Способ химической очистки внутренней поверхности трубопроводов

Изобретение относится к химической очистке внутренней поверхности нефтяного трубопровода. Способ включает подготовку очищаемого участка трубопровода и его химическую обработку реагентом, которую осуществляют путем создания не менее двух пробок химического реагента, для формирования которых вначале запускают в трубопровод поршень, затем второй поршень, заполняют пространство между указанными поршнями химическим реагентом, запускают в трубопровод третий поршень и заполняют пространство между вторым и третьим поршнями химическим реагентом, и посредством инертного газа обеспечивают перемещение созданных пробок внутри трубопровода из начальной точки очищаемого участка в конечную точку со скоростью не более 1 км/час при условии создания противодавления инертным газом не менее 2 кг/см². Выполняют не менее двух циклов перемещения пробок, затем не менее чем через 24 часа и после запуска двух очистных скребок через участок трубопровода пропускают не менее двух пробок адсорбционного светлого нефтепродукта с последующим извлечением загрязненного нефтепродукта, а после извлечения последнего объема загрязненного нефтепродукта осуществляют контроль степени очистки трубопровода. Изобретение обеспечивает эффективную очистку трубопровода при соблюдении экологических требований. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к химической очистке внутренней поверхности трубопроводов: магистральных нефтегазопродуктопроводов, а также других технологических трубопроводов.

Известен способ очистки трубопровода с помощью жидкого растворителя, в соответствии с которым через внутреннюю поверхность трубопровода продвигают сжатым газом ограниченный между двумя разделителями объем растворителя (Авторское свидетельство СССР №248427, опубл. 16 07.1968, МПК C23G).

Однако применение данного способа очистки не позволяет достичь высокой эффективности из-за недостаточного выноса загрязнений из очищаемой полости трубопровода.

Известен также способ очистки полости трубопроводов механическим воздействием на очищаемую поверхность с последующей промывкой трубопровода химическим реагентом, в качестве которого применяют пенообразующее вещество, например вещество типа АНП-2 с водой (авторское свидетельство СССР №709198, МКИ В08В 9/02, опубл. 21.12.77).

Недостатком известного способа является невозможность ограничить и контролировать расход химического реагента при обработке с его помощью внутренней поверхности трубопровода, результатом чего является безвозвратная потеря химического реагента при его сливе на рельеф местности и ухудшение экологического состояния окружающей среды.

Известен способ обезжиривания труб и смонтированных трубопроводов, в соответствии с которым через внутреннюю поверхность трубопровода продвигают сжатым газом ограниченный между двумя разделителями объем растворителя (химического реагента), причем перед полостью с растворителем создают давление 0,7-1.2 атм (Авторское свидетельство СССР №1092212, опубл. 15.05.1984, МПК C23G 5/00).

Недостатком данного способа является то, что в объем между разделителями проникает сжатый газ, обеспечивающий перемещение названного объема и возникающий газовый пузырь препятствует эффективному удалению загрязнений внутренней поверхности трубопровода.

Известен способ химической очистки внутренней поверхности трубопроводов химическими реагентами путем продвижения сжатым газом через полость трубопровода, ограниченную двумя разделителями объема жидких химреагентов, подпираемого вытесняемой из трубопровода средой, при этом из верхней части полости трубопровода, ограниченной разделителями в двух местах по ее концам отделяют от химического реагента сжатый газ, проникающий в ограниченную полость через не герметичные участки мест контакта разделителя с трубопроводом, образующий газовый пузырь в месте отделения, и выпускают сжатый газ в полость трубопровода с вытесняемой средой (Патент РФ №2.243.293, опубл. 27.12.2004 г., МПК C23G 3/04, C23G 5/00).

Недостатком этого способа, который принят в качестве прототипа, является сложность его реализации, предусматривающая использование специально разработанного для него устройства.

Технической задачей изобретения является создание способа химической очистки внутренней поверхности трубопроводов, посредством применения химического реагента, который осуществляется посредством применения конструктивно простого оборудования.

Техническим результатом является создание способа химической очистки внутренней поверхности трубопроводов от загрязнений, обеспечивающего эффективную очистку при условии соблюдения экологических требований.

