Способ восстановления герметичности трубопроводных систем

 

Способ предназначен для восстановления герметичности и работоспособности различного рода трубопроводов, колонн насосно-компрессорных труб. Предлагаемый способ ремонта трубопроводных систем основан на введении в транспортируемый поток герметизирующих элементов с эластичным полимерным покрытием, твердым ядром и обладающих нулевой плавучестью. Изобретение позволяет уменьшить простои, упростить технологию ремонта и снизить его себестоимость. 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводных систем и может быть использовано для восстановления герметичности и работоспособности различного рода трубопроводов, колонн насосно-компрессорных и обсадных труб.

В процессе транспортирования многокомпонентной коррозионно-активной водогазонефтяной или другой смеси по сложной сети трубопроводов сбора, подготовки и транспорта нефти, воды и газа, по колоннам насосно-компрессорных и обсадных труб происходит образование сквозных коррозионных разрушений и как следствие этого потеря герметичности трубопроводных систем.

Восстановление их герметичности производится как правило вскрытием траншеи или после подъема колонн насосно-компрессорных и обсадных труб на устье скважин с последующей заменой или ремонтом дефектных труб. Однако такой наиболее широко распространенный метод ремонта отличается значительными трудозатратами и большой продолжительностью ремонта.

Известен способ восстановления герметичности трубопроводов, не требующий вскрытия ремонтируемого участка трубопровода и основанный на нагнетании во внутреннюю его полость герметизирующего состава, который, попадая в образовавшиеся неплотности или отверстия, полимеризуется в них, обеспечивая при этом восстановление герметичности [1-6]. Однако такой способ требует либо большого расхода герметика [1] , либо применения специальных устройств и приспособлений для ввода герметизирующего состава к месту утечки в трубопроводе [2-6] и позволяет герметизировать лишь мелкие неплотности и отверстия размером до 10^-4 м (несколько десятков микрон).

Известен способ восстановления герметичности колонн обсадных труб, основанный на нагнетании внутрь колонны цементного раствора или растворов синтетических смол с последующей очисткой внутренней полости колонны разбуриванием [7, с.42]. Однако такой способ отличается значительной трудоемкостью и неоправданно большим расходом тампонирующей смеси.

Известен способ восстановления герметичности газораспределительной сети с помощью нагнетаемой в трубопровод специальной жидкости, состоящей наполовину из неопреновых частиц, являющихся герметизирующими элементами, размером от 10^-7 до 2 10^-6 м (от 0,1 до 20 мкм), в результате отверждения которых в неплотностях раструбных соединений образуется эластичное и герметичное уплотнение [8]. Однако такой способ отличается большим расходом специально приготовленной смеси и позволяет герметизировать лишь мелкие неплотности и зазоры в негерметичных раструбных соединениях. После проведения ремонтных работ рабочее давление в газораспределительной сети может достигать лишь 0,07 МПа.

Прототипом изобретения является способ восстановления герметичности трубопроводных систем с помощью герметизирующих элементов, которыми являются древесные опилки, асбестовые волокна и эластичные элементы, предварительная подготовка которых до взвешенного состояния осуществляется в специальной камере при смешении их с водой или насыщением их газом и последующей подачей в рабочую полость восстанавливаемого трубопровода, где происходит утечка жидкости [9]. При этом при малой скорости их перемещения с транспортируемым потоком древесные опилки и асбестовые волокна тонут, а насыщенные газом опилки подвержены всплытию, так как не имеют постоянной нулевой плавучести. Кроме того, в прототипе древесные опилки или асбестовые волокна закупоривают (чисто механическое засорение) лишь мелкие неплотности или сквозные отверстия, а через отверстия большего размера проходят беспрепятственно.

Цель изобретения - повышение эффективности способа восстановления герметичности трубопроводных систем путем увеличения межремонтного периода работы скважин.

Цель достигается тем, что в рабочую жидкость, находящуюся в трубе, вводят эластичные герметизирующие элементы различного размера с твердым ядром, покрытые полимерной отверждающейся клеевой композицией, способной полимеризоваться в присутствии транспортируемой жидкости, и обладающие нулевой плавучестью, которые транспортируются потоком по трубе, вовлекаются выходящим через сквозные повреждения потоком и закупоривают соответствующие их размеру отверстия.

Наличие твердого ядра предотвращает сквозное продавливание герметизирующих элементов через отверстия.

В качестве герметизирующих клеевых составов целесообразно применять водонефтестойкие полиэфирные и акрилатные клеи серии "Спрут", обеспечивающие вытеснение со склеиваемых поверхностей воды и углеводородов [10].

На прилагаемом чертеже изображена схема способа восстановления герметичности трубопроводных систем на примере колонн насосно-компрессорных труб.

