Ключевые слова: трубопровод, камеры, средства очистки и диагностики, запуск, прием, давление, технология, газоопасные работы, работы повышенной опасности, оборудование.
Современные технологии сохранения пропускной способности нефтегазопроводов невозможны без использования специальных технических устройств, позволяющих проводить очистку и диагностику внутренней полости трубопроводов. Поэтому отечественные производители представляют обширный товарный перечень соответствующего технологического оборудования. При этом в практике встречаются устройства, которые предназначены для выполнения одной либо нескольких совмещенных функций: очистка, диагностика, калибровка, профилеметрия и т.д. Все это, согласно [11], формирует необходимость постоянного совершенствования методов проектирования, сооружения и эксплуатации опасных производственных объектов трубопроводного транспорта углеводородов с целью повышения их эффективности и эксплуатационной надежности, определяемой в соответствии с [1, 8].
Согласно Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности, разработанным в соответствии с Федеральным законом от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ [9], линейные и площадочные объекты требуют повышенной безопасности, так как являются источниками развития инцидентов и аварий, согласно классификации [3, 9]. Именно поэтому актуальным становится вопрос о разработке ресурсоэффективных методических и технологических подходов, направленных на обеспечение работоспособности различных участков нефтегазопроводов. В стороне также не остается вопрос о надежности сложных технических систем, к которым относят комплекс линейных и площадочных объектов с соответствующим набором запорно-регулирующей арматуры (ЗРА).
Как показывает опыт эксплуатации, процесс перекачки углеводородов может сопровождаться развитием осложняющих процессов, влияющих на изменение эксплуатационных условий и характеристик оборудования и трубопроводов. К ним можно отнести:
-
образование отложений асфальто-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) на внутренней полости при перекачке жидкостных углеводородов;
-
скопление на пониженных участках трассы жидкостных пробок для нефтегазопроводов;
-
формирование в верхних токах профиля участка нефтепродуктопроводов газовых скоплений. Все это приводит к снижению пропускной способности, увеличению нагрузки на насосное оборудование, снижению эксплуатационного ресурса за счет сверхнормативного износа и повышению коррозионного износа в случае контакта внутренней поверхности трубопроводов с водой.
Очистка внутренней полости и диагностика текущего технического состояния при выполнении работ по облуживанию и внутритрубной инспекции проводится с применением камер запуска и приема средств очистки и диагностики (СОД) [2]. В соответствии с существующими методологиями, подробно указанными в различных регламентах и стандартных операционных процедурах в виде технологических карт и чек-листов, предполагают набор сложного комплекса работ с привлечением грузоподъемной и другой специальной техники, а также квалифицированного персонала для проведения газоопасных работ и работ повышенной опасности [10, 13].
Кроме того, особенностью конструктива технологической обвязки трубопроводов в местах расположения площадок камер на узлах подключения промежуточных дожимных станций (рисунок 1) и технологии проведения работ по приему и запуску СОД является необходимость извлечения СОД из камеры приема одного участка и запасовка в камеру запуска СОД другого участка трубопровода (рисунок 2).
РИСУНОК 1. Схема компоновки сложного участка трубопровода с промежуточной установкой
Учитывая, что на входе и выходе промежуточной насосной установки обязательно будет существовать значительный перепад давлений, организовать сквозной пропуск при стандартной компоновке узла приема и последующего запуска СОД невозможно. В связи с этим процесс очистки внутренней полости трубопровода, состоящего из нескольких последовательных участков, производится в несколько операций, поэтапно по каждому участку. Это приводит к увеличению количества негативных факторов:
-
необходимость оборудования дополнительных узлов запуска и приема СОД;
-
увеличение числа операций, связанных с необходимостью выполнения работ повышенной опасности при запуске и приеме СОД;
- увеличение объема вредных веществ, попадающих в окружающую среду в процессе выполнения стандартных операций по запасовке и выемке СОД.
Процесс проведения работ на совмещенном узле СОД можно представить в виде алгоритма, изображенного на рисунке 3.
