных агрегатов и схем их соединения для заполнения полости водой в зависимости от диаметра и протяженности участков, рельефа местности и скорости движения поршня.

Установлено, что интенсивность производства работ по испытанию зависит от объема оставшегося в трубопроводе воздуха. Можно ли оценить его? Анализ данных натурных исследований, показывает, что объем оставшегося в трубопроводе воздуха при его заполнении водой с пропуском поршня носит вероятностный характер и подчиняется закону Пуассона. Наиболее вероятная величина объема воздуха в трубопроводе равна 2%. Объем оставшегося в трубопроводе воздуха может достигать 10%. При этом время подъема давления составляет в 20 раз большую величину, чем при отсутствии воздуха.

Трубопровод может заполняться водой как с пропуском поршня, так и без пропуска поршня. После заполнения водой на полное сечение подошвы нисходящего участка воздух на этом участке трубопровода начинает сжиматься, создавая дополнительное сопротивление движению воды, которое можно определить из системы уравнений, составленных для нисходящих участков и нижних точек трассы:

Ро ш2 - П'2) = Р2(Ь2 - Л"2) Р2 + Ь" г = Ь3 + Р4

Ро №4 - Ь'4) = Р4 (Ь4 - 1Г4) Р4 + = + Р6

Ро Шгп- 2п-2)-Ргп -2 №2п-2- Ргп-г4"^ 2п -г = ^2„.1+Р2п

Ро №2п - Ь гп) = Р2п (Ь2П - Ь 2п) Ргп + И"гп = '12п+1+ Р2п + г

где Р - давление воздуха;

Р0 - атмосферное давление;

Ь, И', 1:" - высота нисходящего участка и столба воды в нем соответственно при давлении воздуха равном Ро и Р;

2п-1 - порядковый номер восходящего участка;

2п - порядковый номер нисходящего участка;

п - число вершин продольного профиля трубопровода, п = 1, 2. 3.. ,2п. 2п +1, 2п + 2.

Разработаны расчетные схемы и математические модели для определения объема воздушных пробок при заполнении водой без пропуска поршня трубопровода с водяными затворами и без них. Установлено, что в трубопроводе с водяными затворами остается больший объем воздуха, нежели при их отсутствии.

Дано теоретическое обоснование оптимального давления в трубопроводе, при котором сопротивление движению поршня при удалении воды будет минимальным.

Проведенные теоретические и натурные исследования влияния воздушных мешков на основные параметры заполнения водой и подъем давления в трубопроводе, а также взаимосвязи технических характеристик наполнительных и опрессовочных агрегатов, диаметра и протяженности трубопровода, рельефа местности и скорости движения поршня позволяют рационально планировать и интенсивно выполнять очистку полости и гидравлическое испытание трубопроводов.

Подробно исследован один из основных параметров испыта-ния-скорость подъема давления, которая определяет характер нагру-жения трубопровода и потому также подлежит контролю. Анализ показывает, что эта скорость зависит от объема оставшегося воздуха,

- 14 -

влияние которого особенно велико в начале подъема давления.

В четвертой главе излагаются методики гидроиспытания газонефтепроводов при отрицательных температурах. Такие испытания имеют специфические особенности, обусловленные возрастающей ролью фактора времени. Для организации гидроиспытания в условиях отрицательных температур необходимо знать, при каких условиях закачиваемая в трубопровод вода будет иметь положительную температуру в процессе всего цикла испытаний. Ответ на эти вопросы дают разработанные модели теплотехнических расчетов.

Физическая сущность тепловых процессов при гидроиспытании заключается в следующем. Перед закачкой воды трубопровод имеет отрицательную температуру, равную температуре наружного воздуха -при надземной прокладке, или температуру грунта - при подземной прокладке. В процессе закачки происходит нагрев трубопровода и грунта (теплоизоляции) и охлаждение воды. Поскольку испытываемый трубопровод имеет значительную протяженность, фронт закачиваемой воды быстро охлаждается и, начиная с некоторого расстояния от входа воды в трубопровод, на его стенках будет образовываться ледяная корка. При дальнейшем заполнении из-за менее интенсивного охлаждения воды на начальном участке уже образовавшийся лед растапливается протекающей по его поверхности водой и, следовательно, фронт образования наледи перемещается к концу трубопровода.