Решение поставленной технической задачи и достижение технического результата обеспечиваются тем, что в способе химической очистки внутренней поверхности нефтяного трубопровода, включающем подготовку очищаемого участка трубопровода к химической обработке и его химическую обработку химическим реагентом, заключенным между поршнями, перемещающимся под действием инертного газа внутри трубопровода химическую обработку внутренней поверхности трубопровода осуществляют путем создания не менее двух пробок химического реагента. Для формирования названных пробок вначале запускают в трубопровод поршень, затем второй поршень, заполняют пространство между указанными поршнями химическим реагентом, запускают в трубопровод третий поршень и заполняют пространство между вторым и третьим поршнями химическим реагентом, обеспечивают перемещение созданных пробок внутри трубопровода из начальной точки очищаемого участка в конечную точку со скоростью не более 1 км/час при условии создания противодавления инертным газом не менее 2 кг/см². После достижения поршнями конечной точки очищаемого участка трубопровода, поршни перемещают в обратном направлении, при этом выполняют не менее двух циклов перемещения пробок внутри очищаемой поверхности трубопровода, а по достижению поршнями их начальной точки очищаемого участка трубопровода отработанный химический реагент извлекают и утилизируют. Затем не менее чем через 24 часа после пропуска пробок химического реагента в очищаемый участок трубопровода запускают два очистных скребка и осуществляют пропуск через упомянутый участок трубопровода не менее двух пробок адсорбционного светлого нефтепродукта с последующим извлечением загрязненного адсорбционного нефтепродукта из очищаемого участка трубопровода. Пропуск адсорбционного светлого нефтепродукта повторяют не менее двух раз, а после извлечения из трубопровода последнего объема упомянутого загрязненного нефтепродукта осуществляют контроль степени очистки трубопровода путем пропуска через очищаемый участок трубопровода контрольного объема светлого нефтепродукта, слива данного объема нефтепродукта и проведение его химического анализа, причем в качестве упомянутого химического реагента используют реагент, обеспечивающий максимальную концентрацию насыщения не менее 50 кг/м³ и растворяющую способность не менее 10 г/л при минимальной коррозионной активности по отношению к материалу трубопровода.

В качестве газа для перемещения поршней используют инертный газ, например азот. Для адсорбирования остатков отложений и химического реагента на стенках трубопровода после пропуска через трубопровод химического реагента используют светлый нефтепродукт, например дизельное топливо качества не ниже ЕВРО-5. В качестве очищаемого участка трубопровода выбирают участок длиной не менее 5 км. Объем реагента в пробке составляет не менее 10 м³. Объем светлого нефтепродукта (дизельного топлива) в адсорбционной пробке составляет не менее 10 м³. При проведении контрольной прокачки трубопровода объем светлого нефтепродукта в контрольной пробке составляет не менее 10 м³. В случае успешной очистки трубопровода при проведении химического анализа контрольной пробки содержание серы не более 10 ppm.

Сущность изобретения поясняется схемами, представленными на фигурах, где:

на фиг. 1 представлена схема очистки трубопровода пробками химического реагента;

на фиг. 2 представлена схема прокачки через трубопровод светлого нефтепродукта, адсорбирующего остатки загрязнений и химического реагента, сохранившиеся на внутренней поверхности трубопровода после прокачки пробок химического реагента;

