способ ремонта газопровода

Формула изобретения

Способ ремонта газопровода, заключающийся в отключении аварийного участка газопровда (АУГ) от магистрального газопровода посредством запорной арматуры - линейных кранов, освобождении отключенного АУГ от природного газа, установке надувных шаров для отсечения в АУГ мест проведения огневых работ при замене дефектных труб, отличающийся тем, что последовательно разделяют АУГ на секции с учетом равенства в них объемов ремонтных работ, для чего в начале и конце каждой секции на ее границах выполняют технологические отверстия, отсекают секцию надувными шарами, продувают ее и заполняют выхлопными газами, после чего разрезают АУГ на границе секций на полуучастки с установкой на их концах заглушек, а огневые работы и замену дефектных труб ведут одновременно на каждой секции, причем в зависимости от объема ремонтных работ на АУГ назначают число полуучастков не менее двух, а технологические отверстия в пределах АУГ за исключением первого и последнего выполняют на подлежащих замене дефектных трубах, при этом заглушки устанавливают на концах подлежащих замене дефектных труб и совместно с ними удаляют заглушки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано при ремонте магистральных газопроводов путем их секционирования на участки за счет перекрытия запорной арматуры (линейных кранов) с последующей вырезкой дефектных труб и замены их новыми.

Основной и самый дорогостоящий элемент магистрального газопровода - это сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод, который разделен запорной арматурой (линейными кранами) на участки. Длина этих участков может достигать до тридцати километров. Как правило, магистральные газопроводы заглублены в грунт, обычно, на глубину не менее 0,8 м до верхней образующей трубы. На подземные газопроводы воздействуют коррозионно-активные грунты. Несмотря на противокоррозионное изоляционное покрытие газопровода, наличие станций катодной и дренажной защиты, металл труб за длительный период эксплуатации подвергается коррозионному износу. В пределах одного участка газопровода труб, подверженных коррозии, может быть три и более, и они могут располагаться друг от друга на расстоянии в несколько километров.

Под воздействием коррозионного износа металла уменьшается толщина стенки труб, что приводит к возникновению аварийных ситуаций на газопроводах. Для устранения возникших аварийных ситуаций необходимо проведение предупредительного ремонта, включающего в себя одновременную замену трех и более поврежденных труб на одном участке газопровода с выполнением огневых работ. Огневые работы на газопроводе производятся после секционирования трубопровода, а именно после отключения аварийного участка от газопровода и отсечения места проведения огневых работ от самого участка газопровода.

Известен способ ремонта действующего трубопровода с его секционированием путем перекрытия его поперечного сечения устройством типа гелеобразного упруговязкого разделительного перекрывающего поршня (см. патент РФ 2005951, кл. F 16 L 55/18, 1990).

Недостатком данного способа ремонта трубопровода с его секционированием посредством указанного запорного устройства является низкая надежность герметизации внутренней полости трубы при проведении огневых работ на трубопроводах больших диаметров, а также сложность установки электромагнитов на подземный трубопровод.

В качестве прототипа выбран способ ремонта действующего газопровода (см. "Типовая инструкция по безопасному ведению огневых работ на газовых объектах Мингазпрома СССР". М. , 1989. ). В соответствии с этим способом огневые работы производятся после секционирования трубопровода, а именно отключения аварийного участка от магистрального газопровода посредством запорной арматуры (линейных кранов), освобождения аварийного участка газопровода от природного газа и установки надувных резиновых шаров для отсечения места непосредственного проведения огневых работ от аварийного участка газопровода. Затем выполняются огневые работы по замене дефектной трубы с соблюдением требований безопасности.