Таким образом, если закачивать воду в трубопровод только до момента его полного заполнения, то при достаточной длине трубопровода некоторая часть его в конце участка будет покрыта льдом. Чтобы растопить лед, необходимо продолжать закачивать воду на проток до тех пор, пока температура воды в конце трубопровода не достигнет расчетной, обеспечивающей последующее проведение испытаний без замерзания воды в течение наперед заданного времени.

Многообразие влияющих факторов и существенная нестационарность процессов потребовали разработки специальной математической модели для исследования теплообмена трубопровода с грунтом в процессе его гидроиспытания. Создана программа расчета на ЭВМ, а также методика определения теплотехнических параметров испытания подземных трубопроводов, к которым относятся:

скорость прокачки воды, определяемая выбором суммарной производительности наполнительных агрегатов;

объем (время) прокачки воды через испытываемый участок; температура воды на входе в трубопровод. Выполнены исследования нестационарных тепловых процессов, на основе которых разработана методика проведения теплотехнических расчетов параметров испытания стального надземного теплоизолированного трубопровода при отрицательных температурах. Методика позволяет определить требуемую начальную температуру воды в конце трубопровода, температуру воды в начале участка трубопровода и объем прокачки воды для прогрева участка.

Доказано, что выбор метода гидроиспытания во многом определяется диаметром трубопровода. Это обусловлено тем, что накопление тепла в трубопроводе зависит от объема воды, а потери тепла -от площади наружной поверхности трубопровода. С увеличением диаметра трубопровода отношение объема воды к площади наружней поверхности трубопровода возрастает и, следовательно, накопление тепла идет быстрее, чем его отдача, поэтому вода в трубопроводах большого диаметра замерзает медленнее. В работе определены области применения испытаний трубопроводов с использованием циркуляции воды с естественной температурой водоема, подогретой водой, жидкостями с пониженной температурой замерзания.

В зависимости от температуры наружного воздуха, температуры

грунта на уровне заложения трубопровода, от диаметра, конструкции и способа прокладки трубопровода предложены методы испытания и определены области их применения, указанные в таблице.

Метод гидроиспытания при отрицательных температурах

Испытание водой с утеплением открытых частей трубопровода, арматуры, оборудования и приборов

Испытание прокачкой воды с естественной температурой водоема (река, озеро и т.д.)

Испытание предварительно подогретой водой

Испытание жидкостью с пониженной температурой замерзания

Основная область применения

Подземные трубопроводы при положительной температуре грунта

Подземные без теплоизоляции трубопроводы диаметром 720-1420 мм

Надземные теплоизолированные трубопроводы диаметром 219-720 мм Подземные без теплоизоляции трубопроводы диаметром 219-530 мм

Трубопроводы диаметром до 219 мм

Выполненные исследования и разработки позволили впервые в России нормировать методы гидравлического испытания трубопроводов при отрицательных температурах.

В пятой главе приводятся результаты анализа технологии и технических средств комплексного гидроиспытания газонефтепроводов.

Результатом проведенных научных исследований явилось создание отвечающих современным требованиям строительства комплексной технологии и комплекта оборудования для гидравлического испытания трубопроводов при отрицательных температурах.

Комплексная технология гидравлического испытания обеспечивает сокращение на 40% общего времени очистки полости, испытания и удаления воды и на 60% - объема строительно-монтажных работ за счет совмещения в едином процессе очистки полости и удаления воды из трубопровода после гидроиспытания, увеличения протяженности участков пропуска поршней и других прогрессивных решений.

Для гидроиспытания магистральных и промысловых трубопроводов диаметром до 1420 мм при отрицательных температурах создан комплект оборудования в блочном исполнении. Комплектно-блочное исполнение, укрытие и обогрев агрегатов, дублирование систем запуска насосов, использование оптимальных схем обвязки насосных агрегатов обеспечивает высокую эффективность и надежность новой техники в работе, как при положительных, так и при отрицательных температурах наружного воздуха или грунта на уровне заложения трубопровода, сокращает объем строительно-монтажных работ и общее время очистки полости и гидроиспытания трубопровода.

Комплектность поставки, заводское изготовление, оптимальность компоновок и схем обвязки, эффективность создаваемого оборудования определяют перспективность этих разработок.

Для того, чтобы исключить попадание воздуха в трубопровод в процессе его заполнения водой и обеспечить эффективное проведение комплексного испытания трубопровода разработана серия поршней-разделителей из синтетических материалов повышенной износостойкости. В качестве материала для поршней выбран полиуретан, имеющий высокую упругость и эластичность, малый коэффициент трения о металл трубы, химическую стойкость к нефтегазопродуктам, прочность, обеспечивающую целостность поршня, высокие литейные характеристики, хорошее сцепление с кардной лентой или другими очистными элементами, соответствие требованиям гигиены, промсанитарии и охраны окружающей среды при производстве и применении поршней.

