Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта

Мустафин, Фаниль Мухаметович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта
ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта"

На правах рукописи

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОФОБИЗИРОВАННЫХ ГРУНТОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕМОНТЕ ОБЪЕКТОВ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Уфа - 2003

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Быков Леонид Иванович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Халлыев Назар Халлыевич;

Ведущая организация открытое акционерное общество

«ГИПРОТРУБОПРОВОД».

Защита диссертации состоится «24» октября 2003 года в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « 1$ » сентября 2003 года.

Учёный секретарь

доктор технических наук, профессор Абдуллин Ильгиз Галеевич; доктор технических наук, профессор Малюшин Николай Александрович.

диссертационного совета

Матвеев Ю.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

145(2.

Актуальность проблемы. Одним из путей решения проблемы повышения надёжности нефтегазопроводов является использование новых эффективных научно обоснованных технологий строительства и ремонта трубопроводных систем. Основной особенностью строительства и ремонта трубопроводов является разнообразие природно-климатических и гидрогеологических характеристик местности вдоль трассы, что требует значительного разнообразия конструктивных и технологических решений при прокладке и эксплуатации линейной части трубопроводов на просадочных и набухающих грунтах, оползневых и горных участках, болотистых и заторфованных отложениях, грунтах с высокой коррозионной активностью.

Подземные трубопроводы работают в специфических коррозионных условиях, что обусловливает необходимость противокоррозионной защиты. Почвенная коррозия является одним из серьёзных факторов в определении условий эксплуатации трубопроводов. Около 45% всех аварий на трубопроводах происходит по причине коррозии. Поэтому эффективность противокоррозионной защиты в значительной степени определяет уровень надёжности трубопровода. Выбор вида защиты определяется технико-экономическими соображениями. При разработке проектов принимаются во внимание как технические (наличие или отсутствие блуждающих токов, коррозионная активность грунтов, вид противокоррозионной изоляции и пр.), так и экономические факторы (размеры единовременных затрат, эксплуатационные расходы и пр.).

Задача определения срока службы различных видов противокоррозионной изоляции стальных трубопроводов зависит от многих факторов, основные из них - эксплуатационные свойства защитных

покрытий и степень взаимодействия с

БИБЛИОТЕКА СПе ОЭ МО!

и средой.

Эксплуатационные свойства защитных покрытий зависят от физико-химических свойств исходных материалов, качества очистки труб, соблюдения технологии выполнения изоляционных работ, возможности осуществления мероприятий по защите изоляции от повреждений в процессе изоляционно-укладочных работ и эксплуатации трубопровода.

Долговечность полимерных и битумных материалов, находящихся в фунтовой среде, оценивается примерно в 50 лет, а срок службы защитных покрытий трубопроводов из этих материалов составляет около 15-20 лет. Очевидно, что при существующих условиях эксплуатации изоляционные покрытия трубопроводов нуждаются в защите от негативного воздействия окружающей грунтовой среды.

Основными причинами возникновения дефектов в защитных покрытиях трубопроводов являются: несоблюдение технологии их нанесения, механические повреждения при засыпке трубопроводов, смерзание изоляции с грунтом, механические повреждения при взаимодействии с грунтом в период эксплуатации (растрескивание, гофрообразования и т.д.) физико-химическое воздействие грунта, приводящее к вымыванию пластификаторов, т.е. эти причины связаны в основном с взаимодействием покрытий с окружающей грунтовой средой.

Ведущими научно-исследовательскими организациями в области трубопроводного транспорта: ВНИИСТ, ВНИИГАЗ, ИПТЭР, РГУНГ и др. -в последние годы предприняты значительные усилия по увеличению работоспособности защитных покрытий трубопроводов, но к настоящему времени исследования относились непосредственно к самой изоляции без рассмотрения возможности изменения воздействия внешней среды. Одним из направлений увеличения срока службы изоляции является искусственное воздействие на внешние условия с использованием гидрофобизации фунтов.

Существующие технологии по стабилизации положения трубопроводов, устройству искусственных грунтовых оснований, снижению коррозионной активности грунтов, уменьшению механического и физико-химического воздействия грунтов на изоляционные покрытия имеют ряд недостатков: ограниченность области применения, потребность в громоздком оборудовании, низкая производительность, значительный объём транспортировки материалов, что существенно сдерживает их использование в трубопроводном строительстве.

В соответствии с проектом межгосударственной программы «Высоконадёжный трубопроводный транспорт» повышение надёжности и экологической безопасности объектов топливно-энергетического комплекса может обеспечиваться за счёт технического перевооружения и реконструкции технологического оборудования, систем автоматизации насосных станций, резервуарных парков и телемеханизации линейной части магистральных трубопроводов, выполнения работ по диагностике и капитальному ремонту линейной части, резервуаров и оборудования.

Цель работы - научное обоснование и разработка новых эффективных технологий строительства и капитального ремонта газонефтепроводов с использованием гидрофобизированных фунтов, направленных на повышение надёжности трубопроводного транспорта углеводородного сырья.

Задачи исследований:

1. Определить область и перспективы использования гидрофобизированных грунтов (ГФГ) с разработкой научно обоснованной классификации их применения на объектах трубопроводного транспорта.

2. На основании проведённого многофакторного эксперимента определить оптимальную дозировку вяжущих продуктов для ГФГ.

3. Определить оптимальную толщину слоя ГФГ для обсыпки трубопровода. Установить зависимость скорости коррозии металла трубы от толщины слоя ГФГ в случае повреждения изоляции.

4. Разработать математическую модель для определения влияния обсыпки из ГФГ на работоспособность и долговечность изоляционных покрытий. Обосновать методику определения остаточного ресурса защитных покрытий трубопроводов, при этом определить показатель скорости старения защитных покрытий при обсыпке ГФГ.

5. Обосновать и разработать технологию ремонта трубопроводов методом восстановления защитных покрытий с использованием ГФГ.

6. Разработать новые конструктивные схемы прокладки и балластировки трубопроводов, новые элементы конструкций полимерных покрытий и технологию строительства трубопроводов на основе использования ГФГ.

Научная новизна

В диссертационной работе получены следующие новые результаты:

1. Теоретически обоснованы перспективы использования и область применения ГФГ в трубопроводном строительстве. Предложена классификация использования ГФГ на объектах трубопроводного транспорта.

2. Разработаны требования к свойствам ГФГ и произведён выбор вяжущих продуктов для использования при строительстве и ремонте трубопроводов. На основе проведённого многофакторного эксперимента

определена оптимальная дозировка вяжущего для гидрофобизации грунтов — 9,6% по массе грунта с влажностью, отличающейся от оптимального значения не более чем на 5%.

3. Установлено оптимальное значение толщины слоя ГФГ, полученное построением целевой функции по критерию минимальных удельных затрат на проведение ремонтных работ. Предложена математическая модель и получена зависимость скорости коррозии металла трубы от толщины слоя ГФГ в случае повреждения изоляции, при этом установлено, что слой ГФГ в 10 см снижает скорость коррозии на 40%, по сравнению с засыпкой трубопровода обычным минеральным грунтом.

4. Впервые предложена математическая модель и получена зависимость переходного сопротивления изоляции от степени её повреждения. Установлено, что повреждение изоляции в пределах до 0,2% приводит к потере её диэлектрических свойств более чем в 5 раз. Показано, что нерационально использовать дорогостоящую изоляцию с высоким значением переходного сопротивления, гораздо большее значение для изоляционных покрытий имеет их устойчивость к механическим повреждениям в течение длительного времени. Предложен алгоритм численного решения задачи оценки остаточного ресурса защитных покрытий трубопроводов, проложенных в обсыпке ГФГ. На основе лабораторных, полигонных и натурных экспериментальных исследований определен показатель скорости старения защитных покрытий трубопроводов, проложенных в обсыпке из ГФГ, равный 0,08 1/год, при этом установлено, что срок службы защитных покрытий увеличивается на 40%.

5. Разработана новая технология ремонта защитных покрытий трубопроводов методом восстановления с использованием органических вяжущих материалов. Определен рациональный состав органических веществ для ремонта изоляционных покрытий трубопроводов методом

восстановления, позволяющий вести ремонтные работы при температуре окружающего воздуха до минус 10 "С.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований обоснованы новые конструктивные схемы прокладки и балластировки трубопроводов, разработаны основные параметры технологии строительства подземных и наземных трубопроводов, обеспечивающие экономичность и безопасность проведения работ. Экспериментально установлено улучшение свойств изоляционных полимерных лент, соединённых липкими сторонами: адгезия в нахлёсте увеличивается более чем в 5 раз, водопроницаемость уменьшается более чем в 2 раза в зависимости от марки изоляции, что позволило разработать новые конструкции защитных полимерных покрытий и технологию их нанесения.

На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследований, методики расчёта, новые материалы, конструкции, технологии для строительства и ремонта объектов трубопроводного транспорта с использованием ГФГ.

Практическая ценность работы

Научные результаты, полученные в работе, применены при строительстве и ремонте газопроводов Уренгой-Новопсков, Челябинск-Петровск, Уренгой-Петровск, Шкапово-Тубанкуль, Ишимбай-Уфа, Ямбург-Поволжье.

Патенты и руководящие документы на новые конструкции и технологические процессы по способам прокладки, балластировке и ремонту трубопроводов внедрены при строительстве и ремонте промысловых и магистральных трубопроводов в «Главвостоктрубо-проводстрое», АК «Уралтрубопроводстрой», ОАО «Гипротрубопровод» АК «Транснефть», ООО «СМУ-4», ООО «Старстрой», ОАО «РИТЭК», «Нефтегазкомплектмонтаж».

Использование ГФГ в трубопроводном строительстве и внедрение результатов диссертационной работы позволили получить суммарный фактический экономический эффект 1 129,7 тыс. рублей в ценах 1984г.

Результаты работы реализованы в одном отраслевом стандарте, пяти отраслевых нормативных документах и одной рекомендации.

Теоретические и практические результаты работы использованы в 2-х учебных пособиях для вузов, методических указаниях и лекциях по курсам «Сооружение и ремонт трубопроводов», «Технология металлов и трубопроводно-строительные материалы».

Апробация работы

Результаты работы докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских и республиканских совещаниях и конференциях:

- Первой всесоюзной конференции «Проблемы освоения ЗападноСибирского топливо-энергетического комплекса» (г. Уфа, 1982 г.);

- Третьей всесоюзной конференции «Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа» (г. Ивано-Франковск, 1985 г.);

- Всесоюзной конференции «Проблемы научно-технического прогресса в трубопроводном транспорте газа Западной Сибири» (г. Уфа,

1987 г.);

- Областной конференции «Применение достижений научно-технического прогресса при обустройстве нефтяных месторождений» (г. Тюмень,

1988 г.);

- Девятой республиканской конференции «Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири» (г. Тюмень, 1988 г.);

- Семинаре «Совершенствование технологии и оборудования процессов переработки и транспорта нефти» (г. Новополоцк, 1989 г.);

- Третьем конгрессе нефтегазопромышленников России (г. Уфа, 2001

- Всероссийской конференции «Трубопроводный транспорт нефти и газа» (г. Уфа, 2002 г.);

- Международной конференции «Трубопроводный транспорт -сегодня и завтра» (г. Уфа, 2002 г.);

- Четвёртом конгрессе нефтегазопромышленников России (г. Уфа, 2003 г.);

- Техническом Совете ОАО «ГИПРОтрубопровод» АК «Транснефть» (г. Москва, 2003 г.);

- Научно-техническом Совете института «Нефтегазпроект» (г. Тюмень, 2003г.)

- Секции «Защита трубопроводов от коррозии» научно-технического Совета ОАО «ВНИИСТ» (г. Москва, 2003 г.);

Публикации

По теме диссертации опубликовано 46 работ, в том числе 1 монография, 1 авторское свидетельство и 10 патентов.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 190 наименований, изложена на 398 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 24 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности, цель и основные задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, характеристику научной новизны, практической ценности и апробации полученных результатов.

В первой главе диссертации рассмотрены анализ существующих способов прокладки и ремонта трубопроводов, анализ способов защиты трубопроводов от коррозии, обоснованы перспективы использования и

область применения ГФГ при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта.

Научные основы строительства объектов трубопроводного транспорта в сложных инженерно-геологических условиях были заложены трудами отечественных учёных: В.Л.Березина, П.П.Бородавкина, О.М.Иванцова, Л.Г.Телегина, А.Г.Гумерова, А.Б.Айнбиндера,

A.Г.Камерштейна, Н.П.Васильева, И.В.Перуна, Н.А.Малюшина,

B.В.Харионовского, Г.Г.Васильева, Н.Х.Халлыева, С.М.Соколова, И.Г.Абдуллина, Н.П.Глазова, А.М.Зиневича, а также зарубежных:

C.Л.Куперуайта, Р.Г.Маршалла и др.