Недостатком данного способа ремонта газопровода является то, что этот способ исключает возможность проведения огневых работ одновременно в нескольких местах на одном аварийном участке газопровода без разделения этих мест между собой запорной арматурой или без исключения взаимовлияния огневых работ, выполняемых одновременно в нескольких местах на одном аварийном участке газопровода (см. "Типовая инструкция по безопасному ведению огневых работ на газовых объектах Мингазпрома СССР". М. , 1989, пункт 3.1.15). Это приводит к организации длительных ремонтных работ по последовательной замене дефектных труб на аварийном участке газопровода, к вырезке дополнительных технологических отверстий в трубах, не подлежащих замене, и, как следствие, последующей заварке заплат на эти технологические отверстия, к безвозвратной потере значительных объемов природного газа, неоднократно стравливаемого в окружающую среду из полости аварийного участка газопровода, а также к увеличению общего времени устранения аварийной ситуации на газопроводе и, как следствие, к сокращению поставок газа потребителю из-за длительной неработоспособности аварийного участка газопровода.

Технический эффект предложенного изобретения заключается в повышении производительности ремонтных работ, осуществляемых с выполнением огневых работ на аварийном участке газопровода, в сокращении общего времени простоя газопровода в ремонте, в уменьшении числа технологических отверстий, выполняемых на трубах, не подлежащих замене, и, как следствие, в уменьшении числа заплат на эти технологические отверстия, а также в сокращении сбросов природного газа из внутренней полости аварийного участка газопровода в окружающую среду.

Поставленная цель достигается тем, что способ ремонта газопровода, состоящий из отключения аварийного участка газопровода от магистрального газопровода за счет перекрытия запорной арматуры (линейных кранов), освобождения аварийного участка от природного газа, установки надувных резиновых шаров для отсечения места проведения огневых работ от аварийного участка газопровода, непосредственно огневых работ по замене дефектных труб, согласно изобретению производится разделение аварийного участка газопровода, отключенного от магистрального газопровода посредством запорной арматуры (линейных кранов), на секции в зависимости от количества дефектных труб, подлежащих вырезке, расстояния между дефектными трубами, подлежащими вырезке, и профиля трассы аварийного участка газопровода, причем размеры секций назначаются равными между собой по физическим объемам ремонтных работ и, следовательно, равными по времени выполнения ремонтных работ, при этом границы этих секций проходят по дефектным трубам, подлежащим вырезке, а технологические отверстия, за исключением первого и последнего технологических отверстий, подготавливаются на дефектных трубах, подлежащих вырезке, а все сферические заглушки привариваются к дефектным трубам, подлежащим вырезке, и эти сферические заглушки удаляются вместе с этими дефектными трубами.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенное отличие".

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен аварийный участок газопровода, а на фиг. 2 - 9 - технологические этапы подготовки аварийного участка газопровода к ремонтным работам с заменой дефектных труб. Газопровод 1 содержит запорную арматуру (линейные краны) 2 и 3, аварийный участок газопровода 4, дефектные трубы, подлежащие вырезке, 5, 6 и 7, технологические отверстия 8, 9 и 15, надувные резиновые шары 10, 11, 13, 14 и 17, секции аварийного участка газопровода 12, 16, 18 и 19, сферические заглушки 20, а также два независимых друг от друга полуучастка (21) и (22) аварийного участка газопровода (4).

Ниже приводится конкретный порядок осуществления заявляемого способа.

Производится обследование газопровода (1) любым известным способом, например, с использованием внутритрубных диагностических снарядов. В результате обследования газопровода (1) определяется аварийный участок газопровода (4), на котором имеются поврежденные коррозией и подлежащие замене трубы (5), (6) и (7).

Ремонтные работы производятся с отключением аварийного участка газопровода (4) от газопровода (1) посредством запорной арматуры (линейных кранов) (2) и (3), освобождения аварийного участка газопровода (4) от природного газа. Природный газ стравливается в атмосферу через свечи технологический обвязки запорной арматуры (линейных кранов) (2) и (3).