С помощью предлагаемого способа были проведены работы по восстановлению герметичности колонн насосно-компрессорных труб (НКТ) без их подъема. Герметизирующие элементы в количестве 5 - 6 штук (опыт ремонта показал, что такого количества вполне достаточно для восстановления герметичности одной колонны НКТ), представляющие собой оплавленные на огне кусочки полиэтилена размером 10 - 3 10 м, обматывались хлопчатобумажной лентой с последующим пропитыванием клеевым составом "Спрут-12".

После отключения насосного оборудования скважины и обвязки задавочного агрегата (ЦА-320) с выкидным патрубком скважины межтрубное пространство скважины (между колонной НКТ и колонной обсадных труб) подключается к емкости автоцистерны (АЦ-4). Через лубрикаторную задвижку во внутреннюю полость НКТ вводятся готовые герметизирующие элементы и производится закачка воды. Закачиваемая в колонну НКТ вода выходит через сквозные отверстия в теле труб в межтрубное пространство скважины и возвращается в емкость автоцистерны и таким образом циркулирует. Движущиеся вместе с потоком воды герметизирующие элементы при прохождении через сквозные отверстия в теле трубы закупоривают их, а меньшие по размеру герметизирующие элементы беспрепятственно проходят сквозь отверстия и циркулируют вместе с потоком до тех пор пока не закупорят соответствующее их размеру отверстие. После закупоривания всех отверстий в теле колонны НКТ, о чем свидетельствует резкое повышение давления (до 12 - 14 МПа) на нагнетательной линии задавочного агрегата, процесс закачки воды прекращают, агрегат отсоединяют и скважину под давлением оставляют на одни сутки до полной полимеризации герметизирующего клеевого состава.

Согласно разработанному способу в НГДУ "Чекмагушнефть" были восстановлены колонны НКТ в 5 скважинах. При этом значительно уменьшились простои скважин, упростилась технология ремонта и значительно снизилась его себестоимость.

Список использованных источников 1. Frohlich W. Saneirung von gubeisernen stadtischen Gasrohrnetzen. "Rohre-Rohrleitungsban-Rohreleitungstransp", 1975, 14, N 5, 265-270.

2. Repaving leaks. Pavkes Gorbett, Clough Barker. Заявка 2140530, Великобритания. 3аявл. 21.05.84, N 8412980, опубл. 28.11.84. МКИ F 16 L 55/18, НКИ F 2 P 32.

3. How to repair buried lines with minimum ekcavation. "Pipe Line Jnt.", 1984, 61, N 3, 31.

4. Repairing drains and underground pipes. Boak Jeffrey Graham; BICC PLC. Заявка 2171486, Великобритания. 3аявл. 04.02.86, N 8602642, опубл. 28.08.86. МКИ F 16 L 55/00, НКИ F 2 P.

5. Repair in holes and cracks in clay sewer pipe. Parkyn William A. Пат. 4602659, США. 3аявл. 16.04.84, N 600893, опубл. 29.07.86. МКИ F 16 L 55/18, НКИ 138/98.

6. Spray-sealing of pipes. Arnold K.E., Wardle P.M.; British Gas Corp. Заявка 2160289, Великобритания. 3аявл. 14.06.84, N 8415172, опубл. 18.12.85. МКИ F 16 L 55/18, НКИ F 2 P; B 2 F; U 1 S.

7. Сидоров И.А. Восстановление герметичности обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. - Тематический научно-технический обзор. Сер. "Бурение". - М.: ВНИИОЭНГ, 1972. - 96 с.

8. Seattle rehabilitates cast iron mains. Tompkins F.E. "Pipeline", 1984, 56, N 4, 28, 30, 47.

9. Injection leak seatling apparatus and method. I.Ginsburgh et al. Пат. 3472285, США. Заявл. 24.03.67, N 625684, опубл. 14.10.69. МКИ F 16 L 55/18, НКИ 138-97.

10. Инструкция по ремонту трубопроводов и резервуаров с помощью полимерных клеевых композиций. /А.Г.Гумеров, Н.Г.Пермяков, В.И.Агапчев и др. РД 39-30-968-83. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1984. - 68 с.

Формула изобретения

Способ восстановления герметичности трубопроводных систем посредством введения в транспортируемый поток жидкости герметизирующих элементов, отличающийся тем, что в рабочую жидкость, находящуюся в трубе, вводят эластичные герметизирующие элементы различного размера с твердым ядром, покрытые полимерной отверждающейся клеевой композицией, способной полимеризоваться в присутствии транспортируемой жидкости, и обладающие нулевой плавучестью, которые транспортируются потоком по трубе, вовлекаются выходящим через сквозные повреждения потоком и закупоривают соответствующие их размеру отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1