Созданы литые поршни из полиуретана с покрытием кардной лентой, цилиндрические одноманжетные, лабиринтно-манжетные, манжетные и другие конструкции, использование которых позволяет обеспечить плотное прилегание поршня к стенкам трубопровода и качественную его очистку, малый риск застревания, увеличение длины

- 18 -

пробега, широкий спектр технологических возможностей.

Созданные технологические решения, технические средства, методы организации и контроля работ обеспечивают широкое применение комплексного гидравлического испытания трубопроводов.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Разработана математическая модель гидроиспытания и исследована взаимосвязь между технологическими параметрами испытания, техническими характеристиками средств наполнения трубопровода жидкостью или газом, размерами дефектного места, через которое происходит утечка, объемом трубопровода и свойствами металла, объемом жидкости и газа в трубопроводе и их свойствами. Полученные результаты позволяют контролировать процесс испытания и иметь надежную информацию о результатах производства работ на всех стадиях: наполнения, подъема давления, выдержки трубопровода под давлением. Предложено программное обеспечение для расчета на ПЭВМ технологических параметров комплексного испытания.

2. Теоретически обоснована возможность определения в процессе подъема давления объема оставшегося в трубопроводе воздуха, величины утечки, а также размера и характера дефекта в трубопроводе. Разработана методика определения объема и давления оставшегося в газопроводе воздуха. Исследовано влияние оставшегося в трубопроводе воздуха на гидравлическое сопротивление трубопровода и результаты испытания.

Предложены пути интенсификации гидроиспытания газонефтепроводов в сложных условиях, включая методику выбора наполнительных агрегатов и схем их соединения для заполнения полости водой в зависимости от диаметра и протяженности участков, рельефа местности и скорости движения поршня, способ установления предельно допустимой скорости подъема давления.

4. Определены области применения методов испытания трубопроводов при отрицательных температурах в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры грунта на уровне заложения трубопровода, а также от диаметра, конструкции и способа прокладки трубопровода. разработаны математическое описание тепловых процессов и методики испытания подземных и надземных трубопроводов при отрицательных температурах. Созданные методы испытания прошли промышленную апробацию.

5. Созданы и проведены натурные исследования комплексной технологии и комплекта оборудования для гидравлического испытания трубопроводов при отрицательных температурах. Выполненные исследования и разработки позволили впервые в России нормировать на федеральном и отраслевом уровне методы гидравлического испытания трубопроводов при отрицательных температурах. Новизна технических решений подтверждена восемью авторскими свидетельствами и патентами на изобретения. Экономическая эффективность от внедрения новшеств составляет 1103,2 тыс.руб. на 1000 км газопровода диаметром 1420 мм. Работа удостоена Премии имени И.М. Губкина.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

Статьи и научно-технические обзоры

1. Климовский Е.М.. Селиверстов В.Г. Совершенствование технологии и средств очистки полости трубопроводов// Строительство трубопроводов, 1971. N 8. с. 8-9.

2. Бабенко Д.П.. Климовский Е. М.. Селиверстов В.Г. Совершенствование методов испытания магистральных трубопроводов//Стро-ительство трубопроводов, 1971, N 11. с. 29-31.

3. Климовский Е.М., Селиверстов В. Г. Определение параметров удаления воды из трубопроводов цилиндрическими разделителя-

- 20 -

ми//Строительство трубопроводов, 1972, N 7, с. 35-37.

4. Воробьев Н.А, Климовский Е.М., Селиверстов В.Г. Очистка полости. испытание и заполнение нефтью нефтепровода Самот-лор-Усть-Балык-Курган-Уфа-Альметьевск//Строительство трубопроводов, 1973, N 10, с. 22-26.

5. Селиверстов В.Г.. Бобровский С.А. Расчет параметров удаления воды из трубопровода после гидроиспытания. Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. Реф. сб. ЦНТИ ВНИИСТа, 1974, N 8. с. 19-26.

6. Климовский Е.М., Селиверстов В.Г. Очистка полости и испытание магистральных трубопроводов, прокладываемых в районах со сложными природно-климатическими и грунтово-геологическими условиями. Труды ВНИИСТа, выпуск 30, 1974, с. 48-59.