Затем, в зависимости от количества дефектных труб, подлежащих вырезке, (5), (6) и (7), расстоянию между этими дефектными трубами (5), (6) и (7) и вертикального профиля трассы аварийного участка газопровода (4), определяются границы секций (12), (16), (18) и (19), на которые будет произведено разделение аварийного участка газопровода (4), отключенного от магистрального газопровода (1) посредством запорной арматуры (линейных кранов) (2) и (3). Длина секций (12), (16), (18) и (19) аварийного участка газопровода (4) назначается таким образом, чтобы секции (12), (16), (18) и (19) были равны между собой по физическим объемам ремонтных работ и, следовательно, равны по времени выполнения ремонтных работ, а их границы проходили по дефектным трубам, подлежащим вырезке, (5), (6) и (7). Затем производится нумерация дефектных труб, подлежащих вырезке, (5), (6) и (7), технологических отверстий (8), (9) и (15) и секций (12), (16), (18) и (19) аварийного участка газопровода (4). Нумерацию производят, начиная от запорной арматуры (линейного крана) (2), расположенного в начале аварийного участка газопровода (4) по ходу движения природного газа в магистральном газопроводе (1).

Затем производятся земляные работы. Вначале вскрываются трубы аварийного участка газопровода (4), на которых будут вырезаться технологические отверстия (8), (9) и (15) для последующей установки надувных резиновых шаров (10), (11), (13) и (15). Далее производят вскрытие дефектных труб, подлежащих вырезке, (5), (6) и (7).

Перед началом производства огневых работ производят отключение станций катодной защиты. Огневые работы на аварийном участке газопровода (4) начинаются с вырезки первого технологического отверстия (8), которое располагается па трубе, не подлежащей замене, но в максимальной близости к началу первой дефектной трубы, подлежащей вырезке, первой секции (12) аварийного участка газопровода (4). В технологическое отверстие (8) устанавливается надувной резиновый шар (10). Следующее технологическое отверстие (9) подготавливается на последней дефектной трубе, подлежащей вырезке, (5) первой секции (12) аварийного участка газопровода (4) (фиг. 2).

После установки в технологическое отверстие (9) надувного резинового шара (11) производится продувка внутренней полости первой секции (12) аварийного участка газопровода (4) воздухом и последующее заполнение внутренней полости секции (12) аварийного участка газопровода (4) инертным газом, например выхлопными газами. При этом технологическое отверстие (8) служит для подачи воздуха и выхлопных газов в полость трубопровода, а технологическое отверстие (9) - для сброса остатков природного газа, а затем и воздуха из внутренней полости секции (12) аварийного участка газопровода (4) в атмосферу (см. фиг. 2).

После заполнения внутренней полости секции (12) аварийного участка газопровода (4) выхлопными газами производится переустановка надувных резиновых шаров в следующем порядке: в технологические отверстия (8) и (9) с противоположной стороны к уже установленным надувным резиновым шарам (10) и (11) устанавливаются новые надувные резиновые шары (13) и (14) (фиг. 3). Затем ранее установленный надувной резиновый шар (10) снимается (фиг. 4). Таким образом, в пределах секции (12) аварийного участка газопровода (4), ограниченной надувными резиновыми шарами (13) и (14), внутренняя полость газопровода оказалась заполненной выхлопными газами.

Далее на другой дефектной трубе (6), расположенной в конце второй секций (16) аварийного участка газопровода (4), вырезается следующее технологическое отверстие (15). В это технологическое отверстие (16) устанавливается ранее снятый надувной резиновый шар (10) (фиг. 5). При этом из технологического отверстия (9) удаляется надувной резиновый шар (11) (см. фиг. 6). Затем производится продувка внутренней полости второй секции (16) аварийного участка газопровода (4), расположенного между технологическими отверстиями (9) и (15), и последующее заполнение этой полости выхлопными газами. При этом технологическое отверстие (9) служит для подачи воздуха и выхлопных газов в полость трубопровода, а технологическое отверстие (15) - для сброса остатков природного газа, а затем и воздуха из внутренней полости секции (16) аварийного участка газопровода (4) в атмосферу (см. фиг. 6).