Развитию теоретических основ технической мелиорации грунтов способствовали работы М.М.Филатова, С.С.Морозова, В.М.Безрука, Е.М.Сергеева, В.Е.Соколовича, Б.А.Ржаницына, Л.В.Гончаровой, С.Д.Воронкевича и применительно к практике трубопроводного строительства работы Л.А.Бабина, Л.И.Быкова, Ю.И.Спектора, С.К.Рафикова, Т.Г.Ведерниковой и др.

В результате анализа теории и практики применения грунтов с улучшенными свойствами при строительстве линейной части нефтегазопроводов научно обоснованы различные конструктивные схемы прокладки трубопроводов в специально обработанных грунтах и предложена классификация способов прокладки трубопроводов. В соответствии с данной классификацией определена возможность использования ГФГ при подземной и наземной прокладке с целью предотвращения смерзания изоляции с грунтом, балластировки трубопровода, деаэрации электролита почвы, уменьшения опасности биокоррозии путём обработки ядохимикатами, замены грунта на менее коррозионно-агрессивный, теплоизоляции трубопровода и обеспечения гидрофобизации. Классификация способов прокладки трубопроводов представлена на рис. 1.

р Я

i I

s -е-

Ci S

c= %

ï= Sí

к< s a S

н о

На основании изучения современного состояния исследований различных грунтов с улучшенными свойствами определены область применения и перспективы использования ГФГ на объектах трубопроводного транспорта при строительстве линейной части трубопроводов, ремонте изоляционных покрытий нефтегазопроводов, строительстве и ремонте резервуаров.

Учитывая опыт использования методов технической мелиорации грунтов в трубопроводном строительстве, в работе основное внимание было уделено двум направлениям: одно из них связано с исследованиями по влиянию ГФГ на свойства изоляционных покрытий в период эксплуатации, второе - по применению органических вяжущих и ГФГ при ремонте трубопроводов.

Выявлены основные причины возникновения дефектов защитных покрытий трубопроводов, сформулированы требования к основным свойствам и характеристикам материала изоляции. Ввиду того, что этим требованиям не удовлетворяет ни одно из существующих на сегодняшний день покрытий, сделан вывод о необходимости защиты изоляционных покрытий от негативного воздействия окружающей грунтовой среды обвалованием из ГФГ.

Обсыпка изолированного трубопровода ГФГ защищает изоляцию от механических повреждений при засыпке и создаёт защитную оболочку (или экран), препятствующую отрицательному воздействию окружающей среды на защитные свойства изоляции. При этом значительно увеличивается срок службы защитных покрытий, что позволяет эксплуатировать трубопроводы без переизоляции и капитального ремонта весь нормативный срок - 30 и более лет.

На рис. 2 показано соотношение стоимости и срока службы различных защитных покрытий трубопроводов с учётом воздействия окружающей среды. Широкое применение полимерных ленточных и масти-

|50 ш 40

5зоЬ

с.

О 20

Существующее положение

Предлагаемый

Перспективные направления

Полимерные ленточные и мастичные в обсыпке гидрофоби-зированным

ГОУНТОМ

Заводские полиэтиленовые, тер-моусажива-ющиеся

Полимерце-ментные, полиурета-

новые, фосфатно-керамические

В 7

I I - срок службы защитных покрытий

ЯЯ - уменьшение срока службы защитных покрытий вследствие воздействия окружающей грунтовой среды

| | - относительная стоимость защитных покрытий

Е52 - дополнительная стоимость на гидрофобизацию грунта обсыпки трубопровода

Рис. 2. Соотношение стоимости и срока службы защитных покрытий трубопроводов с учетом воздействия окружающей грунтовой среды

чных защитных покрытий в нашей стране обусловлено их сравнительно невысокой стоимостью, но, с другой стороны, как показывает опыт эксплуатации, требуется проведение ремонтных работ в течение нормативного срока службы трубопровода. Применение в качестве обсыпки трубопровода ГФГ увеличивает срок службы защитных покрытий до нормативного значения. Экономические расчёты показывают, что затраты на гидрофобизацию фунта более чем на два порядка ниже, чем затраты на переизоляцию трубопровода в период эксплуатации.

Объём применения заводских полиэтиленовых и термоусажи-вающнхся защитных покрытий с каждым годом возрастает. Они

использовались при строительстве нефтепровода Каспийского трубопроводного консорциума, в нефтяной компании «ЛУКОЙЛ», планируется внедрение в системе АК «Транснефть». На сегодняшний день расширение применения ограничивается высокой стоимостью и доля в общем объёме составляет менее 10%. Разработанные за рубежом полимерцементные, полиуретановые, фосфатно-керамические и др. защитные покрытия являются весьма перспективными, но дорогостящими.

Поэтому с точки зрения экономической целесообразности наиболее приемлемым на сегодняшний день является применение полимерных ленточных и мастичных покрытий в обсыпке из ГФГ.

В качестве вяжущего вещества для гидрофобизации грунта используются вяжущие для магистральных трубопроводов, выпускаемые по ТУ 0258-001-02080196-2000 «Вяжущее нефтяное летнее ВМТ-Л» и ТУ 0258-002-02080196-2003 «Вяжущее нефтяное зимнее ВМТ-3», разработанные при участии автора.

Дополнительным мероприятием по повышению надёжности эксплуатации трубопроводов является использование новых конструкций и технологий нанесения полимерных лент и обёрток с двусторонним липким слоем.

В результате анализа состояния эксплуатируемых трубопроводов выявлено, что многие магистральные и промысловые трубопроводы, введённые в эксплуатацию в прошлые годы, требуют ремонта. В связи с этим ежегодно растут капитальные затраты на проведение ремонтных работ. Ориентировочные расчёты показали, что для обеспечения требуемого уровня надёжности трубопроводов необходимо увеличить более чем в 5 раз ежегодные объёмы работ по капитальному ремонту линейной части. Поэтому сделан вывод о необходимости создании технологии ремонта трубопроводов, обеспечивающей ускорение темпов ремонтных работ, снижение материальных и трудовых затрат при сохранении высокой надёжности. Сформулированы преимущества способа ремонта

изоляционных покрытий трубопроводов восстановлением защитных свойств с применением органических вяжущих веществ и ГФГ.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований по гидрофобизации грунтов вяжущими веществами ВМТ для закрепления трубопроводов на проектных отметках и защиты изоляционных покрытий трубопроводов, проводимых в период строительства и ремонта при различных условиях прокладки.

Лабораторные эксперименты, в результате которых определились характеристики ГФГ, позволили разработать рекомендации по использованию вяжущих веществ на объектах трубопроводного транспорта. Получение водостойкого гидрофобизированного материала зависит от ряда факторов, основными из которых являются: вид, состав и влажность исходного грунта, дозировка вяжущих веществ, однородность смеси и качество её уплотнения.

Из всего многообразия исследованных грунтов (глина, торф, суглинок, супесь, песок) закреплению вяжущими веществами без корректировки гранулометрического состава подлежат суглинки и супеси. Для северных регионов нашей страны, где преобладают пески и торф, для закрепления и гидрофобизации вяжущим ВМТ-Л рекомендуется смешивать эти грунты в соотношении 30% - песок, 70% - торф.

Предшествующие исследования по закреплению грунтов органическими вяжущими продуктами производились Л.А.Бабиным, Л.И.Быковым, Ю.И.Спектором, С.К.Рафиковым для летних условий их применения при строительстве объектов трубопроводного транспорта.

С целью круглогодичного ведения строительных работ разработано вяжущее для магистральных трубопроводов зимней модификации - ВМТ-3 с требуемыми гидрофобными и связывающими свойствами, которое может эффективно применяться для закрепления и гидрофобизации грунтов при температуре окружающего воздуха до минус 25 °С.

Для основных характеристик грунтов по экспериментальным данным проведён регрессионный анализ и получены зависимости. На рис. 3 пред-

Рис. 3. Зависимость предела прочности на сжатие образцов суглинка от дозировки вяжущего ВМТ-3 и влажности грунта:

• - экспериментальные данные; • - точка максимальной прочности грунта; Щ я=(0 - 0,1) МПа;Цк-(0,1 - 0,2) МПа; "Я=(0,2 - 0,3) МПа; Я=(0,3 - 0,36) МПа; 11=0,36 МПа и выше

ставлено графическое изображение зависимости Я (прочности при сжатии) образцов суглинка от дозировки вяжущего к при различной влажности грунта Эта зависимость имеет вид:

Я = аа+ЬК-к + сК^ + с1К-к2+еК-\У2+Га-к-'№, (1)

где аК, ЬК, сК, с!к, е«, Гк - коэффициенты регрессии. В соответствии с разработанными требованиями, гидрофобизации вяжущими ВМТ подлежат суглинки с влажностью, отличающейся от оптимального значения не более, чем на 5%.

Зависимость водонасыщения суглинка от дозировки вяжущего при различной влажности имеет вид:

=ав + ЬВ • 'М + св-к + с1в • +ев-к3, (2)

где ав, Ьв, св, с!в, ев - коэффициенты рефессии. Графическое изображение этой зависимости представлено на рис.4.

Рис. 4. Зависимость водонасыщения образцов суглинка от дозировки вяжущего при различной влажности:

• экспериментальные данные

Построенные поверхности позволяют найти искомые значения Ятах, равное 0,39 МПа, и Wвm,n, равное 5%, и область допустимых значений к и в соответствии с разработанными требованиями к свойствам ГФГ.

В результате проведённых исследований установлено значительное снижение коррозионной активности ГФГ с увеличением дозировки вяжущих. Эксперименты, проводившиеся по трём методам: потере массы стальных образцов, удельному электросопротивлению и плотности поляризующего тока, показали идентичные результаты: коррозионная активность снижается с высокой до низкой согласно классификации нормативных документов. На рис.5 представлено графическое изображение поверхности зависимости плотности тока от дозировки вяж>щего и температуры.

Наибольший эффект понижения коррозионной активности грунтов в 10 и более раз наблюдается при температурах более 15 °С при увеличении

Рис. 5. Зависимость плотности тока от температуры для проб засоленной супеси при различной дозировке вяжущего:

• экспериментальные данные

дозировки вяжущего до 10%, поэтому на наиболее опасных в коррозионном отношении «горячих» участках трубопроводов, например, после КС, для повышения надёжности эксплуатации необходимо производить обсыпку трубопроводов ГФГ.

Нахождение оптимального значения дозировки вяжущего производилась по принципу суперпозиции. Оптимальное значение определялось исходя из суммарного изменения целевой функции от основных влияющих параметров: коррозионной активности, газопроницаемости, коэффициента водоустойчивости, сцепления, набухания, водонасышения и прочности на сжатие ГФГ. Для этого была определена зависимость нормированных функций от их дозировки (рис. 6).

На основании проведённых экспериментов и расчётов по построению целевой функции определена оптимальная дозировка вяжущего для гидро-

-о- Плотность тока, А/см —•— Сцепление, МПа

Коэффициент водоустойчивости -*— Набухание, %

—6г~ Водонасыщение, %

—•— Газопроницаемость, мД

—О— Сопротивление сжатию, МПа

4 6 8 10 12

Дозировка вяжущего, %

Рис. 6. Графики зависимостей нормированных функций от дозировки вяжущего

фобизации грунтов - 9,6% от массы грунта (рис. 7). При этой дозировке все микрочастицы грунта покрыты плёнкой вяжущего продукта, наблюдается наибольшее значение коэффициента водоустойчивости и сцепления, структура грунта становится зернисто-плёнчатой.

Для оценки влияния обсыпки из ГФГ на скорость коррозии металла трубопровода был рассмотрен процесс электрохимического разрушения его стенки с учётом изменения переходного сопротивления по следующей схеме. Сопротивление <Ж элементарного цилиндрического слоя грунта толщиной с1г вычисляется как

Лг

<№ = р-

2л -г ■ Ь'

где р - удельное электросопротивление грунта, Ом-м; г - радиус слоя, м; Ь - длина трубопровода, м.

Дозировка вяжущего, % Рис. 7. Зависимость целевой функции от дозировки вяжущего:

т.А - точка оптимального значения дозировки вяжущего при максимальном значении целевой функции

Сопротивление слоя конечной толщины 6=г2—Г] вычисляется интегрированием по пределам от г^ до гслоя:

Я,

2я -Ь

-1п

+ 8.

2л

- 1п

1 +

2 «Г

(4)

тр у

где 5СЛ0Я — толщина слоя ГФГ, м; 0|р - диаметр трубопровода, м; гхр - радиус трубопровода, м. Переходя от сопротивления одного погонного метра трубы к сопротивлению единицы площади трубы диаметра Отр, т.е. к переходному сопротивлению, находим

К-ПСОЯ ~ ЛС7ОЯ ' П " £ " ВПр -

Р сюя ^тр

1п

1 +

28 „

О.

(5)

Полученная формула (5) была проверена экспериментально, результаты представлены на рис. 8. Как следует из представленных

Толщина слоя ГФГ, м Рис. 8. Экспериментальная проверка формулы (5) при Э1р=500 мм, Рслоя—эО Ом м: сплошная линия - расчет по формуле (5), • - экспериментальные данные

данных, формула (5) удовлетворительно описывает экспериментальные данные.

