Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к строительству трубопроводов, в частности в нефтегазовой промышленности, и может быть использовано при проведении строительных и ремонтных работ на газонефтепроводах.

Известен способ прокладки подземного трубопровода, включающий укладку стального изолированного трубопровода в траншею на слой подготовки, обсыпку его слоем обсыпки с последующей засыпкой грунтом и оформление валика, при этом слой подготовки и обсыпки обрабатывают раствором остатка термического крекинга нефти 50-80% и легкого газойля 20-50% в количестве 6-8% от веса грунта подготовки и обсыпки (см. авт. св. СССР №93087, F16L 57/00. Бюл. №20 от 30.05.1982 г.).

Недостатком способа является невозможность его использования при наличии подстилающих скальных пород и на пересечении с солончаковыми грунтами и болотами. Кроме этого вяжущее в количестве 6-8% от веса грунта подготовки и обсыпки не обеспечивает улучшение условий эксплуатации трубопровода с точек зрения предупреждения изоляции трубопровода от механических повреждений, а также защиты от негативного действия окружающей среды и коррозии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ прокладки полуподземного трубопровода, включающий укладку трубопровода с изоляцией в траншею на слой подготовки, обработанный модификатором - органическим вяжущим в количестве 3-12% от веса грунта, обсыпку его слоем обсыпки, обработанным органическим вяжущим в количестве 3-12% от веса грунта. Причем в качестве органического вяжущего используют ВМТ (вяжущее магистральных трубопроводов) по ТУ 38.101960-83, нефть и другие органические вяжущие продукты с добавками или без них (см. патент РФ №2205316, опубл. 27.05.2003. Бюл. №15). Кроме того, для обеспечения продольной устойчивости формирование обвалования осуществляют грунтом, содержащим 3-12% органического вяжущего.

Недостатком способа является относительно высокая коррозионная активность обработанных грунтов для подготовки и обсыпки и его низкая эффективность из-за использования дорогостоящих вяжущих средств.

Задачей изобретения является создание способа прокладки трубопровода, обеспечивающего снижение коррозионной активности грунтов подготовки и обсыпки и повышение эффективности процессов.

Поставленная задача решается тем, что в способе прокладки трубопровода, включающем укладку стального изолированного трубопровода в траншею на слой подготовки, обработанный модификатором, засыпку трубопровода слоем обсыпки, обработанным модификатором с последующим формированием обвалования, в качестве модификатора используют вторичный продукт реагентного обезвреживания нефтезагрязненных отходов производства и почвогрунтов, содержащий гидроксид и карбонат кальция, в количестве 15-45 масс. % от веса грунта, а при обработке грунта вводят раствор метилсиликоната натрия в количестве 0,2-1,0 масс. % от веса грунта в расчете на основное вещество.

В заявленном способе используют:

- метилсиликонат натрия (ГКЖ-11Н) по ТУ 6-02-696-76 или ТУ 2229-004-71012633-2009;

- продукт реагентного обезвреживания нефтезагрязненных отходов производства и почвогрунтов, представляющий собой порошкообразный капсулированный материал.

Введение в грунты подготовки и обсыпки, капсулированного продукта реагентного обезвреживания нефтезагрязненных отходов производства и почвогрунтов, представляющего собой порошкообразный капсулированный материал, содержащий высокомолекулярные углеводороды, гидроксид кальция и минеральные компоненты грунтов, покрытые коркой из карбоната кальция, обеспечивает мелкозернистую структуру массивов грунтов подготовки и обсыпки за счет препятствования капсулами агрегации частиц грунта.

Наличие в продукте гидроксида и карбоната кальция приводит с снижению кислотности среды, а также к образованию в траншее на границах подготовки и обсыпки известняковой корки, затрудняющей водо- и воздухообменные процессы с внешней средой.

Поскольку в большинстве случаев в щелочной среде коррозия стали уменьшается, то переход среды в нейтральную или слабощелочную зону приводит к уменьшению скорости коррозии. Кроме этого растворенный в воде гидроксид кальция выполняет роль неорганического катодного ингибитора коррозии, образуя в местах нарушения изоляции трубопроводов труднорастворимые осадки карбоната кальция, увеличивающие электросопротивление, замедляющие катодный процесс и затрудняющие доступ кислорода.

Метилсиликонат натрия в присутствии оксида кальция и углеводородов увеличивает гидрофобизацию грунтовой массы и упрочняет экранирующую пленку на основе карбоната кальция, усиливает замедление катодного процесса и, тем самым, улучшает антикоррозионные свойства всего грунта подготовки и обсыпки в целом.