7. Селиверстов В.Г. Повышение качественных показателей очистки полости и испытания трубопроводов. Реф. сб. ЦНТИ ВНИИСТа "Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений", 1975, N 3, с. 7-17.

8. Селиверстов В.Г. Аналитический контроль гидравлического испытания трубопроводов. Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности: Линейное стр-во. Отеч. опыт: Экспресс-информация ВНИИПКтехоргнефтегазстроя. 1987. Вып. 1, с. 9-12.

9. Селиверстов В.Г. Комплексное гидравлическое испытание газопроводов в сложных условиях. Труды ВНИИСТа "Научно-техническое обеспечение строительства трубопроводов нефтегазового комплекса", 1988, с. 94-105.

10. Селиверстов В.Г. Методы гидроиспытания трубопроводов при отрицательных температурах. Стр-во предприятий нефтяной и газовой пром-ти. Серия: Стр-во магистральных труб-дов. Отеч. опыт. Экспресс-информация ВНИИПКтехоргнефтегазстроя. 1988. Вып. 4, с. 2-5.

И. Бортаковский В.С., Кривошеин Б.Л., Селиверстов В. Г. Научно-технический прогресс в строительстве и эксплуатации магистральных нефтегазопроводов. -М.. ВНТИЦентр, 1988. Выпуск: Оперативная аналитическая информация, с. 68.

12. Селиверстов В. Г. Новое в технологии очистки полости и испытания трубопроводов. Труды ВНИИСТа "Очистка полости и испытание магистральных и промысловых трубопроводов", 1989, с. 3-15.

13. Селиверстов В.Г. Уравнение испытания и его практическое приложение. Труды ВНИИСТа "Очистка полости и испытание магистральных и промысловых трубопроводов". 1989, с. 58-71.

14. Селиверстов В.Г. Повышение интенсивности работ по комплексному гидравлическому испытанию трубопроводов. Труды ВНИИСТа "Исследования по вопросам очистки полости и испытания трубопроводов". 1990, с. 3-22.

15. Селиверстов В. Г. Прогрессивные технологические решения очистки полости и испытания трубопроводов. Научно-техн. информ. сб. "Передовой производственный опыт, рекомендуемый для внедрения в строительстве предприятий нефтяной и газовой промышленности". ИИЦ ВНИИПКтехоргнефтегазстроя, 1990. N И, с. 20-22.

16. Seliverstov V.G.. Towt A.I. Complex hydraulic test of pipelines for pressure and tightness. 2-nd interna- tlonal conference PIPE- LINE INSPECTION, Moscow, october 14-18, MSIA "SPECTRUM", 1991. c. 489-492.

17. Селиверстов В.Г., Шор Л.Д. Очистка полости и испытание нефтегазопродуктопроводов. (Техника, годы, люди)//Нефтяное хозяйство. 1993. N 5. с. 21-23.

18. Селиверстов В.г., Зыкин А.П.. Тоут А.И. Новый этап в создании эффективна поршней//Строительство трубопроводов, 1992, N 9, с. 27-30.

19. Селиверстов В.Г., Тоуг А. И.. Королев М. И. Оптимизация параметров переиспытания газопроводов, подверженных стресс-коррозии. Международный симпозиум по проблеме стресс -коррозии Москва, ВНИИСТ, 23-24 ноября 1993г., сборник докладов, с. 142-146.

20. Селиверстов В.Г. Методы испытания трубопроводов высокого давления в Германии. Комплексное научно-информационное обеспечение проблем газовой промышленности: Сб. научн. тр./ИРЦ Газпром. -М., 1995, с. 99-105.

21. Галиуллин З.Т., Селиверстов В.Г. и др. Переиспытание и комплексное обследование магистральных газопроводов, подверженных • стресс-коррозии. Обзорная информация. Серия: Транспорт и подземное хранение газа.-М.. ИРЦ Газпром, 1996, с. 35.

Нормативно-технические документы

22. Климовский Е.М.. Селиверстов В.Г., Тоут А.И. и др. Указания по производству работ при сооружении магистральных стальных трубопроводов. Выпуск 7. Очистка полости и испытание магистральных трубопроводов. ВСН 1-50-74/Миннефтегазстрой. - М.: ЦНТИ ВНИ-ИСТа, 1974, с. 98.