Скорость коррозии в зависимости от толщины обваловки и диаметра трубопровода определяется по полученному соотношению:

_1000-Ц-М_

(п ( 7 Я Л о ( * Л п А, мм/год, (6)

¿./г.£> .у. ^а« + —С- +

тр 2 { й 2 г +5 О

^ Ч тР / V тР слоя / /

где М - молярная масса материала трубы, кг/моль;

Ъ - валентность железа в электрохимической реакции; Р - постоянная Фарадея, Кл/моль; у - плотность материала трубы, кг/м3. Соответствующий график для 0у=500 мм представлен на рис. 9.

Толщина слоя ГФГ, м

Рис. 9. Расчётная зависимость скорости коррозии стенки трубопровода Оу = 500 мм

от толщины слоя ГФГ

Как следует из представленных данных, скорость коррозии существенно зависит от толщины обсыпки трубопровода ГФГ. Слой обработанного грунта в 10 см снижает скорость коррозии примерно на 40%, по сравнению с засыпкой трубопровода обычным грунтом, что также было подтверждено экспериментами по потере массы стальных образцов.

Таким образом, с точки зрения снижения коррозионного износа материала стенок трубопровода, разработанная модель рекомендует максимально допустимую (по соображениям технологии ремонта или укладки) толщину обсыпки ГФГ.

Практический выбор толщины обсыпки из ГФГ определяется условиями прокладки трубопровода и технико-экономическим обоснованием. Значение рациональной толщины обсыпки получено методом сопряжённых градиентов по программе MS EXCEL 2002. Оптимизация выполнена по стоимости обсыпки ГФГ и стоимости ремонта изоляции в зависимости от толщины обсыпки. По построенной целевой функции эквивалентная оптимальной толщина обсыпки для трубопро-

граница минимальной толщины из условия сохранения сплошности при выполнении земляных работ (принимается без ограничений для подсыпки доя трубопровод) Ьшя >

граница минимальной толщины из условия минимальной ширины траншеи оо СНиЛ Ш-42-80* (принимается для толщины обсыпки по боковой образующей)

5ло, > 15 см

граница минимальной толщины из условия защггы нзоляшпг от механических повреждений и из условия безопасной работы механиз-I мов (принимается для толщины обсылкя по верхней обра-(зующей)

> 20 см

50 100 150

Эквивалентная толщина обсыпки, мм

Основная схема

V эквивалентная толщина гндрофобвзнроаанвого грунта

Эквивалентная схема

Рис. 10. Определение оптимальной толшнны обсыпки из ГФГ по целевой функции:

1 - стоимость ремонта изоляции (в ценах 1984 г.); 2 - стоимость обсыпки ГФГ с эквивалентной толщиной 8, (в ценах 1984 г.); 3 - целевая функция для нахождения оптимальной толщины обсыпки

водов с условным диаметром от 200 до 1000 мм составила 93-И 04 мм. На рис. 10 представлен пример определения оптимальной толщины обсыпки из ГФГ по целевой функции для трубопровода Ду = 500 мм. График общих затрат имеет минимум при значении аргумента 5-,= 101 мм, что и является оптимальным значением толщины слоя обсыпки. Технологические возможности устройства обсыпки из ГФГ заданной толщины определяются рядом факторов: способом прокладки трубопровода, шириной траншеи, возможностями механизации, технологией приготовления ГФГ и технологией его укладки.

При устройстве подсыпки из ГФГ под трубопровод минимальная толщина покрытия принимается равной 100 мм из условия сохранения сплошности при выполнении земляных работ. Минимальная толщина покрытия по боковой образующей принимается из требований СНиП III-

42-80* по минимальной ширине траншеи, например, для трубопроводов диаметром до 700 мм она составляет 15 см. Минимальная толщина обсыпки трубопровода по верхней образующей принимается равной 20 см из условия безопасной работы механизмов и из условия защиты изоляции от механических повреждений.

В третьей главе даётся оценка влияния ГФГ на долговечность изоляционных покрытий трубопроводов.

Полная выработка ресурса изоляции достигается при снижении переходного сопротивления до предельно допустимого по ГОСТ Р 5116498 значения - 103 Ом-м2.

Рассмотрев физический механизм процесса снижения переходного сопротивления Яп с 105 Ом-м2 до 103 Ом-м2, естественно предположить, что снижение Яп на два порядка невозможно объяснить изменением физических свойств материала. Следовательно, снижение изолирующих свойств является следствием нарушения герметичности изоляционного покрытия -появления трещин, царапин, задиров, т.е. локального повреждения изоляции.

Введем количественную характеристику степени повреждения изоляции л: как отношение площади поврежденной изоляции к площади неповрежденной.

Эквивалентная электрическая схема участка трубопровода представляет собой параллельно соединенные сопротивления, равные

^ грунта"^" ^слоя И К-грунта"^" ^сюя К-ил •

В результате проведённых расчётов получена формула для оценки переходного сопротивления трубопровода в зависимости от начального переходного сопротивления изоляции /?„„„ степени повреждения изоляции л', свойств ГФГ рс10Я и скелета фунта рф>НГа. толщины слоя ГФГ 51ТОЯ и диаметра трубы Отр:

О 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 Степень повреждения изоляции, доля -

Рис. 11. Изменение переходного сопротивления при обваловании трубопровода ГФГ (1) и без обвалования (2)

R. =

CR.

С-( 1-*) +

(7)

x-DmnL

тр

где

с =

Ра

2 tjL

-In

1 +

25„

тр

Ргрунта

2nL

V тР

+ S,

(8)

слоя у

На рис. 11 приведен график зависимостей Rn(x) при отсутствии обваловки из ГФГ (2) и при ее наличии (1) для Ду 300 мм. Начальное переходное сопротивление принято равным 104 Ом-м2.

Как следует из графиков, снижение переходного сопротивления во втором случае происходит примерно в два раза медленнее. Это наглядно видно при приближении R„ к предельному значению 103 Ом-м2.

Предельно допустимая степень повреждения изоляции составляет -0,004 для обваловки из обычного грунта и -0,008 для ГФГ.

Таким образом, предложенный критерий оценки состояния изоляции трубопроводов - степень повреждения .V - непосредственно связан с нормативным показателем Л„, но имеет прозрачный физический смысл и аналитическую связь со свойствами минерального грунта, слоя обвалования из ГФГ, типом изоляции и диаметром трубы.

Сделаем еще одно замечание по полученным результатам. Из рис. 11 следует, что имеет место чрезвычайно быстрое снижение переходного сопротивления на начальном этапе разрушения изоляционного слоя. Так, всего 0,2% разрушенной поверхности изоляции приводит снижению Яп в 5 раз. Этот вывод остается в силе независимо от начального переходного сопротивления изоляции (в формуле (7) стоит и в числителе, и в знаменателе), однако скорость снижения Я„ сильно зависит от свойств окружающего грунта - ргрутш и рслпя. Отсюда следует практический вывод: нерационально использовать дорогостоящие защитные покрытия с высоким значением переходного сопротивления, т.к. уже при незначительном повреждении изоляции высокие диэлектрические свойства материала теряют свое значение, а процессы коррозии трубопровода определяются свойствами окружающего грунта. Гораздо большее значение имеет механическая устойчивость изоляционного слоя к повреждениям, т.е. способность не допускать начала разрушения в течение длительного времени.

Рассматривая теоретическую зависимость скорости разрушения изоляции от времени, естественно предположить, что скорость разрушения поверхности изолирующего слоя пропорциональна уже разрушенной, т.е.

вх

где х - степень разрушения, (0<х<1);

I - время;

А - коэффициент пропорциональности.

С учетом ранее полученного результата, реальные значения х для трубопроводов не превышают 0,1%, т.е. лгтах<0,001, что дает возможность принять предложенную модель развития дефекта (7) при

Интегрируя (9) при начальном условии х(0) = 0, имеем

х{1) = еА'-\. (Ю)

Подставив (10) в (7), найдём зависимость Яп(1) в явном виде:

С • Я „ „„

я. =

К-пиз /„А1 т, п „Л < ^^

тр

■(еА'-1)-С-е'

Полученная зависимость описывает реальные процессы разрушения изоляции и совпадает с применяемыми в настоящее время эмпирическими зависимостями при принятии определенных допущений, загрубляющих модель. В начале рассмотрения модели, учитывая соотношения (Ягрущ-а + Кслоя)5! К-из > х«1 и произведя соответствующие сокращения, получим упрощённую зависимость, разлагая которую в ряд Тейлора по малому параметру х и ограничиваясь двумя первыми слагаемыми, получим формулу для практических расчётов оценки переходного сопротивления изоляционных покрытий при наличии обвалования трубопроводов слоем ГФГ:

К ^п.слоя ^л.грунта С^п.из ^п.слоя ^ п.грунта ) ^ . (12)

Согласно проведённым оценкам, отбрасывание третьего и последующих слагаемых приводит к погрешности не более 4,5%.

Срок службы изоляционных покрытий определяется временем достижения переходного сопротивления значения 103 Ом-м2, при котором скорость коррозии под покрытием возрастает до величины, находящейся на границе практически допустимых, согласно требованиям ГОСТ Р 51164-98. Подставив значение 10J вместо /?„ в формуле (12) и произведя несложные

преобразования, получим зависимость для определения срока службы изоляции:

1 /? — Р _ п

I \ / п из п -7п нта п слоя ч

! =—1п(—з---). (13)

А ~ со»

Для практических расчётов срока службы изоляции рекомендуется определять коэффициент А методом наименьших квадратов:

п п

1п(Дп изгрунтаслоя) '~ грунта _ Клслоя)

А =-^^^- • (14)

1=1

Полигонные, лабораторные и натурные исследования на действующем газопроводе по обсыпке изолированных трубопроводов ГФГ, проведённые в течение 6, 10 и 14 лет соответственно, показали, что у образцов, хранившихся в ГФГ, относительное удлинение в среднем выше на 22%, прочность при разрыве выше в среднем на 12%, адгезия выше в среднем на 8%, по сравнению с образцами, хранившимися в обычном минеральном грунте. Сплошность образцов изоляционных покрытий, независимо от условий закладки, не изменилась.

Переходное сопротивление изоляционных покрытий образцов труб, обвалованных ГФГ, изменялось значительно меньше, чем образцов труб, обвалованных минеральным грунтом. Благодаря улучшенным физико-механическим свойствам ГФГ, а именно: низкому значению газопроницаемости, фильтрации, водонасыщения коррозионной активности, набухания, высокому значению коэффициента водоустойчивости и сцепления, переходное сопротивление «труба-земля» образцов изолированных труб уменьшается незначительно.

Как известно, ухудшение защитных свойств (старение) изоляционных покрытий трубопроводов происходит под действием окружающей среды при взаимодействии с воздухом (кислородом, озоном и др.), водой и электролитами. Также отрицательное влияние на изоляцию оказывает

катодная поляризация, которая выражается, главным образом, в электроосмотическом эффекте и образовании на границе «металл-покрытие» скоплений молекул водорода, давление которых на покрытие приводит к отслоению изоляции. Поэтому уменьшение газопроницаемости, водопроницаемости, водонасыщения и коррозионной активности грунтов

обсыпки трубопровода приводит к уменьшению снижения переходного сопротивления изоляционных покрытий во времени, а также к уменьшению

выпотевания пластификатора и других компонентов из изоляционных материалов.

Итак, можно отметить, что обсыпка изолированного трубопровода ГФГ создает защитную оболочку или экран, препятствующие отрицательному воздействию окружающей среды на защитные свойства изоляции. При этом значительно увеличивается срок службы изоляции, что позволяет эксплуатировать трубопроводы продолжительное время без переизоляции или капитального ремонта. Качественное изменение переходного сопротивления проведенных экспериментов будет характерно и для других видов изоляционных покрытий трубопроводов, так как вяжущие продукты только улучшают защитные свойства изоляционных покрытий, а обсыпка из ГФГ препятствует отрицательным воздействиям окружающей среды и сохраняет защитные свойства изоляции.

Показатель скорости старения изоляционных покрытий трубопроводов в обсыпке из ГФГ при полигонных и натурных исследованиях на действующих трубопроводах составил А=0,08 1/год, а для «

обычных грунтов, согласно нормативным документам, он составляет 0,125 1/год (рис. 12). Таким образом, срок службы изоляции при обсыпке трубопроводов ГФГ увеличивается примерно на 40%.

В четвёртой главе содержатся результаты экспериментальных и теоретических исследований по воздействию органических вяжущих продуктов на свойства изоляционных покрытий, а также исследование

Время, лет -

Рис. 12. Изменение переходного сопротивления йп образцов изолированных труб:

Д - экспериментальные точки; 1 - график, построенный на основании экспериментальных данных, для образцов труб с обсыпкой ГФГ (Д); 2 - график прогнозирования Я,, для образцов труб с обсыпкой минеральным грунтом по данным ВНИИСТа

свойств новых конструкций полимерных лент и обёрток, повышающих надёжность эксплуатации трубопроводов.