Уменьшение содержания модификатора в грунте ниже 15 масс. % приводит к увеличению коррозионной способности грунта и не обеспечивает водонепроницаемость, гидрофобность и коррозионную защиту трубопровода в случае нарушения целостности изоляции. Увеличение его содержания выше 45 масс. % практически не оказывает влияние на коррозионные свойства грунта и приводит к увеличению расхода реагента.

Увеличение содержания метилсиликоната натрия выше 1,0 масс. % приводит к перерасходу реагента, а при уменьшении его содержания менее 0,2 масс. % эффект увеличения гидрофобизационных свойств грунта недостаточно проявляется.

Поддержание содержания модификатора и добавки метилсиликоната натрия в заданных пределах приводит к существенному улучшению электрохимических и физико-механических свойств и снижению коррозионной активности грунта, что обеспечивает защиту стального трубопровода от коррозии, защиту изоляции от негативного воздействия окружающей среды и увеличение срока службы изоляции.

Сущность заявляемого изобретения описывается следующим примером.

Продукт реагентного обезвреживания нефтезагрязненных отходов производства и почвогрунтов получают следующим образом.

Вначале получают реагент для обезвреживания нефтеотходов, для чего в смеситель подают негашеную известь в количестве от 80,6 до 91,5 масс. %, нефтеотходы, в частности кубовые остатки первичной переработки нефти при 50-85°C в количестве от 8,5 до 19,4 масс. %, и тщательно перемешивают.

Затем в смеситель для обезвреживания подают почвогрунты, содержащие 50 масс. % мазута, из расчета 1 кг на 1 кг реагента. Смесь перемешивают с добавлением воды до полного гашения извести и получения однородной массы.

Полученный капсулированный продукт реагентного обезвреживания нефтезагрязненных почвогрунтов удаляют из смесителя, складируют и направляют на обработку грунта для слоев подготовки и обсыпки трубопровода в качестве модификатора.

Укладка трубопровода осуществляют следующим образом.

В соответствии с СТО Газпром 2-2.1-249-2008 стальной изолированный трубопровод укладывают в траншею на слой подготовки, предварительно обработанный модификатором и раствором метилсиликоната натрия, засыпают слоем обсыпки, обработанным модификатором и раствором метилсиликоната натрия. Затем траншею засыпают и формируют обвалование.

Обработку грунта подготовки и обсыпки проводят в смесителе путем введения в нее при перемешивании грунта модификатора из расчета 15-45 масс. % от веса грунта и раствора метилсиликоната натрия 0,2-1,0 масс. % от веса грунта в расчете на основное вещество.

С целью определения уровня воздействия на процессы почвенной коррозии предлагаемого способа проводились исследования по определению скорости коррозии по плотности поляризующего тока в лабораторных условиях и по методу потери массы в промысловых условиях. Для исследований использовались образцы труболистовой стали марки 17Г1С-У.

Для проведения лабораторных исследований в качестве электродов использовали образцы труболистовой стали с припаянными проводниками, изолированные с внешней стороны битумным лаком, которые устанавливают в емкость на расстоянии 50-60 мм друг от друга. В емкость загружают грунт, обработанный модификатором. Грунт уплотняют и увлажняют дистиллированной водой до появления на его поверхности непоглощенной влаги. После 24-часовой выдержки проводят исследования в соответствии с РД 153-39.4-091-01.

Исследования в промысловых условиях проводились путем размещения образцов труболистовой стали на глубину около 0,3 м в шурфы с грунтом, обработанным модификатором и метилсиликонатом натрия. Толщина слоя исследуемого грунта вокруг образцов со всех сторон составляла около 0,3 м. Через 4 месяца образцы вытаскивались и после тщательной очистки взвешивались на аналитических весах.

Результаты исследований коррозионных свойств грунтов приведены в таблице.

Результаты исследований показывают, что при использовании в качестве модификатора продуктов реагентного обезвреживания нефтезагрязненных отходов и почвогрунтов, содержащих высокомолекулярные углеводороды, с добавкой метилсиликоната натрия коррозионная активность грунтов существенно снижается. Так, введение модификатора в количестве 15-45 масс. % и метилсиликоната натрия в количестве 0,2-1,0 масс. % от веса грунта позволяет снизить скорость коррозии стали в 1,80-2,15 раза по сравнению с прототипом. При этом улучшаются и физико-механические свойства грунтов, что позволяет снизить отрицательное воздействие окружающей среды на защитные свойства изоляции. Улучшение свойств грунтов слоев подготовки и обсыпки трубопроводов за счет использования модификатора приводит к сохранению защитных свойств изоляционных покрытий, снижению коррозии оголенных участков при нарушении целостности изоляции и увеличению срока службы труб.