на фиг. 3 представлена схема прокачки через трубопровод контрольной пробки светлого нефтепродукта.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом. В начале подлежащий очистке трубопровод делят на отдельные очищаемые участки. Обычно протяженность участка 45-55 км. Резервные нитки выделяют в отдельные участки путем врезки. На разделенных участках для запасовки, пуска, приема, извлечения поршней полиуретановых литых (ППЛ), поршней разделительных внутритрубных (ПРВ-1), пробок химического реагента-растворителя асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), адсорбционных и контрольных пробок светлого нефтепродукта используют существующие камеры пуска и приема средств очистки и диагностики (КПП СОД), а также монтируют при необходимости временные КПП СОД. Для закачки инертного газа, например, азота, слива химического реагента, слива светлого нефтепродукта при приеме пробок, выпуска инертной газовой смеси (ИГС) и контроля давления на КПП СОД монтируют необходимое запорное и контрольное оборудование. К узлам КПП СОД при необходимости сооружают подъездные пути, готовят площадки для заезда и выезда транспорта и спецтехники, а также площадки для расстановки оборудования. Перед началом очистки с применением химического реагента, обеспечивающего растворение АСПО, для подтверждения отсутствия нефти в нефтепроводе на каждом подлежащим очистке участке выполняют подготовку участка к химической очистке пропуском двух ППЛ и ПРВ1. Направление движения ППЛ и ПРВ1 определяется в зависимости от профиля трассы участка магистрального нефтепровода (МН). Дальнейшую работу с применением растворителя АСПО начинают только после выполнения следующих условий: количество принесенных остатков нефти - не более 50 л; проверка показывает, что в контрольных участках нефть отсутствует. Параллельно в химической лаборатории проводят анализ образцов трубопровода с твердыми отложениями с целью подбора наиболее эффективного химического реагента для очистки трубопровода. Подбор химического реагента осуществляют на основе лабораторного анализа отложений исходя из обеспечения максимальной концентрации насыщения не менее 50 кг/м³ и растворяющей способности реагента не менее 10 г/л при минимальной коррозионной активности по отношению к материалу трубопровода. После выбора химического реагента и очистки трубопровода в процессе вышеописанных механических операций приступают к формированию первой пробки химического реагента - растворителя АСПО, которая условно состоит из двух равных частей в начале очищаемого участка по схеме: ПРВ-1 (позиция 3 на фиг. 1) - пробка растворителя 4 - ПРВ-1 3 - пробка растворителя 4 - ПРВ-1. Предварительно запустив в трубопровод ППЛ 2, ППЛ 2 и ПРВ-1 на расстояние не менее 5 км. Далее осуществляют запуск пробки из начальной точки очищаемого участка в конечную точку. Для перемещения пробки используют инертный газ 5. Движение пробки должно осуществляться со скоростью, которая обеспечивала бы необходимое время контакта растворителя АСПО с каждой точкой внутренней поверхностью нефтепровода. Для равномерного движения пробки растворителя АСПО и сокращения его перепуска через ПРВ при движении на конце очищаемого участка необходимо создать противодавления величиной не менее 2 кгс/см². Разница перепада давления в движении пробки до и после пробки должна составлять не более 2 кгс/см² для предотвращения роста скорости пробки. В конце очищаемого участка принимают ППЛ, ППЛ и ПРВ-1, а также пробку химического реагента с растворенными в ней АСПО. Затем названную пробку направляют в обратном направлении (реверсом). При поступлении этой пробки в начало очищаемого участка химический реагент загрязненный АСПО извлекают и утилизируют. При наличии отклонений в режиме пропуска пробки, использованный химический реагент, растворяющий АСПО, может быть пропущен через обрабатываемый участок трубопровода в третий раз совместно с пробкой адсорбционного светлого нефтепродукта.

После прохождения внутри участка 1 трубопровода пробок химического реагента 4 на внутренней поверхности трубопровода остается пленка химического реагента, который продолжает растворять АСПО. В связи с этим второй этап очистки трубопровода путем проталкивания через него пробки адсорбирующего светлого нефтепродукта начинают не ранее чем через 24 часа. Через указанный период времени в трубопровод запускают два очистных скребка ПРВ-1 на 5 км вперед, а затем начинают формирование пробки адсорбционного светлого нефтепродукта в начале очищаемого участка (фиг. 2) по схеме: ПРВ-1 - пробка адсорбционного светлого нефтепродукта (позиция 6 на фиг. 2) ПРВ-1, запуск пробки из начальной точки очищаемого участка в конечную точку. В конце очищаемого участка принимают оба ПРВ и пробку с адсорбционным светлым нефтепродуктом, который затем утилизируют. Операцию по пропуску адсорбционного светлого нефтепродукта повторяют не менее 2-х раз.

При движении пробок химического реагента, растворяющего АСПО, и светлого адсорбирующего продукта нефтепродукта осуществляют непрерывное отслеживание ПРВ бригадами сопровождения; оснащенными низкочастотными локаторами и средствами связи. Контрольные пункты бригад сопровождения для обнаружения сигналов передатчика, установленного на ОУ, размещаются строго над осью трубопровода, с шагом не более 5 км, а также на соединительных элементах нефтепровода.