Исследования на первом этапе показали, что основные свойства изоляционных материалов (относительное удлинение, прочность, адгезия, сплошность, удельное электросопротивление, переходное электросопротивление) при обсыпке трубопроводов ГФГ и взаимодействии с вяжущими ВМТ не изменяются и химически с ними не вступают в реакцию, при этом несколько увеличивается адгезия и уменьшаются водопроницаемость и водопоглощение, в среднем на 15-20% (рис. 13).

Результаты исследований, проведённых на втором этапе, доказали возможность использования вяжущих веществ для ремонта изоляционных покрытий трубопроводов после длительной эксплуатации. У образцов изоляционных покрытий, отобранных с реальных трубопроводов после

1 X

Л Г X X 2 о

X / /% уГ х/ 8 О О

90 120

Время, сут

150

Рис. 13. Зависимость водопоглошения образцов битумной изоляции: 1 - без обработки; 2-е обработкой вяжущим ВМТ-Л

180

15-20 лет эксплуатации, после обработки вяжущим ВМТ переходное сопротивление увеличивается примерно на порядок, ударная прочность и адгезия увеличиваются на 15-30%, водопоглощение и водопроницаемость уменьшаются в 1,5-2 раза.

На третьем этапе исследований производился теоретический и экспериментальный выбор компонентов для разработки перспективного состава вяжущего, предназначенного для ремонта изоляционных покрытий. Исследования выполнены с 30-ю компонентами нефтехимических производств, из которых было приготовлено 92 состава. На основании большого объёма проведённых исследований наилучшим по технологическим, физико-химическим и механическим свойствам оказался состав из 63% нефтяного битума БН 90/10 и 37% смолы пиролиза бензина. При обработке ремонтируемых изоляционных покрытий этим составом переходное сопротивление увеличивается на 105 Ом-м2, ударная прочность

! (

Ширина соединения, мм -

Рис. 14. Зависимость адгезии в нахлёсте для полимерной изоляционной ленты «Полилен»:

1 - соединение липкого слоя и основы; 2 - соединение липкими сторонами

и адгезия увеличиваются на 15-30%, водопоглощение и водопроницаемость уменьшаются в 2-3 раза.

Дополнительным мероприятием по • повышению надёжности эксплуатации трубопроводов является использование новых конструкций полимерных лент и обёрток с двусторонним липким слоем, подтверждённых патентами. Проведённые экспериментальные исследования показали, что применение новых конструкций лент и обёрток позволяет повысить адгезию в нахлёсте в 5—50 раз и уменьшить водопроницаемость в 2-5 раза (рис. 14, 15).

В пятой главе приведены основные производственные характеристики разработанных технологий, рекомендации по строительству объектов трубопроводного транспорта с применением ГФГ, результаты внедрения.

Научно обоснованная классификация использования ГФГ на объектах

трубопроводного транспорта, представленная на рис. 16, показывает новые

разработанные технологии, которые бнауобласть при-

бйблио'ИКА { СПе11»**»г |

оэ зое »"

Ширина соединения, мм

Рис. 15. Зависимость водопроницаемости в нахлёсте для полимерной изоляционной ленты «Полилен» при 90 "С:

1 - соединение липкого слоя и основы; 2 - соединение липкими сторонами

менения методов технической мелиорации грунтов в трубопроводном строительстве.

Новая технология строительства трубопроводов в обсыпке из ГФГ (рис.17), подтверждённая патентами, значительно повышает надёжность эксплуатации трубопроводов и позволяет существенно увеличить долговечность изоляционных покрытий.

Новая технология выборочного ремонта изоляционных покрытий трубопроводов, подтверждённая патентами и авторскими свидетельствами, снижает затраты по сравнению с традиционными технологиями ремонта в 2 раза.

Приготовление ГФГ осуществляется по шести разработанным способам с использованием различных технических средств.

Новые конструкции балластирующих устройств и технологии балластировки (рис. 18), подтверждённые патентами, позволяют увеличить удерживающую способность одного анкерного устройства в 2,3 раза.

Находятся на стадии разработки рабочего проекта; ' - Внедрены в производство.

Рис. 16. Классификация использования ГФГ на объектах трубонроводно! о транспорт

ЧЧЧЧЧЧ1

1,1,1,1,1,1,

tZD^.

Рис. 17. Технологическая схема по прокладке подземных и полуподземных трубопроводов в обсыпке из ГФГ:

I - поливание дна траншеи ВМТ и приготовление вяжущегрунтовой смеси дорожной фрезой или грунтосмесительной насадкой к бульдозеру; II - подготовка грунтового лотка; III - поливание минерального грунта ВМТ; IV - перемешивание минерального грунта с ВМТ; V - перемещение ГФГ в траншею; VI - уплотнение ГФГ; VII - обратная рекультивация;

1 - рекультивируемый грунт; 2 - минеральный грунт; 3 - мини-трактор с дорожной фрезой; 4 - битумовоз; 5 - траншея; 6 - экскаватор; 7 - грунтовой лоток; 8 -изолированный трубопровод; 9 - ГФГ; 10 - бульдозер

J 4 5 6 7

Рис. 18. Способ балластировки трубопровода анкер-инъекторачи:

1 - инъектируемый вяжущий продукт (корень анкера); 2 - трубопровод; 3- силовой пояс: 4 - защитный коврик и футеровочный мат; 5 - циунер для подачи вяжущего, 6 -корпус сменного оголовка; 7 - штуцер для подачи сжатого воздуха; 8 - траншея трубопровода: 9 - тяга анкера; 10 - минеральный грунт

Новые конструкции изоляционных материалов и их технологии нанесения, подтверждённые патентами, позволяют увеличить адгезию полимерных лент и обёрток в 5-50 раз и снизить водопроницаемость более чем в 2 раза, что соответственно повышает надёжность эксплуатации трубопроводов.

По всем рекомендуемым технологиям определены основные технико-экономические показатели и область применения, разработаны схемы производства и организации работ, рассмотрена последовательность трудовых процессов отдельных видов работ, представлены перечни необходимого оборудования, машин и механизмов, установлен количественно-квалификационный состав бригад, представлены требования по контролю качества, охране окружающей среды и технике безопасности.

Рекомендации по разработанным технологиям работ отражены в одном отраслевом стандарте, пяти отраслевых нормативных документах и одной рекомендации.

Технологии производства работ по 10-ти запатентованным изобретениям приобретены по 6-ти лицензионным договорам организациями по строительству и ремонту трубопроводов ООО «СМУ-4» и «Нефтегазком-плектмонтаж».

Разработанные технологии внедрены в объединении «Уралтрансгаз», ОАО «Баштрансгаз», тресте «Востокнефтеподводстрой», ОАО «ГИПРОтрубопровод», АО «Уралтрубопроводстрой», ООО «СМУ-4», ООО «Нефтегазкомплектмонтаж».

Введённая в действие «Методика определения остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений» (ОСТ-153-39.4-010-2002), которая, в частности, может быть использована при определении остаточного ресурса трубопроводов, проложенных в обсыпке из ГФГ, включает разделы по диагностике трубопроводов и расчётам остаточного ресурса.

Комплексное техническое диагностирование нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений предусматривает выполнение следующих основных этапов работ: сбор и анализ информации, ознакомление с эксплуатационно-технической документацией; контроль состояния защитного антикоррозионного покрытия; контроль состояния основного металла труб трубопроводов; контроль кольцевых сварных соединений трубопроводов; акустико-эмиссионная диагностика участков трубопроводов; исследование химического состава, механических свойств металлов и сварных соединений и их структуры; обработка результатов обследования, разработка рекомендаций по дальнейшей эксплуатации, ремонту или исключению из эксплуатации.

Обязательными в отраслевом стандарте являются определение расчётной и отбраковочной толщины стенки и оценка остаточного ресурса трубопроводов по минимальной вероятной толщине стенки труб. Расчёты остаточного ресурса трубопроводов, подвергающихся коррозионно-эрозионному воздействию, с учётом выявленных и классифицированных дефектов и остаточного ресурса по статистике отказов трубопроводов, выполняются в случае необходимости по техническому заданию заказчика.

При расчёте остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов минимально вероятная толщина стенки 1_:п определяется современными статистическими методами расчёта при доверительной вероятности 95% применительно ко всем промысловым трубопроводам; отбраковочная толщина стенки 1от выбирается согласно действующим нормативным документам; средняя скорость коррозии Уср определяется по фактически замеренной толщине труб.

По оценке специалистов ведущих нефтяных компаний России, данная методика актуальна, восполняет пробел в нормативной базе по определению технического состояния промысловых трубопроводов, весьма полезна для долгосрочного планирования капитального ремонта или

замены трубопроводов, использует новые методы диагностики и современные статистические методы расчёта.

Разработанная методика расчёта параметров катодной зашиты при ремонте изоляционных покрытий трубопроводов методом восстановления распространяется на область проектирования параметров катодной защиты при капитальном, выборочном капитальном и профилактическом ремонте изоляционных покрытий трубопроводов методом восстановления защитных свойств изоляции с применением органических вяжущих продуктов.

Основные результаты исследований защищены авторскими свидетельствами и патентами (А.С.№1687993, патентами №2184299, 2184303, 2183783, 2183785, 2191312, 2197668, 2205315, 2205324, 2205317, 2205316) и внедрены на следующих объектах трубопроводного транспорта: газопроводах Челябинск-Петровск, Уренгой-Петровск, Ямбург-Поволжье, Западная Сибирь-Урал-Поволжье - повышение удерживающей способности грунтов нарушенной структуры на обводнённых участках; Шкапово-Тубанкуль - ремонт изоляции и защитная обсыпка трубопровода ГФГ, снижение коррозионной активности грунта; Уренгой-Новопсков, Челябинск-Петровск - защитная обсыпка ГФГ на оголённых участках, Ишимбай-Уфа - ремонт изоляционного покрытия кранового узла с обсыпкой ГФГ. Суммарный фактический экономический эффект от внедрения результатов исследований составил 1 129,7 тыс. рублей в ценах 1984г.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа теории и практики использования грунтов, обработанных различными вяжущими продуктами, а также выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований доказаны практическая возможность, экономическая целесообразность и предложена область применения ГФГ на нефтегазовых объектах с целью повышения

эксплуатационной надёжности трубопроводного транспорта углеводородных продуктов.

2. Научно обоснованы требования к основным параметрам ГФГ и установлено, что наилучшим образом данным требованиям удовлетворяют грунты, обработанные вяжущим веществом для магистральных трубопроводов летней и зимней модификаций: коррозионная активность, набухание и водопроницаемость при такой обработке уменьшается более чем в 2 раза, газопроницаемость - в 10 раз, водоустойчивость, прочность и сцепление увеличиваются более чем в 3 раза.

Выполненные экспериментальные исследования физико-механических свойств позволили впервые определить оптимальную дозировку вяжущих веществ для ГФГ - 9,6% по массе грунта, при этом обсыпка трубопровода ГФГ создаёт экран, препятствующий отрицательному воздействию окружающей среды на защитные свойства изоляции.

3. Предложена математическая модель и зависимость скорости коррозии металла трубы от толщины слоя ГФГ в случае повреждения изоляции. Установлено, что слой ГФГ в 10 см снижает скорость коррозии на 40%, по сравнению с засыпкой трубопровода обычным минеральным грунтом. Определено оптимальное значение толщины слоя ГФГ по критерию минимальных удельных затрат на проведение ремонтных работ.

4. Установлено, что обсыпка трубопроводов из ГФГ увеличивает работоспособность изоляционных покрытий в 2 раза при нарушении сплошности. Предложена методика определения остаточного ресурса изоляционных покрытий трубопроводов в обсыпке ГФГ, позволяющая проводить научно обоснованное долговременное планирование капитального ремонта, при этом установлен показатель скорости старения защитных покрытий в обсыпке ГФГ - 0,08 1/год.

5. Впервые разработана технология ремонта изоляционных покрытий трубопроводов методом восстановления защитных свойств на основе применения рационально подобранных органических веществ и ГФГ, позволяющая снизить затраты по сравнению с традиционными технологиями в 1,8 раз.

6. Разработаны и внедрены в производство принципиально новые технологии и конструкции на основе использования ГФГ, подтверждённые патентами и позволяющие:

• при строительстве трубопроводов в обсыпке из ГФГ увеличить срок службы изоляционных покрытий на 40%;

• при использовании новых способов балластировки трубопроводов увеличить удерживающую способность одного анкерного устройства в 2,3 раза;

• при использовании новых конструкций изоляционных материалов увеличить адгезию в нахлёсте более чем в 5 раз, снизить водопроницаемость более чем в 2 раза.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Мустафин Ф.М. Сооружение и ремонт трубопроводов с применением гидрофобизированных грунтов. - М.: Недра, 2003. - 232 с.

2. Мустафин Ф.М. Область применения гидрофобизированных грунтов на объектах трубопроводного транспорта // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2003. - № 3. - С. 83-90.

3. Мустафин Ф.М. Применение гидрофобизированных грунтов в трубопроводном строительстве // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2003. - № 4. - С. 68-71.