В обобщенном виде технология включает ряд операций по приему СОД в камеру приема участка трубопровода до промежуточной насосной установки, извлечению устройства из камеры приема, утилизации попутных шламов, вынесенных устройством, транспортировке СОД до узла камеры запуска, запасовка СОД в камеру запуска, запуск СОД по второму участку трубопровода. Все это формирует ряд риск-факторов (таблица 1), связанных с проведением газоопасных работ (запасовка, извлечение СОД, утилизация шлама), работ повышенной опасности (грузоподъемные операции). Не исключается риск повреждения диагностического оборудования при выполнении операций по запасовке и выемке оборудования в/из камеры пуска-приема СОД. Также требуются специализированные площадки для накопления и утилизации шламов. Имеются определенные экологические риски вследствие опасности попадания углеводородов и шлама в окружающую среду при разгерметизации камер, что регламентируется как инциденты или аварии [8, 13] и может привести к штрафным санкциям на предприятии со стороны надзорных органов при превышении указанных норм [4, 7].
ТАБЛИЦА 1. Риск-факторы при проведении работ по пропуску СОД
РИСУНОК 3. Алгоритм переключений при выполнении работ по приему-запуску СОД на совмещенном узле СОД
Также не стоит забывать о том, что процесс проведения ВТД представляет из себя комплекс мероприятий и включает в себя ряд стандартных этапов пропуска СОД (рисунок 4), что кратно увеличивает количество возникающих риск-факторов.
РИСУНОК 4. Основные этапы проведения внутритрубной диагностики трубопроводов
Для оптимизации процесса пропуска очистных и диагностических устройств через эксплуатируемый или вновь проектируемый узел подключения дожимной станции авторы статьи предлагают следующие технические решения.
1. Исключить отдельные узлы приема и запуска СОД.
2. Вариант 1: узел подключения промежуточной дожимной станции представить в виде прямого узла пропуска СОД (рисунок 5).
3. Вариант 2: при необходимости проведения очистных и диагностических работ на отдельных участках трубопровода предусмотреть радиус кривизны оси основного трубопровода (обеспечивающий возможность пропуска оборудования в соответствии с требованиями завода-изготовителя СОД) для монтажа временных камер приема и запуска СОД с обеспечением возможности выполнения операций по приему или запуску СОД без увеличения территории площадки обслуживания узла.
Процесс проведения работ на модернизированном узле пропуска СОД (рисунок 6а) можно представить в виде следующего алгоритма (рис. 7).
Режим сквозного пропуска СОД
Технология характеризуется следующими особенностями, определяющими ее преимущества:
-
процесс сквозного пропуска определяется операциями по переключению ЗРА на узле пропуска без разгерметизации полости трубопровода, что минимизирует риск-факторы, связанные с проведением газоопасных работ (запасовка, извлечение СОД, утилизация шлама), а также работ повышенной опасности (грузоподъемные операции);
-
снижается риск повреждения диагностического оборудования при выполнении операций по его запасовке и выемке из камеры пуска-приема СОД;
-
объем выброса газообразных углеводородов в окружающую среду при этом будет сведен к минимуму;
-
для оборудования узла пропуска СОД не требуется изготовление специальной фасонины, комплектующих и оборудования;
-
при наличии дистанционных средств управления ЗРА возможно проведение технологических операций на узле в дистанционном формате.
Узел должен быть смонтирован полностью из стандартных материалов, применяемых при строительстве трубопроводов. Длина узла камеры пропуска СОД не регламентируется, ограничена в минимальную сторону – требованиями нормативной документации [5, 6], в максимальную сторону – габаритами площадки обслуживания (в нормальных условиях длина узла пропуска сопоставима с габаритами стандартной камеры).
При оборудовании узла пропуска СОД в компоновке с радиусом изгиба (рисунок 6) процесс пропуска СОД должен быть организован в полном соответствии с алгоритмом переключений для прямого узла пропуска СОД.
Режим приема и запуска СОД
Одновременно с модернизацией узла пропуска СОД предлагается применение либо стандартных камер для приема и запуска, либо универсальной двусторонней камеры (рисунок 8), которая может быть использована как в качестве камеры запуска, так и в качестве камеры приема СОД.