Завершающей операцией способа является определение качества очистки участков нефтепровода (фиг. 3). С этой целью через подвергнутый очистке участок трубопровода осуществляют пропуск контрольной партии светлого нефтепродукта 7 (фиг. 3), например, дизельного топлива качества ЕВРО 5. Пропуск контрольной пробки светлого нефтепродукта 7 из начальной точки участка в конечную осуществляют со скоростью 0,4-0,6 км/ч. Объем контрольной пробки светлого нефтепродукта и скорость ее движения по очищаемому участку рассчитывается с учетом:

- отбора проб в конечной точке участка в головной части пробки, в середине пробки и в хвостовой ее части;

- обеспечением не менее двух минут промежутка по времени между отбором проб.

Для своевременного отбора проб светлого нефтепродукта производят расчет времени приема пробки светлого нефтепродукта и контроль ее прохождения через контрольные точки очищенного участка, которые определяются согласно профилю трассы.

Место отбора ходовых проб контрольной партии светлого нефтепродукта определяют на профиле нефтепровода перед приемом продукта в емкости хранения. Отбор проб осуществляют через пробоотборное устройство, установленное на горизонтальном сегменте нефтепровода, в пробоотборник. Объем единичной отбираемой пробы должен обеспечить проведение анализа в соответствии с выбранными критериями но не менее 3 л. Качество очистки рассматривается как достаточное при условии, что содержание серы в отобранной пробе не более 10 ppm.

1. Способ химической очистки внутренней поверхности нефтяного трубопровода, включающий подготовку очищаемого участка трубопровода к химической обработке и его химическую обработку реагентом, заключенным между поршнями, перемещающимися под действием инертного газа внутри трубопровода, отличающийся тем, что химическую обработку внутренней поверхности трубопровода осуществляют путем создания не менее двух пробок химического реагента, для формирования которых вначале запускают в трубопровод поршень, затем второй поршень, заполняют пространство между указанными поршнями химическим реагентом, запускают в трубопровод третий поршень и заполняют пространство между вторым и третьим поршнями химическим реагентом, обеспечивают перемещение созданных пробок внутри трубопровода из начальной точки очищаемого участка в конечную точку со скоростью не более 1 км/час при условии создания противодавления инертным газом не менее 2 кг/см², после достижения поршнями конечной точки очищаемого участка трубопровода поршни перемещают в обратном направлении, при этом выполняют не менее двух циклов перемещения пробок внутри очищаемой поверхности трубопровода, а по достижению поршнями их начальной точки очищаемого участка трубопровода отработанный химический реагент извлекают и утилизируют, затем не менее чем через 24 часа после пропуска пробок химического реагента в очищаемый участок трубопровода запускают два очистных скребка и осуществляют пропуск через упомянутый участок трубопровода не менее двух пробок адсорбционного светлого нефтепродукта с последующим извлечением загрязненного адсорбционного нефтепродукта из очищаемого участка трубопровода, причем пропуск адсорбционного светлого нефтепродукта повторяют не менее двух раз, а после извлечения из трубопровода последнего объема упомянутого загрязненного нефтепродукта осуществляют контроль степени очистки трубопровода путем пропуска через очищаемый участок трубопровода контрольного объема светлого нефтепродукта, слива данного объема нефтепродукта и проведение его химического анализа, причем в качестве упомянутого химического реагента используют реагент, обеспечивающий максимальную концентрацию насыщения не менее 50 кг/м³ и растворяющую способность не менее 10 г/л при минимальной коррозионной активности по отношению к материалу трубопровода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа для перемещения поршней используют азот.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве светлого нефтепродукта используют дизельное топливо качества не ниже ЕВРО-5.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длина очищаемого участка трубопровода составляет не менее 5 км.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем реагента в пробке составляет не менее 10 м³.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем светлого нефтепродукта в адсорбционной пробке составляет не менее 10 м³.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем светлого нефтепродукта в контрольной пробке составляет не менее 10 м³.