4. Мустафин Ф.М. Повышение надёжности эксплуатации нефтепроводов при обсыпке гидрофобизированным грунтом // Нефтяное хозяйство. - 2003. -№ 9. - С. 51-59.

5. Мустафин Ф.М. Экономические аспекты использования гидрофобизированных грунтов в трубопроводном строительстве // Нефть, газ и бизнес. - 2003. - № 4. - С. 44-46.

6. Мустафин Ф.М. Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2003. - № 5. -С.74-76.

7. Мустафин Ф.М. Экспериментальные исследования свойств гидрофобизированных грунтов // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. - М.: Недра, 2003. - С. 76114.

8. Мустафин Ф.М. Определение оптимальной дозировки вяжущего для гидрофобизации грунтов // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. - М.: Недра, 2003. - С. 119-124.

9. Мустафин Ф.М. Определение оптимальной толщины обсыпки трубопроводов гидрофобизированными грунтами // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. - М.: Недра, 2003. -С. 142-149.

10. Мустафин Ф.М. Изучение долговечности изоляционных покрытий трубопроводов при обсыпке гидрофобизированными грунтами // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. -М.: Недра, 2003. - С. 152-169.

11. Мустафин Ф.М. Исследования по ремонту защитных покрытий трубопроводов методом восстановления // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. - М.: Недра, 2003. - С. 176196.

12. Мустафин Ф.М. Обзор методов защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями // Нефтегазовое дело. - 2003. - 6 марта. - http://www.ogbus.ru/authors/Mustafin/Mustafin_3.pdf

13. Мустафин Ф.М. Применение гидрофобизированных фунтов при строительстве и ремонте трубопроводов // Нефтегазовое дело. - 2003. - 3 марта. - http://www.ogbus.ru/ authors/Mustafin/ Mustafin_2.pdf

14. Мустафин Ф.М. Способы прокладки трубопроводов с применением обсыпки специально обработанными грунтами // Нефтегазовое дело. -2003.-3 марта. — http://www.ogbus.ru/authors/Mustafin/Mustafin_l .pdf

15. Мустафин Ф.М. Перспективы использования и область применения гидрофобизированных грунтов на объектах трубопроводного транспорта // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 85-92.

16. Мустафин Ф.М. Современное состояние защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 103-127.

17. Мустафин Ф.М. Классификация способов прокладки трубопроводов с применением обсыпки специально обработанными грунтами // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 127-132.

18. Ведерникова Т.Г., Мустафин Ф.М. К вопросу гидрофобизации минеральных грунтов нефтяными вяжущими веществами // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 139-141.

19. Мустафин Ф.М., Фархетдинов И.Р., Харисов Р.А и др. Разработка отраслевых нормативно-технических документов // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 141 -160.

20. Мустафин Ф.М., Харисов P.A., Фархетдинов И.Р. Исследование адгезии и водопроницаемости у полимерных изоляционных лент и

обёрток с двусторонним липким слоем // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.-С. 161-167.

21.Мустафин Ф.М., Лаврентьев А.Е. Ремонт изоляционных покрытий трубопроводов с применением органических вяжущих продуктов // Газовая промышленность. - М.: ВНИИЭГазпром, 1989. - №7. - С. 1426.

22. Мустафин Ф.М., Харисов P.A., Фархетдинов И.Р. Экспериментальные исследования по применению полимерных изоляционных покрытий с двусторонним липким слоем // Трубопроводный транспорт - сегодня и завтра: Матер, междунар. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во «Монография», 2002. - С. 130-132.

23. Мустафин Ф.М., Фархетдинов И.Р., Харисов P.A. Технология прокладки трубопровода в обсыпке из гидрофобизированных грунтов // Трубопроводный транспорт - сегодня и завтра: Матер, междунар. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во «Монография», 2002. - С. 132-134.

24. Мустафин Ф.М., Бабин Л.А., Быков Л.И. Балластировка газопроводов закреплёнными грунтами // Актуальные проблемы нефти и газа: Тез. докл. республ. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во УНИ, 1984. - С. 55.

25. Мустафин Ф.М., Григоренко П.Н., Ахмадуллин Н.Р. Исследование методов технической мелиорации грунтов для стабилизации положения трубопроводов на слабонесущих грунтах // Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Иваново-Франковск: ИФИНГ, 1985. - С. 108.

26. Мустафин Ф.М. Способ прокладки трубопроводов в обсыпке из гидрофобизированных фунтов // Трубопроводный транспорт нефти и газа: Матер. Всерос. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. -С. 99.

27. Мустафин Ф.М., Гамбург И.Ш., Серебренникова О.В Разработка технологии балластировки трубопроводов анкер-инъекторами // Трубопроводный транспорт нефти и газа: Матер. Всерос. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 100-101.

28. Мустафин Ф.М., Фархетдинов И.Р. Оценка остаточного ресурса изоляционных покрытий трубопроводов // Трубопроводный транспорт нефти и газа: Матер. Всерос. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 104-105.

Изобретения:

29. A.C. №1687993 СССР, МКИ F 16 L 1/26. Способ ремонта битумной и полимерной плёночной изоляции подземного трубопровода / Ф.М. Мустафин, С.К. Рафиков, Л.А. Бабин и др. (РФ). - 4671664/29; Заявлено 03.10.91; Опубл. 30.10.91. Бюл. №32.

30. Патент № 2184299 РФ. Способ закрепления трубопровода / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 27.06.02. // БИ. - 2002. -№18.

31. Патент № 2184303 РФ. Конструкция изоляционной ленты для трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 27.06.02. // БИ. - 2002. -№18.

32. Патент № 2183785 РФ. Способ изоляции стальных магистральных трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 20.06.02. // БИ. - 2002. - № 17.

33. Патент № 2183783 РФ. Способ ремонта антикоррозионной изоляции подземных трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Н.В. Абдуллин, С.К. Рафиков и др. (РФ); Опубл. 20.06.02. // БИ. - 2002. - № 17.

34. Патент № 2191312 РФ. Способ прокладки подземного трубопровода / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 20.10.02. // БИ. - 2002. - №29.

35. Патент № 2197668 РФ. Способ ремонта изоляционных покрытий / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, Р.Ж. Ахияров и др. (РФ); Опубл. 27.03.03. // БИ. - 2003. - №2.

36. Патент № 2205315 РФ. Способ прокладки трубопровода / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, И.Р. Фархетдинов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03. // БИ. - 2003. -№15.

37. Патент № 2205324 РФ. Конструкция изоляционной ленты трубопроводов / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, P.A. Харисов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03. // БИ. - 2003. - №15.

38. Патент № 2205317 РФ. Способ закрепления трубопровода / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, И.Р. Фархетдинов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03. // БИ. - 2003. - №15.

39. Патент № 2205316 РФ. Способ прокладки трубопровода / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, P.A. Харисов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03. // БИ. - 2003. - №15.

Нормативно-методические разработки в соавторстве с соискателем:

40. ОСТ 153-39.4-010-2002. Методика определения остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений. - Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры «Монография», 2002. -62 с.

41. РД 39Р-00147105-025-02. Методика определения остаточного ресурса изоляционных покрытий подземных трубопроводов. - Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры «Монография», 2002. - 23 с

42. РД 39Р-00147105-026-02. Инструкция по применению полимерных изоляционных лент и обёрток с двусторонним липким слоем. - Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры «Монография», 2002. - 44 с.

43. РД 39Р-00147105-027-02. Инструкция по прокладке трубопроводов в обсыпке из гидрофобизированных грунтов. - Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры «Монография», 2002. - 45 с.

44. РД 39Р-00147105-028-02. Инструкция по балластировке трубопроводов с применением анкер-инъекторов. - Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры «Монография», 2002. - 66 с.

45. РД 39Р-00147105-029-02. Инструкция по балластировке трубопроводов с применением винтовых анкерных устройств с повышенной удерживающей способностью. - Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры «Монография», 2002. - 68 с.

46. Рекомендации по технологии ремонта изоляционных покрытий магистральных газопроводов с применением обсыпки ГФГ / ССО ПО УРАЛТРАНСГАЗ. - Уфа: Ротапринт УНИ, 1989. - 36 с.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту профессору Быкову Леониду Ивановичу, заведующему кафедрой профессору Гумерову Асгату Галимьяновичу, а также коллективу кафедры «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ» УГНТУ за помощь и ценные замечания при подготовке работы.

Подписано к печати 16.09.03. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Печ. листов 3. Тираж 90 экз. Заказ 240.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

Ö.003-/I

14s (2

P14512

Содержание диссертации, доктора технических наук, Мустафин, Фаниль Мухаметович

Введение.

1. СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ И РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛЬНО ОБРАБОТАННЫХ ГРУНТОВ.

1.1. Классификация способов прокладки трубопроводов.

1.2. Анализ современного состояния защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями.

1.3. Виды ремонтных работ на линейной части магистральных трубопроводов и существующие технологии капитального ремонта.

1.4. Перспективы использования и область применения гидрофобизированных грунтов на объектах трубопроводного транспорта.

1.5. Выводы по главе 1.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГИДРОФОБИЗИРОВАННЫХ ГРУНТОВ.

2.1. Общие требования к свойствам гидрофобизированных грунтов и выбор вяжущих продуктов.

2.2. Физико-механический механизм структурирования гидрофобизированных грунтов.

2.3. Экспериментальное изучение физико-механических свойств гидрофобизированных грунтов.

2.3.1. Методика проведения экспериментов.

2.3.2. Оценка погрешностей эксперимента.

2.3.3. Методы определения вида аналитических зависимостей.

2.3.4. Обсуждение результатов.

2.4. Определение оптимальной дозировки вяжущего для гидрофо-бизации грунтов.

2.5. Определение оптимальной толщины обсыпки из гидрофобизи- 126 рованных грунтов.

2.6. Выводы по главе 2.

3. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ

ПОКРЫТИЙ ПРИ ОБСЫПКЕ ТРУБОПРОВОДОВ ГИДРОФО

БИЗИРОВАННЫМ ГРУНТОМ.

3.1. Моделирование процессов разрушения изоляционных покрытий и оценка влияния обвалования из гидрофобизированных грунтов на остаточный ресурс изоляции.

3.2. Лабораторные исследования влияния обсыпки из гидрофобизированных грунтов на свойства изоляционных покрытий трубопроводов.

3.3. Полигонные исследования влияния обсыпки из гидрофобизированных грунтов на свойства изоляционных покрытий трубопроводов.

3.4. Натурные исследования влияния гидрофобизированных грунтов на долговечность изоляционных покрытий.

3.5. Выводы по главе 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЯЖУЩИХ ПРОДУКТОВ

НА ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ;.

4.1. Исследование физико-механических свойств изоляционных покрытий, обработанных органическими вяжущими.

4.2. Определение рационального состава органических веществ для ремонта изоляционных покрытий трубопроводов методом восстановления.

4.3. Исследование адгезии и водопроницаемости новых конструкций изоляционных лент и обёрток.

4.4. Натурные исследования по ремонту изоляционных покрытий методом восстановления.

4.5. Выводы по главе 4.

5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

И РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОФОБИЗИРОВ АННЫХ ГРУНТОВ.

5.1. Классификация использования гидрофобизированных грунтов на объектах трубопроводного транспорта.

5.2. Технология строительства трубопроводов в обсыпке из гидрофобизированных грунтов.

5.3. Ремонт изоляционных покрытий трубопроводов методом восстановления;.

5.3.1. Технология ремонта изоляционных покрытий с применением органических вяжущих продуктов и обсыпки из гидрофобизированных грунтов.

5.3.2. Разработка методики расчёта параметров катодной защиты при ремонте изоляционных покрытий методом восстановления.

5.4. Технология балластировки трубопроводов с использованием анкер-инъекторов.

5.5. Технология производства изоляционных работ с использованием новых конструкций полимерных лент и обёрток.

5.6. Разработка методики расчёта остаточного ресурса нефтегазопро-мысловых трубопроводов.

5.7. Выводы по главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта"

Актуальность проблемы. Одним из путей решения проблемы повышения надёжности эксплуатации нефтегазопроводов является использование новых эффективных научно обоснованных технологий строительства и ремонта трубопроводных систем. Основной особенностью строительства и ремонта трубопроводов является разнообразие природно-климатических и гидрогеологических характеристик местности вдоль трассы, что требует значительного разнообразия конструктивных и технологических решений при прокладке и эксплуатации линейной части трубопроводов на просадочных и набухающих грунтах, оползневых и горных участках, болотистых и заторфованных отложениях, грунтах с высокой коррозионной активностью.