23. Прокофьев В. И., Климовский Е.М., Селиверстов В. Г. и др. Инструкция по организации очистки полости, испытания и удаления воды при поточном строительстве магистральных трубопроводов крупными механизированными комплексами. ВСН 2-128-81. - М., ВНИИСТ, 1982, с. 112.

24. Климовский Е.М., Рождественский В.В., Селиверстов В. Г. и др. Инструкция по производству очистки полости и испытанию строящихся магистральных трубопроводов. ВСН 157-83/Миннефтегазс-трой.-М., ВНИИСТ. 1984, С. 122.

25. Зайцев К.И.. Красулин И.Д., Селиверстов В.Г. и др. Строительство промысловых стальных трубопроводов. ВСН 219-87/ Миннеф-

- 23 -

тегазстрой. - М.. ВНИИСТ. 1987, с. 87.

26. Габелая Р. Д., Головин С. В., Селиверстов В. Г. и др. Пособие по технологии и организации строительства промысловых трубопроводов Ямбургского газоконденсатного месторождения к ВСН 005-88/Миннефтегазстрой.- М., ВНИИСТ, 1989, с. 40.

27. Шакиров P.M., Зайцев К.И.,, Селиверстов В.Г. и др. Предложения по техническим и технологическим решениям для строительства магистральных и промысловых трубопроводов на полуострове Ямал. - М., ВНИИСТ, 1987, с. 97.

28. Подгорбунский Е.А., Селиверстов В.Г., Ханкин В.П. и др. Рекомендации по очистке полости и испытанию промысловых трубопроводов при отрицательных температурах в условиях Западной Сибири, Ямбурга и Ямала. Р 616-87. - М.. ВНИИСТ, 1987, с.

29. Селиверстов В.Г., Ханкин В.П., Порошин В.П. и др. Расчет режимов наполнения трубопроводов при гидравлических испытаниях. Пособие к Инструкции по производству очистки полости и испытанию строящихся магистральных трубопроводов. ВСН 157-83/Миннефтегаэс-трой. - М., ВНИИСТ, 1987.'с. 32.

30. Зайцев К.И., Красулин И.Д., Селиверстов В.Г. и др. Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация. ВСН 005-88/Миннефтегазстрой. - М., ВНИИСТ, 1989, с. 102.

31. Шакиров P.M., Красулин И. Д., Селиверстов В. Г. и др. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Очистка полости и испытание. ВСН 011-88/Миннефтегазстрой. - М.. ВНИИСТ, 1989, с. 112.

32. Зайцев К.И., Чабуркин В.Ф., Селиверстов В.Г. и др. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Часть 1. ВСН 012-88/Миннефтегазстрой. -М., ВНИИСТ, 1989, с. 104.

33. Селиверстов В.Г., Телегин Л.Г.. Копышевский В.В. Свод Правил. Сооружение магистральных газопроводов. Очистка полости и испытание газопроводов. ИРЦ Газпром, 1997. с. 69.

Авторские свидетельства и патенты на изобретения

34. Селиверстов В.Г., Халлыев Н.X. Устройство для герметичного перекрытия трубопроводов. A.c. N 302551 БИ, N 15. 1971

35. Селиверстов В. Г., Климовский Е.М., Нейфельд И.Е. и др. Устройство для индикации местоположения поршня в трубопроводе. Автор, свид. N 315035, БИ, N 28, 1971.

36. Селиверстов В.Г., Климовский Е.М., Головкин H.A. и др. Заглушка для герметизации полых изделий типа труб. Автор, свид. Н 338805, БИ, N 16, 1972.

37. Селиверстов В.Г.. Климовский Е.М.. Седых А.Д. и др. Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода. Автор. СВИД. N 444573, БИ, N 36, 1974.

38. Селиверстов В.Г., Климовский Е.М., Романов П.Д. и др. Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов. Автор. свид. N 452374, БИ. N 45, 1974.

v 39. Селиверстов В. Г.. Тоут А. И., Шакиров P.M. и др. Наполни-тельно-опрессовочная станция для испытания трубопроводов. Автор, свид. N 1645638, БИ, N 16, 1991

40. Селиверстов В.Г., Тоут А.И., Зыкин А.П. Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода. Патент РФ N 2027534

41. Селиверстов В.Г., Королев М.И., Тоут А.И., Зверяев Е.М. Способ переиспытания действующего трубопровода. Положительное решение ВНИИГПЭ от 11.01.96 по заявке от 07.04.94 N 94012076/06

Соискатель

В.Г. Селиверстов