После завершения этой работы производится переустановка надувных резиновых шаров в технологических отверстиях (9) и (15), а именно в технологические отверстия (9) и (15) устанавливаются дополнительные надувные резиновые шары (11) и (17). Таким образом, в переделах секции (16) аварийного участка газопровода (4), ограниченной надувными резиновыми шарами (11) и (17), внутренняя полость газопровода оказалась заполненной выхлопными газами (фиг. 7).

В указанном порядке производится продувка воздухом и заполнение выхлопными газами внутренних полостей последующих секций (18) и (19) аварийного участка газопровода (4) и установка надувных резиновых шаров (фиг. 8). Переустановка надувных резиновых шаров по предлагаемой схеме исключает как выдувание выхлопных газов из внутренних полостей секций аварийного участка газопровода (4), так и возможное проникновение природного газа в полости этих секций. При этом последнее технологическое отверстие последней секции (19) аварийного участка газопровода (4) располагается на трубе, не подлежащей вырезке, но в максимальной близости к концу последней дефектной трубы, подлежащей вырезке, (7).

По завершении заполнения внутренних полостей секций аварийного участка газопровода (4) выхлопными газами выполняются огневые работы по разрезке дефектной трубы (6), расположенной в средней части аварийного участка газопровода (4), причем по этой дефектной трубе (6) проходит граница, разделяющая две смежные секции (16) и (18) (фиг. 9). К концам двух полуучастков, образовавшихся в результате этой технологической операции, привариваются сферические заглушки (20). При этом сферические заглушки (20) привариваются к дефектной трубе, подлежащей вырезке, (6). Таким образом, взамен одного участка газопровода (4) получаются два независимых друг от друга полуучастка (21) и (22), на которых возможно одновременное ведение огневых работ с соблюдением требований безопасности и которые отсечены от магистрального газопровода (1) как запорной арматурой (линейными кранами) (2) и (3), так и сферическими заглушками (20).

При необходимости в приведенном выше порядке производится последующее разделение полуучастков (21) и (22) на независимые друг от друга части. При этом используются все ранее подготовленные технологические отверстия (8), (9) и ( 15) и установленные в них надувные резиновые шары, а все сферические заглушки (20) привариваются к дефектным трубам, подлежащим вырезке, и эти сферические заглушки (20) в процессе ремонтных работ, по мере замены дефектных труб, удаляются вместе с дефектными трубами.

Последующие этапы ремонтных работ с одновременным ведением огневых работ по замене дефектных труб на независимых друг от друга полуучастках (21) и (22) аварийного участка газопровода (4) выполняются с использованием известных технологий по замене труб на действующих газопроводах. При этом число технологических отверстий, подготовленных на аварийном участке газопровода, уменьшается вместе с числом удаленных дефектных труб. Все сварные стыки на вновь вваренных трубах подвергаются дефектоскопии методами неразрушающего контроля.

По завершении огневых работ вскрытые участки газопровода изолируются, производится обратная засыпка газопровода грунтом. Участок подвергается испытанию и после включения станций катодной защиты сдается в эксплуатацию.

Способ ремонта газопровода предполагается внедрить на двухниточной системе магистральных газопроводов "Уренгой-Сургут-Челябинск", которая работает в напряженном режиме транспорта газа к потребителям и не имеет резервных лупинговых участков газопровода. При вводе в ремонт одного участка любой нитки газопровода происходит значительное снижение пропускной способности всей двухниточной системы магистральных газопроводов. В итоге внедрения заявляемого способа ремонта газопровода ожидается значительное повышение производительности ремонтных работ, осуществляемых с выполнением огневых работ на аварийном участке газопровода, сокращение общего времени простоя газопровода в ремонте, уменьшение числа технологических отверстий, выполняемых на трубах, не подлежащих замене, и, как следствие, уменьшение числа заплат на эти технологические отверстия, а также сокращение сбросов в окружающую среду природного газа из внутренней полости аварийного участка газопровода.