Подземные трубопроводы работают в специфических коррозионных условиях, что обусловливает необходимость противокоррозионной защиты. Почвенная коррозия учитывается как один из серьёзных факторов в определении условий эксплуатации трубопроводов. Около 45% всех аварий на трубопроводах происходит по причине коррозии. Поэтому эффективность противокоррозионной защиты в значительной степени определяет уровень надёжности трубопровода. Вид защиты выбирают, исходя из технико-экономических соображений. При разработке проектов принимается во внимание как технические (наличие или отсутствие блуждающих токов, коррозионная активность грунтов, вид противокоррозионной изоляции и пр.), так и экономические факторы (размеры, единовременных затрат, эксплуатационные расходы и пр.). Решение задачи определения срока службы различных видов противокоррозионной изоляции стальных трубопроводов зависит от многих факторов, основные из них — эксплуатационные свойства защитных покрытий и степень взаимодействия с окружающей грунтовой средой. Эксплуатационные свойства защитных покрытий зависят от физико-химических свойств исходных материалов, качества очистки труб, соблюдения технологии выполнения изоляционных работ, возможности осуществления мероприятий по защите изоляции от повреждений в процессе изоляционно-укладочных работ и эксплуатации трубопровода.

Долговечность полимерных и битумных материалов, находящихся в грунтовой среде, оценивается примерно в 50 лет, а срок службы защитных покрытий трубопроводов из этих материалов составляет около 15—20 лет.

Очевидно, что при существующих условиях эксплуатации изоляционные покрытия трубопроводов нуждаются в защите от негативного воздействия окружающей грунтовой среды.

Основными причинами возникновения дефектов в защитных покрытиях трубопроводов следующие: несоблюдение технологии их нанесения, механические повреждения при засыпке: трубопроводов; смерзание изоляции с грунтом; механические повреждения при взаимодействии с грунтом в период эксплуатации (растрескивание, гофрообразования и т.д.); физико-химическое воздействие грунта, приводящее к вымыванию пластификаторов, т. е. эти причины, связанные в основном с взаимодействием покрытий с окружающей грунтовой средой.

Ведущими научно-исследовательскими организациями в области трубопроводного транспорта (ВНИИСТ, ВНИИГАЗ, ИПТЭР, РГУНГ и др.) в последние годы предприняты значительные усилия по увеличению работоспособности защитных покрытий трубопроводов, но до настоящего времени исследования относились непосредственно к самой изоляции, и не рассматривалась возможность изменения воздействия внешней среды. Одним из направлений увеличения срока службы изоляции является искусственное воздействие на внешние условия с использованием гидрофобизации грунтов. Гидрофобизированными грунтами (ГФГ*) называют грунты, обработанные органическими вяжущими веществами для защиты изолированных трубопрово

БСЭ: - гидрофобпостъ - неспособность вещества (материала) смачиваться водой;

- гидрофобные покрытия (материалы) — наносятся на поверхность металлов (для защиты от коррозии), древесины, кожи, полимеров и др. материалов для защиты от влажной среды и для придания водостойкости и непромокаемости. дов от негативного воздействия окружающей среды, а именно, для повышения прочности и водостойкости, уменьшения водонасыщения, размокаемости, водо-и газопроницаемости.

Методы технической мелиорации грунтов применяются в трубопроводном строительстве как в качестве самостоятельных мер, так и в комплексе с инженерно-строительными мероприятиями, направленными на искусственное улучшение состояния и физико-механических свойств пород различными техническими приёмами. Однако гидрофобизация грунтов, как один из методов технической мелиорации, недостаточно изучен в плане использования в трубопроводном строительстве. Существующие технологии по стабилизации положения трубопроводов, устройству искусственных грунтовых оснований, снижению коррозионной активности грунтов, уменьшению механического и физико-химического воздействия грунтов на изоляционные покрытия имеют ряд недостатков: ограниченность области применения, потребность в: громоздком оборудовании,, низкая производительность, значительный объём транспортировки материалов .— всё это существенно сдерживает их использование в трубопроводном строительстве.

В соответствии с межгосударственной программой «Высоконадёжный трубопроводный транспорт» повышение надёжности и экологической безопасности объектов топливно-энергетического комплекса можно обеспечивать за счёт технического перевооружения и реконструкции технологического оборудования, систем автоматизации насосных станций, резервуарных парков и телемеханизации линейной части магистральных трубопроводов, выполнения работ по диагностике и капитальному ремонту линейной части, резервуаров и оборудования;

Цель работы - научное обоснование и разработка новых эффективных технологий строительства и капитального ремонта газонефтепроводов с использованием гидрофобизированных грунтов, направленных на повышение надёжности трубопроводного транспорта углеводородного сырья.

Задачи исследований:

1. Определить область и перспективы использования ГФГ с разработкой научно обоснованной классификации их применения на объектах трубопроводного транспорта.

4. Разработать математическую модель для определения влияния обсыпки из ГФГ на работоспособность и долговечность изоляционных покрытий. Обосновать методику определения остаточного ресурса защитных покрытий трубопроводов,, при этом определить показатель скорости старения защитных покрытий при обсыпке ГФГ.

Научная новизна

В диссертационной работе получены следующие новые результаты:

9,6% по массе грунта с влажностью, отличающейся от оптимального значения не более чем на 5%.

3. Установлено оптимальное значение толщины слоя ГФГ, полученное построением целевой функции по критерию минимальных удельных затрат на проведение ремонтных работ. Предложена математическая модель и получена зависимость скорости коррозии металла трубы от толщины слоя ГФГ в случае повреждения изоляции, при этом установлено, что слой ГФГ в 10 см снижает скорость коррозии на 40% по сравнению с засыпкой трубопровода обычным минеральным грунтом.

4. Впервые предложена математическая модель и получена зависимость переходного сопротивления изоляции от степени её повреждения. Установлено, что повреждение изоляции в пределах до 0,2% приводит к потере её диэлектрических свойств более чем в 5 раз. Показано, что нерационально использовать дорогостоящую изоляцию с высоким, значением переходного сопротивления, гораздо большее значение для изоляционных покрытий имеет их устойчивость к механическим повреждениям в течение длительного времени. Предложен алгоритм численного решения задачи оценки остаточного ресурса защитных покрытий трубопроводов, проложенных в обсыпке ГФГ. На основе лабораторных, полигонных и натурных экспериментальных исследований определен показатель скорости старения защитных покрытий трубопроводов, проложенных в обсыпке из ГФГ, равный 0,08 1/год, при этом установлено, что срок службы защитных покрытий увеличивается на 40%.

Практическая ценность работы,

Патенты и руководящие документы на новые конструкции и технологические процессы по способам прокладки, балластировке и ремонту трубопроводов внедрены при строительстве и ремонте промысловых и магистральных трубопроводов в «Главвостоктрубопроводстрое», АК «Уралтрубопроводстрой», ОАО «Гипротрубопровод» АК «Транснефть», ООО «СМУ-4», ООО «Старстрой», ОАО «РИТЭК», «Нефтегазкомплектмонтаж».

Использование ГФГ в. трубопроводном строительстве и внедрение результатов диссертационной работы позволили получить суммарный фактический экономический эффект 1 129,7 тыс. рублей в ценах 1984г.

Апробация работы

Результаты работы, докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских и республиканских совещаниях и конференциях:

Первой всесоюзной конференции «Проблемы освоения ЗападноСибирского топливо-энергетического комплекса» (г. Уфа, 1982 г.);

Третьей всесоюзной конференции «Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа» (г. Ивано-Франковск, 1985 г.);

Всесоюзной конференции «Проблемы научно-технического прогресса в трубопроводном транспорте газа Западной Сибири» (г. Уфа, 1987 г.);

Областной конференции «Применение достижений научно-технического прогресса при обустройстве нефтяных месторождений» (г. Тюмень, 1988 г.);

Девятой республиканской конференции «Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири» (г. Тюмень, 1988 г.);

Семинаре «Совершенствование технологии и оборудования процессов переработки и транспорта нефти» (г. Новополоцк, 1989 г.);

Третьем конгрессе нефтегазопромышленников России (г. Уфа, 2001 г.);

Всероссийской конференции «Трубопроводный транспорт нефти и газа» (г. Уфа, 2002 г.);

Международной конференции «Трубопроводный транспорт - сегодня и завтра» (г. Уфа, 2002 г.);

Четвёртом конгрессе нефтегазопромышленников России (г. Уфа, 2003 г.);

Техническом Совете ОАО «ГИПРОтрубопровод» АК «Транснефть» (г. Москва, 2003 г.);

Научно-техническом Совете института «Нефтегазпроект» (г. Тюмень, 2003г.)

Секции «Защита трубопроводов от коррозии» научно-технического Совета ОАО «ВНИИСТ» (г. Москва, 2003 г.);

Публикации

По теме диссертации опубликовано 46 работ, в том числе 1 монография, 1 авторское свидетельство и 10 патентов.

Структура и объём работы

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Мустафин, Фаниль Мухаметович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Выполненные экспериментальные исследования физико-механических свойств позволили впервые определить оптимальную дозировку вяжущих веществ для ГФГ - 9,6% по массе грунта, при этом обсыпка трубопровода ГФГ создаёт экран; препятствующий отрицательному воздействию окружающей среды на защитные свойства изоляции.

• при строительстве трубопроводов в обсыпке из ГФГ увеличить срок службы изоляционных покрытий на 40%;

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Мустафин, Фаниль Мухаметович, Уфа

1. Бабин Л.А., Быков Л.И., Волохов В.Я. Справочник мастера-строителя магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1986. — 224 с.

2. Бабин Л.А., Быков Л.И., Рафиков С.К. Искусственное улучшение грунтов в практике трубопроводного строительства. М.: Недра, 1990. - 153 е.: ил.

3. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 471 с.

4. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. — М.: Недра, 1986.-224 с.

5. Кузнецов М.В., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И., Котов В.Ф. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров: Учебник для вузов. -М.: Недра, 1992.-238 с.

6. Халлыев Н.Х. Ремонт магистральных газопроводов: Учебное пособие. — М.: ИРЦ «Газпром», 2001.

7. Халлыев Н.Х. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. — М.: Недра, 1978.

8. Абдуллин И.Г. и др. Механизм канавочного разрушения нижней образующей нефтесборных коллекторов // Нефтяное хозяйство. 1984. - С. 51-53.

9. Воронин В.И., Воронина Т.С. Изоляционные покрытия подземных нефтегазопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1990. - 198 с.

10. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г., Мостовой A.B. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем: диагностика и прогнозирование долговечности. — Уфа: Гилем, 1997. — 177 с.

11. Прогнозирование коррозионно-механических разрушений магистральных трубопроводов / А.Г. Гареев, И!А. Иванов, И.Г. Абдуллин и др. — М.: ИРЦ Газпром, 1997. 170 с.

12. Эксплуатационная долговечность нефтепроводов / В.В. Курочкин, H.A. Малюшин, O.A. Степанов и др. М.: Недра, 2001. - 232 с.

13. Малюшин H.A. Резервуары на естественном основании. Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли. Тюмень: ТюмГНТУ, 2002. -С. 92-95.

14. Стандарт DIN 30671 (ФРГ). Покрытие из термореактивных пластмасс для стальных труб и фитингов. Эпоксидные порошковые покрытия.

15. Industrial.- 1986.-No. 1.-Р. 4.

16. Corrosion Prevention and Control. 1984.-No. 10.-P. 23.

17. Materials Protection and Perfomance. 1983. - No.8. - P. 12.

18. Corrosion Prevention and Control. 1984.-No. 1. - P. 20.

19. Использование расплавляемых эпоксидных смол для защиты трубопроводов. FBE evolves to meet industry need for pipe line protection. Dickerson John G. Pipe Line and Gas Ind. 2001. - №3, - C. 67-72.

20. MaTepiann TpacoBoY i базовоУ ¡золяш i и нафтогазопровод1в / Я.А. Середняцкий,. О.Ф. Иткин // Нафт. i газ. пром-сть. 1999. - № 5. С. 48-51.

21. Пат. 2162562 РФ. Упругогибкая ленточная спираль из композиционных материалов (варианты): МПК7 Р 16 Ь 58/16, 57/00. Гос. предприятие ПО «АВАНГАРД» / И.А. Егоренков, В.В. Рыжиков, JI.M. Кришнев. № 99114335/06; Заявл. 30.06.1999; Опубл. 27.01.2001.

22. Учайкин B.C. Антикоррозионное трехслойное полиэтиленовое покрытие стальных труб диаметром 530-1420 мм. Учайкин В. С. // Трансп. и нефтепродуктов. 1999. -№ 9-10. - С. 15-17.

23. Стратегия АК «Трансиефть» в области защиты магистральных нефтепроводов от почвенной коррозии при капитальном ремонте // Трубопроводный транспорт нефти. 1998. - № 7. - С. 28-30.

24. Груздев А.А., Тютьнев A.M., Черказов Н.М. Новые материалы, технологии и оборудование для защиты магистральных нефтепроводов от коррозии // Трубопроводный транспорт нефти. 1998. - № 1. - С. 20-21.

25. Гудов А.И., Сайфутдинов М.И. Повышение качества изоляционных материалов и совершенствование технологии их нанесения при капитальном ремонте и реконструкции магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1998.-№2.-С. 22-23.

26. Гумеров Р.С., Лебеденко В.М., Рамеев М.К., Ибрагимов М.Ш. Опыт применения липких лент для антикоррозионной защиты нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1996, № 1. - С. 23.

27. Защита трубопроводов от коррозии. Protecting oil and gas pipelines from corrosion // 3 R Int. 1996. - No. 1. - P. 60.