Для обеспечения режима приема СОД необходимо произвести демонтаж (по фланцевым соединениям) блока узла камеры пропуска СОД (рисунок 6а) и на его место смонтировать узел камеры приема СОД (рисунок 6б).
Для обеспечения режима запуска СОД необходимо произвести демонтаж (по фланцевым соединениям) блока узла камеры пропуска СОД (рис. 6а), а на его место смонтировать узел камеры запуска СОД (рисунок 6в).
Данное техническое решение с установкой универсальной временной камеры позволит сократить количество оборудования, применяемого на опасных производственных объектах в рамках мероприятий по очистке и диагностике трубопроводов.
Ожидаемая экономическая эффективность
В рамках разработки был произведен приблизительный оценочный расчет экономического эффекта от сокращения затрат на строительство узла для трубопровода диаметром Dy = 500 мм (расчет приведен в ценах на начало 2025 года).
ТАБЛИЦА 2. Расчет экономического эффекта на строительство узла пропуска СОД
Расчет показал существенное сокращение затрат при реализации данного технического решения в объеме более 50 млн руб.
Выводы
По предварительной оценке, можно сделать выводы, что внедрение технологии имеет потенциальные положительные аспекты в различных областях.
В области экологической безопасности:
-
уменьшение количества вредных выбросов в атмосферу в связи со снижением количества операций, связанных необходимостью частичной разгерметизации полости трубопровода при запасовке и выемке СОД;
-
сокращение площади вырубки лесных насаждений в связи с уменьшением площади охранной зоны узлов приема-пуска СОД.
В области промышленной безопасности:
-
уменьшение количества работ повышенной опасности и газоопасных работ;
-
возможность организации выполнения операций по пропуску СОД в дистанционном формате.
В области экономики:
-
снижение количества оборудования и соответственно снижение себестоимости строительства узлов;
-
снижение операционных затрат при выполнении операций по запуску-приему СОД за счет экономии на специализированной технике.
Данная технология может быть использована как на внутрипромысловых, так и на межпромысловых и магистральных трубопроводах с промежуточными дожимными насосными станциями.
Возможность применения технологии в составе трубопровода определяется эксплуатирующей организацией исходя из ряда условий:
-
количество выносимого шлама при пропуске СОД не должно препятствовать полному входу СОД в полость узла камеры пропуска СОД (регулируется оптимизацией графика проведения очисток);
-
при проведении внутритрубной диагностики заряда батареи должно хватать для обеспечения стабильной работы диагностического оборудования на всем протяжении смежных участков (регулируется добавлением дополнительных аккумуляторных секций в состав оборудования).
- Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 27.102-2021 «Надежностьв технике. Надежность объекта. Термины и определения» – Дата обращения: 01.04.2026 г.
- Межгосударственный стандарт ГОСТ 34568-2019 – Дата обращения: 01.04.2026 г.
- Методические указания Ростехнадзора по классификациитехногенных событий в области промышленной безопасности на опасныхпроизводственных объектах (ОПО) – Дата обращения: 01.04.2026 г.
- Правительствороссийской федерации Распоряжение от 20 октября 2023 года № 2909-р «Обутверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применяются мерыгосударственного регулирования в области охраны окружающей среды» – Дата обращения: 01.04.2026 г.
- Свод правил СП86.13330.2022 «СНИП III-42-80*. Магистральные трубопроводы» – Дата обращения: 01.04.2026 г.
- Свод правил СП284.1325800.2016 «Трубопроводы промысловые для нефти и газа. Правилапроектирования и производства работ» – Дата обращения: 01.04.2026 г
- Федеральныйзакон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»
- Федеральныенормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности внефтяной и газовой промышленности»
- Руководствопо безопасности «Методические основы анализа опасностей и оценки риска аварийна опасных производственных объектах»
- Федеральныенормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасноговедения газоопасных, огневых и ремонтных работ»
- Уланов В.В. К вопросу о безопасности трубопроводного транспорта нефти и газа / В.В. Уланов // Neftegaz.RU. – 2022. – № 12.
- Патент на полезную модель «Узел пропуска средств очистки и диагностики между смежными участками трубопровода с различным давлением» № 229943 от 05.05.2024 г.
- Модернизация камеры пуска-приема средств очистки и диагностики