28. Пат. 5415824 США, МКИ6 В 29 В 7/00. Изоляционное покрытие труб. Method of producing phosphate ceramic pipe cladding: / J.L. Barral, D.L. Morris, C. Fidder

29. Armstrong World Ind., Inc. № 186995; Заявл. 27.1.94; Опубл. 16.5.95; НКИ 264/212.

30. Орехов В.В., Бычков Р.А. Новое технологическое решение при восстановлении антикоррозионного покрытия трубопроводов // Нефтепромысловое дело. — 1996. -№5:-С.35."

31. Пат. 5518568 США, МКИ6 В 65 Н 81/00. Изоляционное покрытие для трубопроводов. High tensile strength composite reinforcing bands and methods for making same: N.C. Fawlcy, G. Tipton, J. Schmidt. №298367; Заявл. 30.8.94; Опубл. 21.5.96; НКИ 156/175.

32. Гумеров Р.С., Рамеев М.К., Ибрагимов М.Ш. Изоляционные материалы для трубопроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1996. - № 1. — С. 22.

33. Пат. 5300336 США, МКИ3 F 17 L 9/ 14. Противокоррозионная изоляция для трубопроводов. High performance coating: D. Wong, J. Holub, J.G. Mordarski; Shaw Ind. Ltd. -№ 959970; Заявл. 13.10.92; Опубл. 5.4.94; НКИ 428/35.9.

34. Вайднер X. Изоляция стальных труб полиэтиле ном // Газ. пром-сть. — 1994. — № 11.-С. 33-34.

35. Пат. 4933235 США, МКИ В; 05 В 3/12. Противокоррозионная изоляция трубопроводов. Protective pipewrap system, containing a rubber-based coating composition. Kellner J. D. -The Kendall Co. № 272673; Заявл. 16.11.88; Опубл. 12.06.90; НКИ 428/355.

36. Изоляция труб, фитингов и арматуры в полевых условиях. Serviurap's pipeline protection system // Water and Waste Treat (Gr. Brit.). 2000. - No.5. - P. 46.

37. Эпоксидно-уретанровая изоляция для трубопроводов. New products and literature // Pipeline and Gas J. 1992. - No.5. - P. 14-16.

38. Пат. № 2205315 РФ. Способ прокладки трубопровода / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, И.Р. Фархетдинов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03 // Б.И. 2003. -№15.

39. Пат. № 2205324 РФ. Конструкция изоляционной ленты трубопроводов / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, P.A. Харисов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03 // Б.И. -2003.-№15.

40. Пат. № 2205317 РФ. Способ закрепления трубопровода / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, И.Р. Фархетдинов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03 // Б.И. 2003. -№15.

41. Пат. № 2205316 РФ. Способ прокладки трубопровода / Ф.М. Мустафин, О.П. Квятковский, P.A. Харисов и др. (РФ); Опубл. 27.05.03 // Б.И. 2003. - №15.

42. Наружная антикоррозионная изоляция труб. Технические условия 39-014758549-98 / НПО «ЗНОК и ППД», 1997.- 14 с.

43. Противокоррозионная изоляция труб в заводских условиях за рубежом, сер. борьба с коррозией и защита окружающей среды. — М.: ВНИИОЭНГ, 1988.-53 с.

44. Стандарт DIN 30671 (ФРГ). Покрытие из термореактивных пластмасс для стальных труб и фитингов. Эпоксидные порошковые покрытия.

45. Материалы симпозиума фирмы «Ниппон-Кокан» (Япония). М., 1990.

46. Оберточный материал на основе стекловолокна. Class fibro pipe wrapping // Corros, and Coat, S.Afr. 1991/92. - P.22.

47. Протасов B.H. Полимерные покрытия в нефтяной промышленности. — М.: Недра, 1985:- 192 с.

48. Мустафин Ф.М. Современное состояние защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. —Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002 г. С. 103—127.

49. Скугорова Л.П. Материалы для сооружения газонефтепроводов и хранилищ: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Нефть и газ, 1996. — 350 с.

50. Полок И., Баубелла Л. Противокоррозионная защита газопроводов в ЧССР // Строительство трубопроводов. 1989. - №11. - 27 с.

51. Гарбер Ю.И. Эффективность изоляционных покрытий нанесенных в трассовых условиях // Строительство трубопроводов. 1992. - №7. — С. 21—24.

52. Гарбер Ю.И. Взаимодействие коллоидно-дисперсной грунтовой: среды, с полиэтиленовыми противокоррозионными покрытиями подземных трубопроводов // Физико-химическая механика материалов. Т.27. — Киев: АН УССР. 1991.-№3.

53. Гарбер Ю.И. Взаимодействие изоляционного полиэтиленового покрытия трассового нанесения с окружающим грунтом // Строительство трубопроводов. 1992.-№9.-С. 28-30.

54. Горюнов Ю.В., Перцов Н.В., Сумин Б.Д. Эффект Ребиндера. М.: Наука, 1966.

55. Борисов Б.И. Защитная способность изоляционных покрытий подземных трубопроводов. М.: Недра, 1987.

56. РД 39-00147105-015-98. Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов / АК «Транснефть». Уфа: ИПТЭР, 1998.

57. Капитальный ремонт подземных нефтепроводов / А.Г. Гумеров, А.Г. Зубаиров, М.Г. Векштейн и др. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - 525 с.

58. Егерман Г.Ф., Джафаров М.Д., Никитенко Е.А. Ремонт магистральных газопроводов. — М.: Недра, 1973. 288 с.

59. Сооружение и ремонт газонефтепроводов, газонефтехранилищ и нефтебаз. Учебник для вузов / Р.А. Алиев, И.В. Березина, Л.Г. Телегин и др. М.: Недра, 1987.-271 с.

60. Ведерникова Т.Г., Мустафин Ф.М. Разработка состава для ремонта изоляционных покрытий подземных трубопроводов // Интенсификация процессов переработки тяжёлых нефтяных остатков: Тез. докл. XV республ. науч.-техн. конф. Уфа: БашНИИНП, 1987. - С. 19.

61. Разработка и внедрение технологии ремонта действующих нефтепроводов бандажированием: Отчёт о НИР / УралНИТИ. №ГР 02830061180. - 1983. - 34 с.

62. Гумеров А.Г., Гаскаров Н.Х., Мавлютов P.M., Азметов Х.А. Методы повышения несущей способности действующих нефтепроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1983. — 27 с.

63. Методика проведения ремонтных работ по восстановлению несущей способности газопроводов ПО «Волгоградтрансгаз». — М.: ВНИИГАЗ, 1983.

64. Разработать и внедрить технологию нанесения армирующего покрытия из стеклопластиков на трубы, повреждённые коррозией, с целью восстановления их несущей способности: Отчёт о НИР / ВНИИГаз. №ГР 01830059428. - М., 1984.-50 с.

65. Smyth Н.М. // Pipes and pipeline international. 1982. - Vol.27, No.4. - P. 16-18.

66. Daley L.B. // Australian Camical Engineering. 1983. - Vol.24, No. 3, 4. - P. 9, 11, 12.

67. Защита трубопроводов: новые методы и материалы / КазНИПИНефть. №2. — 10 е.:ил. // Anti-Corrosion. - 1980. - IX. - р. 13-17.

68. Новая техника для ремонта трубопроводов / ВЦП. №Л - 17517. - 3 е., Пер. // Highways and Public Works. - 1964. - Vol.52. - №1892/1983. - P.33.

69. Границы возможностей внешней изоляции подземных трубопроводов / ТПП УССР. -№Г-443/2. 11 с.:ил. // Gas-Wasser-Abvvasser. - 1981. - Vol.61. No. 12. -P. 424-426.

70. Инструкция по технологии восстановления защитных свойств битумных покрытий на эксплуатируемых газопроводах на основе использования метода нагрева труб водяным паром. Утв. Главгаз МЖКХ РСФСР 28.10.1975. 20 с.:ил.

71. А.С. №1687993 СССР, МКИ F 16 L 1/26. Способ ремонта битумной и полимерной плёночной изоляции подземного трубопровода / Ф.М. Мустафин, С.К. Рафиков, Л.А. Бабин и др. (РФ) 4671664/29; Заявлено 03.10.91; Опубл. 30.10.91. Бюл. №32.

72. Мустафин Ф.М. Ремонт битумной изоляции трубопроводов с применением гидрофобизированных грунтов // Молодёжь науке, производству: Тез. докл. республ. науч.-техн. конф. - Уфа: УНИ, 1987. - С. 47-48.

73. Рекомендации по технологии ремонта изоляционных покрытий газопроводов с применением обсыпки гидрофобизированными грунтом / ССО ПО УРАЛТРАНСГАЗ. Уфа: Ротапринт УНИ, 1989. - 36 с.

74. Мустафин Ф.М. Применение гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте трубопроводов // Нефтегазовое дело. — 2003; 3 марта. — http://www.ogbus.ru/ authors/Mustafin/ Mustafin2.pdf

75. Пат. № 2197668 РФ. Способ ремонта изоляционных покрытий / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, С.К.Рафиков и др. (РФ); Опубл. 27.02.03. // Б.И. 2003. - №2.

76. Пат. № 2183783 РФ. Способ ремонта антикоррозионной изоляции подземных трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Н.В. Абдуллин, С.К. Рафиков и др. (РФ); Опубл. 20.06.02. // Б.И. 2002. - №17.

77. Обзор качества строительства объектов нефтяной и газовой промышленности, построенных организациями Миннефтегазстроя в 1981 году. — М.: Миннефтегазстрой, №2317 ДСП, 1982. 28 с.

78. Metayer I. / Corrosion. 1978. - Vol. 19, No.3. - P. 110-111.

79. ГОСТ P 51164-98. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. -М.: Госстандарт России, 1999.

80. ГОСТ 9.602-89*. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. М.: Госстандарт России, 1989.

81. Битумные материалы (асфальтена, смолы, пеки) / Под ред. А.Дж. Хойберга, пер. с англ. М.: Химия, 1974. - 248 с.

82. Печёный Б.Г. Долговечность битумно-минеральных покрытий. — М.: Стройиздат, .1981. — 123 с.

83. Мустафин Ф.М. Определение сплошности битумного изоляционного покрытия // Проблемы нефти и газа: Тез. докл. республ. науч.-техн. конф. Уфа: УНИ, 1988.-С. 73.

84. Мустафин Ф.М. Обзор методов защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями // Нефтегазовое дело/ 2003. - 6 марта. -http ://www. ogbus.ru/authors/Mustafin/Mustafin3 .pdf

85. Мустафин Ф.М. Исследования по ремонту защитных покрытий трубопроводов методом восстановления // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. М.: Недра, 2003. - С.192-212.

86. Электрохимическая защита от коррозии / В.Н. Остапенко, Л.Н. Ягупольская, В.В. Лукович и др. Отв. Ред. Пилянкевич А.Н. Киев: Наукова думка, 1988. -192 с.

87. Создать и освоить технолоппо ремонта подземных трубопроводов путём восстановления изоляции и улучшения грунтов органическими вяжущими: Отчёт о НИР/УНИ. -№ ГР 01860073811. 1988. - 157 с.

88. Волков Б.Г., Тесов Н.И., Шувалов В.В. Справочник по защите подземных металлических сооружений от коррозии. Ленинград: Недра, 1975. — 224 с.

89. Защита металлических сооружений от подземной коррозии: Справочник / И.В. Стрижевский, A.M. Зиневич, К.К. Никольский и др. М.: Недра, 1982. — 293 с.

90. Слуцкий А.И. Старение полиэтиленовых изоляционных лент в натурных условиях // Строительство объектов нефтяной и газовой промышленности. — 1979. -№15. — 15 с.

91. Воронин И.В., Курепин Б.Н., Скугорова Л.П. Изоляционные покрытия подземных трубопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1985.

92. Новосёлов В.Ф., Коршак A.A., Димитров В.Н. Типовые расчёты противокоррозионной защиты металлических сооружений нефтегазопроводов и нефтебаз. Уфа: Изд-во УНИ, 1985. - 100 с.

93. Мустафин Ф.М. Область применения гидрофобизированных грунтов на объектах трубопроводного транспорта // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2003. -№ 3. - С. 83-90.

94. Мустафин Ф.М. Повышение надёжности эксплуатации нефтепроводов при обсыпке гидрофобизированным грунтом // Нефтяное хозяйство. 2003. — № 9. — С. 51-59.

95. СН 25-74. Инструкция по применению грунтов, укреплённых вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог аэродромов. М.: Госстрой СССР, 1974.

96. Химическое укрепление грунтов в аэродромном и дорожном строительстве / Н.Ф. Мищенко, Н.И. Серов, JI.A. Макаров и др. М.: Транспорт, 1967. - 212 с.

97. Техническая мелиорация пород / Под ред. С.Д. Воронкевича. M¡: Изд-во МГУ, 1981.-342 с.

98. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. — М.: Недра, 1975.-304 с.

99. Гидротехнические сооружения / Г.В. Железняков, Ю.А. Ибадзе, П.О. Иванов и др. Под общ. Ред. Б.П. Нецриги. М.: Стройиздат, 1983. - 543 с.

100. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. — М.: Стройиздат, 1986. 264 с.

101. Руденская И.М., Руденская A.B. Органические вяжущие для дорожного строительства. — М.: Транспорт, 1984. — 229 с.

102. Соколович В.Е. Химическое закрепление грунтов. М.: стройиздат, 1980. — 119 с.

103. Спектор Ю.И., Бабин Л.А., Валеев М.М. Новые технологии в трубопроводном строительстве на основе технической мелиорации грунтов. — М.: Недра, 1996. — 208 с.

104. Мустафин Ф.М. Применение гидрофобизированных грунтов в трубопроводном строительстве // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. — 2003. — № 4.-С. 68-71.

105. Методы контроля и измерений при защите подземных сооружений от коррозии // Н.П. Глазов, И.В. Стрижевский, A.M. Калашникова и др. М.: Недра, 1978. — 215 с.

106. Гончарова Л.В. Основы искусственного улучшения грунтов. М.: МГУ, 1973. — 376 с.

107. Разработка технологии получения и применения вяжущих веществ для закрепления слабонесущих грунтов: Отчёт о НИР / БГПИ. -№ГР 01830045091. -Уфа, 1985. 112 с.

108. Мустафин Ф.М. Перспективы использования и область применения гидрофобизированных грунтов на объектах трубопроводного транспорта // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002 г. С. 85-92.

109. Мустафин Ф.М. Определение оптимальной дозировки вяжущего для гидрофобизации грунтов // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. М.: Недра, 2003. - С. 135-141.

110. Химическое закрепление грунтов в основании объектов газотранспортных систем / М.В: Андреичев, А.И. Пузеев, И.Б. Левин и др. // Науч. тр. / ВНИИГАЗ. 1983. - Проблемы транспорта газа. - С. 44-52.

111. Мустафин Ф.М. Определение оптимальной толщины обсыпки трубопроводов гидрофобизированными грунтами // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. М.: Недра, 2003. - С. 158-166.

112. Ведерникова Т.Г., Мустафин Ф.М. К вопросу гидрофобизации минеральных грунтов нефтяными вяжущими веществами // Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб.науч.тр. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002.-С. 139-141.

113. Мустафин Ф.М., Бабин Л.А., Быков Л.И. Балластировка газопроводов закреплёнными грунтами // Актуальные проблемы нефти и газа: Тез. докл. республ. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УНИ, 1984. - С. 55.

114. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Л.: Недра, 1981. - 293 с.

115. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 280 с.

116. Спиридонов В.П., Лопаткин A.A. Математическая обработка физико-химических данных. М.: МГУ, 1970. - 221 с.

117. Гарбер Ю.И., Серафимович Б.Б. Методы контроля качества противокоррозионных покрытий подземных трубопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1981.-71 с.

118. Жиглявский А.А, Жилинскас А.Г. Методы поиска глобального экстремума. — М.: Наука. Гл.ред. Физ.-мат. лит., 1991. 248 с.

119. Алгоритмы и программы восстановления зависимостей / Под ред. В.Н. Вапника. -М.: Наука, 1984.-816 с.

120. Мирзаджанзаде А.Х, Степанова Г.С. Математическая теория эксперимента в добыче нефти и газа. М.: Недра, 1977. - 228 с.

121. Дильман В.В., Полянин А.Д. Методы модельных уравнений и аналогий в химической технологии. М.: Химия, 1988. - 304 с.

122. Львовский E.H. Статические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. — 239 с.

123. Ашмарин И.П., Васильев H.H., Амбросов В.П. Быстрые методы статической обработки и планирования экспериментов. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1971.-77 с.

124. Противокоррозионная изоляция // Строительство магистральных и промысловых трубопроводов: Сб. норм.-техн. документов. — М.: ВНИИСТ, 1988. -88 с.

125. Зиневич А.М., Глазков В.И., Котик В.Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. М.: Недра, 1975. - 288 с.

126. Зиневич А.М., Санжаровский А.Т., Уразов Б.В. Состояние и перспективы производства и применения изоляционных материалов и покрытий. — Труды ВНИИСТа, Защита трубопроводов от коррозии. -М.: ВНИИСТ, 1985. С. 3-14.

127. Временная методика оценки качества изоляционного покрытия трубопроводов / Главтранснефть. М.: Изд-во Главтранснефти, 1979. - 18 с.

128. Разработать методику прогнозирования параметров комплексной защиты трубопроводов от коррозии: Отчёт о НИР / ВНИИСТ. №ГР 01818014292: - М.: ВНИИСТ, 1985.-97 с.

129. Стабинков Н.В., Кочергова В.И. О деформативной способности и долговечности гидротехнического асфальтополимербетона. — Изд-во БНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1976. № 113. - С. 47-51.

130. Бабин Л.А., Быков Л.И., Рафиков С.К. Техническая мелиорация грунтов в трубопроводном строительстве. Строительство трубопроводов, 1981. - №8. -С. 16-18.

131. Мустафин Ф.М., Фархетдинов И.Р; Оценка остаточного ресурса изоляционных покрытий трубопроводов // Трубопроводный транспорт нефти и газа: Материалы Всероссийской науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. — С. 104-105.

132. Мустафин Ф.М., Лукьянова И.Э. Разработка методики прогнозирования остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов // Трубопроводный транспорт нефти и газа: Материалы Всероссийской науч.-техн. конф. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. С. 106-107.

133. Цикерман JI.Я. Диагностика коррозии трубопроводов с применением ЭВМ. -М.: Недра, 1977.-319 с.

134. Методика определения остаточного ресурса изоляционных покрытий подземных трубопроводов РД 39Р-0011470105-025-02. Уфа: Изд-во науч.-техн.лит-ры Монография, 2002. - 23 с.

135. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии. — М.: Издательство стандартов, 1973.- 172 с.

136. Ясин Э.М., Черникин В.И. Устойчивость подземных трубопроводов. М.: Недра, 1968.

137. Коррозия и защита химической аппаратуры. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Т.9. / Под ред. A.M. Сухотина, A.B. Шрейдера и Ю.И. Арчакова.- М.: Химия, 1974. — 576 с.

138. Методика определения характеристик трещиностойкости труб нефтегазопроводов-Уфа: ВНИИСПТнефть, 1988.

139. Методика вероятностной оценки остаточного ресурса технологических стальных трубопроводов НПО «Трубопровод», ВНИПИнефть, согласовано Госгортехнадзором РФ 11.01.96.

140. Гумеров А.Г., Ямалеев K.M., Гумеров P.C., Азметов Х.А. Дефектность труб и методы их ремонта / Под ред. А.Г. Гумерова. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1998.-252 с.

141. Зайнуллин P.C., Гумеров А.Г. Повышение ресурса нефтепроводов. — М.: Недра, 2000.-494 с.

142. ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Термины и определения. М.: Госстандарт России, 1999.

143. СНиП 2.04.12-86. Расчёт на прочность стальных трубопроводов. Mi: Госстрой СССР, 1986.

144. СНиП 3.03.01—87. Несущие и ограждающие конструкции. — М.: Госстрой СССР, 1988.

145. СНиП П-23-81. Нормы проектирования. Стальные конструкции. М.: Госстрой СССР, 1982.

146. РД 39-132-94. Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов, согласовано с ГГТН РФ 27.12.93 г.

147. СП 34-116-97. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию, строительству и реконструкции промысловых нефтегазопроводов.

148. Положение о порядке диагностирования технологического оборудования взрывоопасных производств топливно-энергетического комплекса, согласовано с ГТТН РФ 25.12.92 г.

149. Кордонский Х.Б. Приложения теории вероятностей в инженерном деле. — М.-Л.: Физматгиз, 1963; 434 с.

150. Мустафин Ф.М. Способ прокладки трубопроводов в обсыпке из гидрофобизированных грунтов // Трубопроводный транспорт нефти и газа: Материалы Всероссийской науч.-техн. конф. / Ред. кол.: Шаммазов A.Mi и др. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. С. 99.

151. ВСН 008-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция. — М.: Миннефтегазстрой, 1990.

152. ВСН 009-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. ЭХЗ кожухов на переходах трубопроводов под автомобильными и железными дорогами. М.: Миннефтегазстрой, 1990.

153. ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приёмка работ. М.: Миннефтегазстрой, 1990.

154. СНиП 12-04—2002 Безопасность труда в строительстве. 4.2. Строительное производство. М.: Стройиздат, 2002.

155. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. 4.1. Общие требования.1. М.: Стройиздат, 2001.

156. СНиП III-42-80*. Магистральные трубопроводы.- Правила производства и приёмка работ. М.: Госстрой СССР; 1999.

157. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы. М.: Госстрой СССР, 1999.

158. РД 39Р-00147105-027-02: Инструкция по прокладке трубопроводов в обсыпке из гидрофобизированных грунтов. Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры Монография, 2002.-45 е.

159. Пат. № 2191312 РФ. Способ прокладки подземного трубопровода / Ф.М! Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 20.10.02. // Б.И.- 2002. — №29.

160. ВСН 004-88. Строительство магистральных трубопроводов. Технология и организация. М.: Миннефтегазстрой, 1990. - 102 с.

161. ВСН 007-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Конструкции и балластировка / Миннефтегазстрой. М.: ВНИИСТ, 1989. - 50 с.

162. РД 39Р-00147105-028-02. Инструкция по балластировке трубопроводов с применением анкер-инъекторов. Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры Монография, 2002.-66 е.

163. РД 39Р-00147105-029-02. Инструкция по балластировке трубопроводов с применением винтовых анкерных устройств с повышенной удерживающей способностью. — Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры Монография, 2002. — 68 с. •

164. Пат. № 2184299 РФ. Способ закрепления трубопровода / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 27.06.02. // Б.И. -2002. -№18.

165. Мустафин Ф.М., Харисов P.A., Квятковский О.П. Конструкция ленточного изоляционного покрытия //Трубопроводный транспорт нефти и газа: Материалы Всероссийской науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С. 34—36.

166. Мустафин Ф.М., Гамбург И.Ш., Веселов Д.Н. Контроль качества изоляционно-укладочных работ при строительстве трубопроводов: Учебное пособие для вузов. Уфа: ООО «ДизайиПолиграфСервис», 2001. — 112 с.

167. РД 39Р-00147105-026-02. Инструкция по применению полимерных изоляционных лент и обёрток с двусторонним липким слоем. Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры Монография, 2002. - 44 с.

168. Пат. № 2183785 РФ. Способ изоляции стальных магистральных трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 20.06.02. // Б.И. -2002. -№17.

169. Пат. № 2184303 РФ. Конструкция изоляционной ленты для трубопроводов / Ф.М. Мустафин, Ю.И. Спектор, О.П. Квятковский и др. (РФ); Опубл. 27.06.02. // Б.И.-2002.-№18.

170. СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства. М.: Госстрой СССР, 1985.

171. РД 39-00147105-004-94. Инструкция по применению покрытия Ппастобит-40 на наружную поверхность магистрального нефтепровода при строительстве и капитальном ремонте. М.: ВНИИСТ, 1994.

172. СП 106-34-96. Укладка магистральных газопроводов из труб изолированных в заводских условиях. М.: Газпром, 1996.

173. ОСТ 153-39.4-010-2002. Методика определения остаточного ресурса нефтегазопромысловых трубопроводов и трубопроводов головных сооружений. Уфа: Изд-во науч.-техн. лит-ры Монография, 2002. - 60 с.

174. Будзуляк Б.В., Васильев Г.Г., Иванов В.А. и др. Организационно-технологические схемы производства работ при сооружении магистральных трубопроводов: Учеб. Пособие. — М.: ИРЦ «Газпром», 2000. — 416 с.

175. ТУ 0258-001-02080196-2000. Вяжущее нефтяное летнее ВМТ-Л.

176. ГОСТ 2517-80. Упаковка, маркировка и хранение вяжущих- М.: Госстрой СССР, 1980.

177. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. М.: Госстандарт России, 2000.

178. Правила техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов. М.: Недра, 1982. - 104 с.

179. Сборник инструкций и рекомендаций по технике безопасности и производственной санитарии для строительно-монтажных организаций нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра; 1983. — 190 с.

180. Мустафин Ф.М. Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта // Известия, высших учебных заведений. Нефть и газ. — 2003. — № 5. — С. 74-76.

181. Мустафин Ф.М: Экономические аспекты использования гидрофобизированных грунтов в трубопроводном строительстве // Нефть, газ и бизнес. — 2003. — № 4. — С. 44-46.

182. Мустафин Ф.М. Экспериментальные исследования свойств гидрофобизированных грунтов // Строительство, ремонт и диагностика трубопроводов: Сб. науч. тр. М.: Недра, 2003: - С. 92-131.

Информация о работе

Мустафин, Фаниль Мухаметович
доктора технических наук
Уфа, 2003
ВАК 25.00.19

Диссертация

Использование гидрофобизированных грунтов при строительстве и ремонте объектов трубопроводного транспорта - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы