Материалы и технология бипластмассовых труб, узлов стыка и соединительных элементов внутрипромысловых нефтепроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.01, кандидат технических наук Ларионов, Александр Федорович

• Ларионов, Александр Федорович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ларионов, Александр Федорович

Введение.

1. Новая конструкция бипластмассовых труб, узлов стыка и соединительных элементов нефтяного назначения.

1.1 Типичные конструкции стеклопластиковых труб различного назначения.

1.2 Новая конструкция бипластмассовых труб, узлов стыка и соединительных элементов для внутрипромысловых нефтепроводов.

2. Совершенствование технологии и оборудование для производства бипластмассовых труб и соединительных деталей.

2.1 Технология и оборудование для серийного производства бипластмассовых труб.

2.2 Технология и оборудование для серийного производства соединительных деталей бипластмассовых труб.

3. Расчетно-экспериментальные оценки технологических напряжений и эксплуатационной прочности бипластмассовых труб.

3.1 Расчет кинетики температурных полей и фронта полимеризации бипластмассовых труб во время технологического цикла изготовления.

3.2 Расчёт технологических напряжений в бипластмассовых трубах.

3.3 Оценка эксплуатационной прочности бипластмассовых труб.

4. Особенности проектирования, расчета, монтажа и эксплуатации внутрипромысловых нефтепроводов из бипластмассовых труб.

4.1 Особенности проектирования и расчёта внутрипромысловых нефтепроводов из бипластмассовых труб.

4.2 Технология монтажа нефтепроводов из бипластмассовых труб.

- 34.3 Особенности испытаний, эксплуатации и ремонта нефтепроводов из бипластмассовых труб.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Материалы и технология бипластмассовых труб, узлов стыка и соединительных элементов внутрипромысловых нефтепроводов»

Стремление снизить материальные и людские потери вследствие разрушения стальных трубопроводов различного назначения от коррозии привело к активному использованию в трубопроводном транспорте неметаллических материалов.

В конце 20-х и начале 30-х годов в Европе (Германия, Австрия, Голландия, Бельгия) для сооружения водопроводов, канализации, дренажа и городского газового освещения стали использоваться трубы из поливинилхло-рида. В 40-х годах системы газификации и другие трубопроводные коммуникации в населённых пунктах Европы и Америки стали- сооружаться из полиэтиленовых труб. В настоящее время все разводящие сети городских газопроводов в Америке и Европе строятся из полиэтилена 80 и полиэтилена 100. Гарантированный срок службы полиэтиленовых подземных трубопроводов составляет не менее 50 лет /87, 89/. Десятки фирм для этой цели выпускает специализированное оборудование для сборки, сварки и укладки пластмассовых труб из различных термопластов: полиэтилена, полипропилена, АБС пластика, поливинилхлорида. Сварочное оборудование, как правило, компьютеризовано и обеспечивает 100% качество сварных соединений. Выпуск пластмассовых труб в бухтах длиной 100-400 м резко сократил число стыков и позволил применить высокопроизводительный плужный метод укладки подземных трубопроводов. Разработана технология реставрации без вскрытия прокорродировавших стальных городских газопроводов путём протяжки в них полиэтиленовых труб /30, 75/. Однако использование труб из монополимеров: полиэтилена, полипропилена и др., ограничено максимальным давлением до 1,0-1,2 МПа, а для транспорта газа до 0,3-0,4 МПа /16, 21, 30, 89 /. Поэтому в последнее время в конструкциях труб все более широко используются различные типы композиционных материалов.

Композиционные материалы и особенно армированные пластики являются весьма перспективными материалами для изготовления некорроди-руемых химически и износостойких труб, выдерживающих высокое давление /1, 13, 49, 52, 58, 71, 72, 75, 101 /. Из всех типов армированных пластиков для производства труб по экономическим соображениям чаще всего используют стеклопластики, хотя в последнее время появились органопластиковые трубы, выдерживающие повышенное давление, однако по стоимости они в несколько раз превышают стеклопластиковые аналоги. В настоящее время десятки фирм Европы, Америки и Японии поставляют на мировой рынок трубы из композиционных материалов, в том числе из стеклопластиков. В качестве связующего используются в основном эпоксидные и полиэфирные смолы. В США стеклопластиковые трубы занимают третье место в общем объёме потребления труб промыслового сортамента, уступая стальным с заводским антикоррозионным покрытием. Ежегодный объём выпуска стеклопластиковых труб в США уже к середине 80-х годов составил около 3,6 тыс. км. На зарубежных нефтяных месторождениях, содержащих высокоагрессивные компоненты, композитные трубы составляют 60-70% от протяжённости уложенных сетей. Компании «Amoco», «Shevron», «Exxon», «Mobil Oil» в Соединенных Штатах, «Elf» и «Total» во Франции, «Shell» в Канаде, «Wawin» в Нидерландах и ряд других компаний активно используют на своих нефтепромыслах трубы из композиционных материалов, рассчитанные, как правило, на давление от 1,0 до 2,0 МПа, а также насосно-компрессорные и обсадные трубы глубинного бурения ( глубиной более 3000 м), рассчитанные на давление до 24 МПа/94, 107-110, 113, 116/.

Основные преимущества использования стеклопластиковых труб по сравнению со стальными заключаются в следующем:

• четырёхкратное снижение веса труб облегчает транспортировку и позволяет отказаться от трубоукладчиков большой грузоподъёмности, а в иных случаях отказаться от трубоукладчиков вообще;

• . не требуется нанесение антикоррозионной защитной пленки, трубы не чувствительны к соляным растворам и многим агрессивным средам;

• высокая чистота внутренней поверхности неметаллических труб приводит к снижению потерь скоростного напора: в 1,3 раза по сравнении с новыми и в 3-5 раза по сравнению с поражёнными коррозией металлическими трубами;

• уменьшение образования наростов, отложений и парафинизации трубопроводов;

• отпадает необходимость в оснащении и монтаже систем электро-химзащиты.

• повышенные теплоизоляционные свойства неметаллических труб.

Наиболее перспективными областями применения стеклопластиковых труб являются:

• нефтегазопроводы;

• трубопроводы для транспорта солёной и морской воды;

• противопожарные трубопроводные системы;

• трубопроводы для перекачки питьевой воды;

• системы канализации стоков и отходов;

• дренажные системы;

• системы закачивания воды в нефтегазаносные пласты;

• временные (разборные) трубопроводы различного назначения;

• электрические кабельные каналы.

В конце 60-х, начале 70-х годов рядом отечественных организаций были проведены исследования и созданы варианты конструкций стеклопластиковых труб и соединительных элементов общехозяйственного назначения, а также оборудования по их изготовлению, однако, вследствие дефицита составляющих материалов и компонентов их производство не было широко развито. Попытка создания бипластмассовых (стеклопластиковая силовая оболочка и термопластичный лейнер) труб, сочетающих высокую прочность стеклопластика с герметичностью и коррозионной стойкость полиэтилена, была предпринята в Северодонецке в семидесятые годы / 57./. Однако ряд нерешенных технических проблем: слабая адгезия стеклопластика с полиэтиленом, недостаточные прочность и герметичность узла соединения, не позволили поднять рабочее давление выше 1,6 МПа , что послужило препятствием широкого использования данных труб для внутрипромысловых нефтепроводов и систем поддержания пластового давления (1111Д).

Задача создания стеклопластиковых труб и трубопроводов для нефтедобывающей отрасли ставилась в 80-х годах с привлечением основных изготовителей и потребителей композиционных материалов, которыми в то время являлись предприятия военно-промышленного комплекса, Химпрома, Электротехпрома. Попытки создания серийного производства стеклопластиковых труб предпринимались "Всесоюзным научно-исследовательским институтом строительства трубопроводов" (ВНИИСТ) и научно-производственным объединением "Стеклопластик" /57, 71, 72/, но по ряду причин программа работ не была реализована.

В настоящее время в связи с конверсией ВПК и освобождением сырьевых источников и соответствующих мощностей по изготовлению конструкций из композиционных материалов рядом предприятий: АО «Прогресс» (ЗАО «Пласт») (г.Пермь), Научно-производственное коммерческое предприятие «ТСТ» (г.Пермь), ПО «Полимер» (г. Хотьково), ПО «Авангард» (г. Соф-роново), ЗАО «Тубус-пласт-композит» (г. Королёв)и др., производятся стек-лопластиковые трубы различной конструкции и назначения /1, 56, 71, 72, 74, 100, 103 /. Конверсионные предприятия на имеющемся универсальном оборудовании, которое, как правило, не приспособлено для выпуска массовой продукции, могут выпускать не более 50-80 км труб в год, стоимость которых значительно превышает стоимость металлических. Потребность нефтяной отрасли в стеклопластиковых трубах на сегодня составляет до 2000 км в год / 80 /. Кроме того, изготавливаемые на большинстве вышеназванных предприятий трубы имеют общехозяйственное назначение и не соответствуют требованиям, предъявляемым к промысловым трубопроводам. Не существует также комплексной программы по строительству неметаллических трубопроводов и обеспечению их соединительными деталями (отводами, тройниками, переходниками и т.п.). В связи с тем, что работы по созданию неметаллических труб не носили широкомасштабный характер, не накоплено и достаточно опыта для эффективного применения неметаллических, и в частности стеклопластиковых, труб на предприятиях нефтегазодобывающего комплекса.

Следует отметить, что проводимая в настоящее время интенсификация, разработок нефтяных месторождений сопровождается ростом обводненности добываемой нефти /10, 26, 28/. Например, средний процент обводненности на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» составляет 82%, на месторождениях НГДУ «Чернушка-нефть» в Пермской области - 90%, а в Когалыме, где добычу ведет «ЛУКойл», -53%. Подача в нижние нефтеносные горизонты воды для обеспечения соответствующего дебита нефти способствует проникновению туда кислорода и сульфато-редуцирующих бактерий. Заражение нефтяных залежей сульфатвосстанавливающими бактериями привело к появлению сероводорода в продукции большинства находящихся эксплуатации месторождений.

Наличие в поднимаемой на поверхность эмульсий сероводорода приводит к протеканию активной химической реакции на границе транспортируемая жидкость-труба. Железо при наличии воды замещает водород, образуя с серой - серистое железо. При этом водород в атомарном состоянии диффундирует по толщине стенки трубы и приводит к разрыхлению и разрушению металла. Вследствие образующихся и сливающихся микротрещин происходит разрушение трубы. На некоторых промыслах это явление носит катаетрофический характер. Нефтепромысловые1 сточные воды представляют собой высокоминерализированную пластовую воду, загрязненную остаточной нефтью и деэмульгаторами, разбавленную технической, паводковой и ливневой водами.

Вследствие вышеназванных причин скорость внутренней коррозии стальных нефтепромысловых трубопроводов в 5.6 раз выше скорости наружной коррозии, а 90% порывов трубопроводов происходит по причине внутренней коррозии /10, 26, 30, 38/. Регламентный срок службы металлических трубопроводов, транспортирующих высокоагрессивные среды нефте промыслов, на месторождениях Урало-Поволжья и Западной Сибири сокращаются до 4. .6 лет, а на отдельных участках - до 2. .3 лет. На предприятиях ООО «ЛУКойл-Пермнефть» фактический срок службы в системах неф-тесбора составляет 3.7 лет, а системе поддержания пластового давления -менее 1,5 лет до первого текущего ремонта. По причине коррозии в 1995 году на предприятиях ОАО "СИДАНКО" произошло 1148 аварийных разгерметизаций нефтепроводов, вследствие чего прямые потери составили более 600 млн. рублей. В 1997 году общее количество порывов трубопроводов по всей нефтяной отрасли составило около 33 тысяч, из них 22 тысячи - порывы нефтепроводов / 100 /.

Общий ущерб от коррозии нефтепромысловых трубопроводов главным образом слагается из следующих составляющих:

- преждевременный износ основных фондов до истечения амортизационного срока,

- повышенные затраты на ремонтные работы,

- потери нефти при утечке нефтепромысловых вод,

- простои основных фондов, приводящие к недополучению нефти,

- потери металла от коррозии.

Кроме того, следует учитывать загрязнение окружающей среды, в том числе нарушение плодородного слоя земли в результате изливов нефти, вы

-юбросы нефтяного газа в атмосферу, сброс высокоминерализировапных нефтепромысловых пластовых и сточных вод в реки и водоемы. Так по данным Госкомэкологии только в Ханты-Мансийском автономном округе выявлено 306 га площадей, загрязненных нефтепродуктами, при этом на землю и в водоемы попало свыше 7,6 тысяч тонн нефти. Всего предприятиями нефтедобывающей отрасли в 1998 году нарушено около 13 тысяч га зе*мель. Ежегодные потери уловов ценных пород рыбы в Западной Сибири составляют 14. .16 тысяч тонн / 80 /. Значительны затраты на частичный сбор излившихся нефтепромысловых вод, рекультивацию загрязненных земель, штрафы за потравы сельскохозяйственных угодий и загрязненных водоемов.

Таким образом, проблема коррозионной защиты трубопроводов различного назначения на нефтепромыслах России в настоящее время стоит чрезвычайно остро.

Для снижения потерь от коррозии стальных нефтепромысловых трубопроводов в России широко используются ингибиторы коррозии /38, 58/. Это позволяет увеличить срок службы трубопровода в 1,5 раза. Однако защитный слой ингибиторов в трубах быстро снимается и уносится твёрдыми включениями, поднимаемыми из скважин потоками. Поэтому требуется постоянный контроль концентрации ингибиторов в зависимости от состава агрессивной жидкости и скорости ее перекачки. Кроме того, необходимы капитальные вложения в строительство узлов ингибирования, постоянные эксплуатационные затраты, связанные с расходом ингибиторов и обслуживанием установок. Таким образом, ингибиторная защита внутрипромысловых нефтепроводов от коррозии весьма дорога и недостаточно эффективна.

Определенный положительный эффект дает защита от коррозии внутренней поверхности трубопровода полимерными покрытиями на основе фе-нольных и эпоксидных смол, а также полиуретановыми и каменноугольно-эпоксидными композициями /92, 100, 102/. Срок службы металлических трубопроводов футерованных неметаллическими покрытиями может быть продлен на 30. 50%.

Однако наиболее эффективным способом борьбы с коррозией нефтепроводов является использование труб из полимерных материалов, обладающих высокой коррозионной стойкостью по отношению к большинству агрессивных сред, действующих изнутри или снаружи нефтепромысловых трубопроводов / 10, 30, 37, 38, 42, 57, 58, 71, 72, 75, 80, 100 /. Срок службы полимерных трубопроводов может достигать 50 лет и более. Однако, в связи с тем, что прочность неармированных полимерных материалов: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид - в 5. 10 раз ниже, чем прочность стали, полимерные трубы могут использоваться только в трубопроводах низкого давления, доля которых во внутрипромысловых нефтепроводах и. системах поддержания пластового давления невелика (менее 5%).

Поэтому перспективным направлением является разработка конструкции неметаллических труб для внутрипромысловых нефтепроводов с применением армированных пластиков, удельная прочность которых не уступает современным сталям и сплавам. Учитывая накопленный отечественный и зарубежный опыт создания и отработки труб из армированных пластиков, можно отметить, что наиболее важными вопросами при создании новой конструкции неметаллических труб являются следующие:

• разработка конструктивной схемы неметаллических труб, обладающих прочностью и герметичностью в течение длительного (до 25 лет) срока эксплуатации при высоких давлениях (4-10 МПа, а в перспективе до 15-25 МПа);

• разработка конструкции равнопрочного с основным участком трубопровода разъёмного и неразъёмного соединения неметаллических труб и номенклатуры соединительных деталей (отводов, тройников, переходников и т.д.);

• создание экономически эффективной технологии и специального оборудования для создания легко монтируемых технологических комплексов серийного производства неметаллических труб, позволяющих организовать выпуск требуемой номенклатуры труб в непосредственной близости от нефтепромыслов;

• создание надежной технологии и оборудования для монтажа, проверки, а при необходимости и устранения дефектов неметаллических трубопроводов в полевых условиях различных природно-климатических регионов.

Целью настоящей работы являлось разработка конструкции, технологии производства и монтажа бипластмассовых труб, соединительных деталей и узлов стыка высокого давления для внутрипромысловых нефтепроводов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Выбраны материалы и предложена новая конструкция бипластмассовых труб, внешняя силовая оболочка которых состоит из нескольких слоев одонаправленного стеклопластика, внутренний герметизирующий слой - из полиэтилена низкого давления (ПЭНД), для обеспечения адгезии между данными слоями введён дополнительный слой сэвилена.

2. Предложены новые конструкции разъемного и неразъемного стыка и соединительных деталей бипластмассовых труб, обеспечивающие равнопрочность и герметичность внутрипромысловых нефтепроводов высокого давления (до 20 МПа).

3. Разработана технология и оборудование для серийного автоматизированного производства бипластмассовых труб и соединительных деталей.

4. Созданы математические модели, описывающие эволюцию полей температур, коэффициентов полимеризации и стеклования, а также технологических напряжений в процессе изготовления труб; проведены расчеты и выбраны рациональные параметры основных этапов технологического процесса. 5. Разработаны методики и получены расчетно-эксперементальные оценки эксплуатационной прочности бипластмассовых труб и узлов стыка, определены запасы прочности труб с различными повреждениями.

Достоверность основных научных положений и выводов, полученных в диссертации, подтверждена данными экспериментов на образцах материалов, к применяемых в конструкции труб, образцах труб, узлов стыка и соединительных деталей, а также опытом эксплуатации участков внутрипромысло-вых нефтепроводов из бипластмассовых труб.

Практическая ценность. Результаты диссертационной работы внедрены в серийное производство. В г. Чернушка Пермской обл. развернуто производство бипластмассовых труб и соединительных деталей объемом 180 км в год. Смонтировано и передано в эксплуатацию более 250 км внутрипромы-словых нефтепроводов на месторождениях Пермской и Тюменской областей, Ставропольском крае, Удмуртии.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на заседании объединенного НТС АО "НК ЛУКойл", АО "СИДАНКО", АО "РИТЭК", АО "НК ЮКОС", АК "Транснефть", АО "Татнефть", АОЗТ "Композит-нефть", ГП "Роснефть", институтов "Гипровостокнефть", ВНИИСТ, ГАНГ им. И.М. Губкина (Москва,

1995 г.), Международной выставке "Высокие технологии России" (Москва,

1996 г.), Международном научно-техническом семинаре "Проблемы нефтегазовой отрасли" (Уфа, 1997 г.), Международном научно-техническом семинаре "Повышение надежности нефтесборных сетей на месторождениях" (Нижневартовск, 1999 г.), II Всероссийском семинаре «Механика микронеоднородных материалов и разрушение» им. С.Д.Волкова (Пермь, 2000 г.), Всерос

-мсийской научно-технической конференции "Аэрокосмическая техника и высокие технологии" (Пермь, 2000 г.). Результаты научных исследований и практических разработок, представленных в диссертационной работе, были удостоены в 1998 г. премии Правительства Российской Федерации.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в трёх статьях /8, 32, 42/ , по теме диссертации получено девять патентов /62-70/.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы. Содержит 155 страниц машинописного текста, рисунка, таблиц. Общий объём диссертации составляет страниц. Библиография включает наименований.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение (по отраслям)», Ларионов, Александр Федорович

Основные результаты, полученные в диссертационной работе, сводятся к следующему:

1. Приведён обзор основных конструктивных вариантов стеклопластиковых труб и узлов стыка, выпускаемых зарубежными и отечественными фирмами. Отмечено, что большинство из них предназначено для трубопроводов низкого и среднего давления (до 2,5+4 МПа). В то же время, отсутствует надежная конструкция отечественных стеклопластиковых труб и узлов их соединений, обеспечивающая прочность и герметичность трубопроводов высокого давления (10+25 МПа).

2. Разработана новая конструкция бипластмассовой трубы для внутрипро-мысловых нефтепроводов. Внешний силовой слой трубы состоит из нескольких монослоёв эпоксидного стеклоластика, внутренний герметизирующий - из полиэтилена низкого • давления. Труба обладает высокой коррозионной стойкостью и герметичностью при длительных сроках эксплуатации и высоких давлениях. Варьирование схемы армирования и толщины силового стеклопластикового слоя позволяют создавать трубы для любого внутреннего давления и внешних условий нагружения. Выбрана схема армирования стеклопластикового слоя трубы наилучшим образом соответствующая условиям эксплуатации внутрипромысловых нефтепроводов в районах Урала и Западной Сибири.

3. Разработаны конструкции разъёмного и неразъёмного стыка для бипластмассовых труб и конструкции фасонных соединительных элементов - отводов, тройников, переходников, фланцев, обеспечивающих равнопрочное и герметичное соединение по всей длине внутрипромысловых нефтепроводов высокого давления.

4. Предложена принципиальная схема технологического процесса изготовления бипластмассовых труб посредством «мокрой» намотки с после дующим инфракрасным отверждением в полимеризационной камере туннельного типа. Спроектирован ряд установок комплекса технологического оборудования для изготовления бипластмассовых труб: двухшпиндель-ный намоточный станок с ЧПУ для формования стеклопластикового слоя труб, уникальный автоматический намоточный станок для изготовления фасонных соединительных деталей бипластмассовых труб, установка для соединения труб в плети, стенд для гидроиспытаний. Технологическое оборудование характеризуется высокой степенью новизны, что подтверждено 9 патентами.

5. На основе разработанного технологического процесса и комплекса технологического оборудования создано экологически чистое, высокопроизводительное серийное производство бипластмассовых труб и соединительных элементов трубопроводов по стоимости на 25-30% ниже зарубежных аналогов, обеспечивающее выпуск до 180 км труб в год.

6. Разработана модель, описывающая поля температуры и эволюцию фронта полимеризации связующего в стеклопластиковом слое бипластмассовых труб во время технологического цикла изготовления. На основе расчетно-экспериментальных исследований выбран рациональный режим термообработки труб, удовлетворяющий основным требованиям технологического процесса их изготовления.

7. Проведены расчеты технологических напряжений в бипластмассовых трубах различного диаметра. Установлено, что наиболее опасными для последующей эксплуатации являются сдвиговые и нормальные отрывающие напряжения в сэвиленовом слое на границе стеклопластик-полиэтилен. Кроме того, важным контролируемым параметром должны являться нормальные сжимающие напряжения на границе полиэтилен оправка, влияющие на операцию демонтажа оправки. Проведено исследования влияния конструктивных параметров бипластмассовых труб на уровень въ1шеназваннь1х?напряжений. Выбраны допустимые толщины полиэтиленового слоя труб различного диаметра.

8. Получено расчетно-экспериментальные оценки эксплуатационной прочности бипластмассовых труб при типичных нагрузках. Рассмотрено влияние остаточных напряжений, различных повреждений и овализации поперечного сечения на прочность и герметичность труб. Результаты исследований показали, что бипластмассовые трубы обладают значительным запасом прочности - от 10 в исходном состоянии, до 54-4 при сквозных повреждения стеклопластикового слоя. Трубы сохраняют герметичность вплоть до полного разрушения силовой стеклопластиковой оболочки, в том числе и в области сварного шва полиэтиленового слоя. Проведенные оценки длительной прочности показали, что запас прочности бипластмассовых труб должен обеспечить надёжную эксплуатацию трубопроводов в течение 50 лет.

9. Сформулированы основные требования к трассам и схемам прокладки, разработаны типовые решения и методы расчета трубопроводов из бипластмассовых труб, обеспечивающих их надежную эксплуатацию в течение длительного срока (не менее 25 лет). Разработаны технология и оборудования для монтажа трубопроводов из бипластмассовых труб, обеспечивающие создание надежного комбинированного (сварного и клеемехани-ческого) соединения труб в полевых условиях. Низкая энергоемкость процесса стыковки и малая масса бипластмассовых труб обеспечивают низкую стоимость работ по монтажу стеклопластиковых трубопроводов.

10.На основе опыта десятилетней эксплуатации стеклопластиковых трубопроводов рассмотрены возможные дефекты бипластмассовых труб. Предложены схемы ремонта и испытания трубопроводов. Разработана инструкция по монтажу, эксплуатации и ремонту трубопроводов, по которой смонтированы и в настоящее время успешно эксплуатируется более 250 км трубопроводов из бипластмассовых труб й ОАО "ЛУКОЙЛ

Пермнефть", ОАО "НК Удмуртнефть", ОАО "Ставропольнефтегаз". Оценка экономической эффективности замены металлических трубопроводов на трубопроводы из разработанных бипластмассовых труб показала, 1 что вследствие низких расходов на строительство и эксплуатацию последних затраты на приобретение более дорогих бипластмассовых труб окупаются через пять лет.

-4А6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Р

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ларионов, Александр Федорович, 2000 год

1. Агапчев В.И., Виноградов Д.А., Штанев С.Л., Катков BE., Пермяков Н.Г„ Тухтеев P.M., Мельник А.И., Ларионов А.Ф., Ясаев У.А. Новые типы пластмассовых труб в нефтегазовой промышленности// Проблемы нефтегазовойотрасли. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 1989. С.24-25.

2. Айнбиндер А.Б., Камерштейн А.Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивостью Справочное пособие. -М.: Недра, 1982-341 с.

3. Амбарцумян С. А. Общая теория анизотропных оболочек. —М.: Наука, 1974448 с.

4. Алфутов H.A., Зиновьев П.А., Попов Б.Г. Расчет многослойных пластин и оболочек из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1984. -264с.

5. Андреев Г.Я. и др. Изготовление стеклопластиковых труб. Харьков. Изд. ХГУ, 1964

6. Аношкин А.Н., Соколкин Ю.В., Ташкинов A.A. Поля микронапряжений и механические свойства разупорядоченных волокнистых композитов// Механика композит, материалов. 1990. - N. 5. - С. 860 - 865.

7. Аношкин А.Н., Соколкин Ю.В., Ташкинов A.A. Неупругое деформирование и разрушение разупорядоченных волокнистых композитов// Механика композит. материалов. 1993 - Т. 29, № 5 -С. 621-628.

8. Аношкин А.Н., Ташкинов A.A., Ларионов А.Ф., Поспелов А.Б. Расчет технологических напряжений в процессе производства бипластмассовых труб // Вестник ПГТУ. Полимерные материалы. Пермь:ПГТУ. - 1997 -№ 3.-С.24-32. .

9. Безденежных A.A. Инженерные методы составления уравнений скоростей реакций и расчета кинетических констант. Л.: Химия, 1973. - 250 с.

10. Беззубов А., Хохлов Н., Орлов В. Мина замедленного действия. Проблема борьбы с коррозией на промысловых трубопроводах нужно решать сообща//

11. Нефть России -1999 -№ 5 С. 70-73. i . Är. ' У ; :

12. П.Беляева H.A., Клычииков J1.B., Давтян С.П., Худяев С.Л. Образование внутренних напряжений в процессе получения изделий цилиндрической формы// Механика композит, материалов. 1988. -№ 6-С. 1060. 1068.

13. Бегишев В.П., Сметанников О.Ю., Труфанов H.A., Шардаков И.Н. Экспериментально-теоретическое исследование остаточных технологических напряжений в эпоксидных цилиндрах// Технологическая механика: Вестник ПГТУ. Пермь: ПГТУ. - 1996-№ 2 - С.52-60.

14. Бенджамин С. Фуй, Роберт X. Роджерс, Дж.С (Стив) Янг. Выбор пластиков для изготовления оборудования и трубопроводов// Химические технологии. -1995. -№1. С18-25.

15. Болотин В.В., Воронцов А.Н., Мурзаханов Р.Х. Анализ остаточных напряжений в намоточнх изделиях из композитов на протяжении всего процесса изготовления// Механика композит, материалов. 1980 —№ 3. - С. 500 - 508.

16. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. -М.: Недра, 1987,-471 с.

17. Бухин В. Прогрессивные технологические трубопроводы из поливинилиден-тофторида//Трубопроводы и экология. 1998. - №3. - С10-12.

18. П.Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988. - 270 с.

19. Витак В.Н., Лисевич Я.Л. Оптимизация управления нестационарным температурным режимом термоупругого ортотропного цилиндра// Механика композит. материалов. 1986 -№ 3. - С. 1081 - 1086.

20. Власов П.В., Молоканов A.B. Исследование герметичности труб из стеклопластиков// Химическое и нефтяное машиностроение. 1965. - № 5. -С. 1012.-HAB

21. Власов П.В. и др. Исследование несущей способности и деформационных свойств труб из стеклопластиков различной конструкции// Механика полимеров.-1967.-№6.-С. 1082-1088.

22. ВСН 003-88. Строительство и проектирование трубопроводов из пластмассовых труб. М : Миннефтегазстрой,1990.

23. ВСН 005-88. Ведомственные строительные нормы. Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация. М.: Миннеф-тегазстрой,1990. - М : Миннефтегазстрой, 1990.

24. ВСН 007-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Конструкции и балластировка. М : Миннефтегазстрой, 1990.

25. ВСН 51-3-85. ВСН 2.38.85. Проектирование промысловых стальных трубопроводов М : Миннефтегазстрой, 1990.

26. Гольдман А.Я. Прочность конструкционных пластмасс. Л.: Машиностроение, 1979. - 320 е.

27. Гоник A.A., Корнилов Г.Г. Причины и механизм локальной коррозии внутренней поверхности нефтесборных трубопроводов на месторождениях Западной Сибири// Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1999. -№7-8. - С2-6.'

28. Горелов С.А., Горелов A.C. Современные технологии сварки полиэтиленовых труб// Нефтяное хозяйство. 1998. - №5. - С89-91.28.Добромыслов А.Я.

29. Трубопроводы и экология 1997.3 С.11-12.

30. Жердев Ю.В. Влияние технологических факторов на структуру и свойства термореактивных материалов. М.: Информэлектро, 1974 - 40 с.

31. Зайцев К.И., Ларионов А.Ф. Клеесварное соединение бипластмассовых труб

32. Сварочное производство. 1999. - №9 - С. 47-49.

33. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975 - 541 с.

34. Зиновьев П.А., Тараканов А.И. Условия разрушения слоистых композиционных материалов// Применение пластмасс в машиностроении. М. 1976 - вып 15. - С.63-68.

35. Зиновьев П.А., Тараканов А.И., Фомин Б.Я. Деформирование и разрушение композиционных материалов при двухосном растяжении//Применение пластмасс в машиностроении. -М.: МВТУ, 1982.-Вып. 19,- С.33-58.

36. Зиновьев П.А. Прочностные, термоупругие и диссипативные характеристики композитов// Композиционные материалы. Справочник. М.: Машиностроение, 1990-512 с.

37. Иванов Д. "Дагнефтьиндустрия" предлагает забыть о коррозии// Нефть и капитал. 1997. -№3.- С. 78-79.

38. Иванцов О. Трубопроводные системы России нуждаются в больших деньгах и новых нормах// Нефть и капитал. 1997. - №3. - С. 54-57.

39. Инструкция по монтажу, эксплуатации и ремонту трубопроводов из стек-лопластиковых комбинированных труб. Пермь : Композит-нефть, 1997.

40. Испытание стеклопластиковых труб и фасонной арматуры АО СП «Дагнефтьиндустрия» ВНИИТнефть, 1997,-21 с.

41. Каргин В.Ю., Ставская Т.В. К вопросу сварки полиэтиленовых труб ПЭ 63, ПЭ 80 и ПЭ 100// Полимергаз. 1999. - №2. - С.40-42.

42. Конструкционные стеклопластики/В.И. Альперин, Н.В. Корольков, A.B. Мо-тавкин и др. Москва: Химия, 1979 - 360 с.

43. Коротков В.Н., Турусов P.A., Джавадян Э.А., Розенберг В.А. Технологические напряжения при отверждении цилиндрических изделийиз полимерных композитных материалов// Механика композит, материалов 1986. №1. -С. 118-123.

44. Королев В.И. Слоистые анизотропные пластинки и оболочки из армированных пластмасс. -М.: Машиностроение, 1965. -'272 с.

45. Кострицкий С.Н., Цирин Н.З. Исследование механических свойств стеклово-локнитов в трансверсальном направлении при повышенной температуре // Механика композит, материалов. 1981. - № 2. - С. 355 - 358.

46. Куликов Н.В. Влияние угла намотки волокон на герметичность труб из стеклопластиков// Пластмассы. 1963. - № 5. - С. 28-32.

47. Куликов Н.В., Васильев В.В., Запорожец Ф.В. Трубы из конструкционных пластмасс// Уголь. 1986. - № 4. - С. 33-34.

48. Леонов А.И., Басов Н.И., Казанков Ю.В. Основы переработки реактопластов и резин методом литья под давлением. М.:Химия, 1977, - 216 с.

49. Малкин А .Я., Бегишев В.П. Химическое формование полимеров- М.: Химия, 1991.-240 с.

50. Маллинсон Дж. Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. М.: Химия, 1973. - 240 с.

51. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетере Г.А. Сопротивление полимерных и композитных материалов. Рига: Зинатне, 1980. - 572 с.

52. Мешков Е.В., Кулик В.И., Нилов A.C., Упитис З.Т., Сергеев A.A. Исследование механических характеристик однонаправленных композитных материадт лов при статическом нагружении// Механика композит, материалов. -1991. -N. 3.- С. 459-467.

53. Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. М.: Высш. шк., 1991.- 480 с.

54. Обухов A.C. Проектирование химического оборудования из стеклопластиков и пластмасс. М.: Машиностроение, 1995. - 240с.

55. Осипов M.JI., Кольцов В.А., Бушковский A.JT. Опыт защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования в ОАО "Томскнефть" ВНК// Вестник ВНК.- 1998.-№3.-С. 96-99.

56. ОСТ 36-16-77. Опоры и подвески пластмассовых трубопроводов. Технические условия.

57. ОСТ 36-17-79. Опоры и подвески пластмассовых трубопроводов. Типы и основные размеры.

58. ОСТ 95-761-79. Опорные конструкции пластмассовых трубопроводов.

59. Патент № 2095676 Труба/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Ларионов А.Ф., Шарифуллин Ф.М., Манушакян И.С., Ширяев М.И., Хачатуров P.M., Тульников A.A., Кобяков Н.И., Пермяков Н.Г. заявл. № 95112315/06 (021295) от 18.07.95.

60. Патент № 2100201 Способ изготовления комбинированных груб/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Воронцов Ю.А., Ларионов А.Ф., Касаткин В.Б. заявл. № 96108442/25 (014112) от 25.04.96.

61. Патент № 2105672 Способ изготовления труб/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Ларионов А.Ф., Кобяков Н.И., Павлюкевич В.Г., Богомольный Е.И., Драчук В.Р. заявл. № 96108443/25 (014107) от 25.04.96.

62. Патент № 2100199 Устройство для изготовления труб из композиционных материалов/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Ларионов А.Ф., Кобяков Н.И, Джавадян A.A. заявл. № 96108137/25 (014092) от 25.04.96.

63. Патент № 2097191 Устройство для намотки криволинейных труб/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Флягин О.В., Ларионов А.Ф., Павлюкевич В.Г. заявл. № 96108595/25 (014125) от 25.04.96.

64. Патент № 2126926 Способ укладки трубопроводов/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Ларионов А.Ф., Федотов Ю.Д., Касаткин В.Б., Ушаков В.В. заявл. № 97105129/06 (005329) от 01.04.97.

65. Патент № 2114001 Устройство для полимеризации труб/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Александров В.М., Ларионов А.Ф., Минкевич А.Б. заявл. № 96108208/25 (014140) от 25.04.96.

66. Патент № 2113999 Станок для намотки на оправку труб из композиционно-волокнистых метериалов/АОЗТ "Композит-нефть", авт.изобр. Флягин О.В., Ларионов А.Ф., Ковзалин И.Е. заявл. № 96108136/25 (014089) от 25.04.96.

67. Перспективы применения труб их полимерных материалов в нефтянной промышленности. Обзорная информация. Сер. «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». Вып. 3. / В.И. Агапчев, В.А. Мартяшова, Н.Г. Михай-ленко и др.- М.: ВНИИОЭНГ, 1988 43с.

68. Пластмассовые трубы, применяемые в газовой и нефтяной промышленности. Обзорная информация. Сер. «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». Вып.2./В.И. Пастернак, А.Д. Седых. М.: ВНИИОЭНГ, 1981 - * 39с.

69. Полимерные композиционные материалы в горном деле / В.В. Васильев, И.Г. Манец, P.A. Веселовский и др. М.: Недра, 1988. - 236с.

70. Протасов В.Д., Афанасьев Ю.А., Егоров Ю.А. Организация оптимального процесса охлаждения толстостенной цилиндрической оболочки из вязкоуп-ругого композитного материала// Механика композит, материалов. 1983. -№4. - С.687-695.

71. Применение пластмассовых трубопроводов на нефтяных промыслах. Обзорная информация. Сер. «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности»./ Голышкин В.Г., Юсупов И.Г., Максутов P.A. -'М.: ВНИИОЭНГ, 1977 -64с.

72. Программа и методика лабораторных испытаний стеклопластиковых труб и деталей трубопроводов,-ВНИИТнефть, 1997 -40 с.

73. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник. Т.1.- М.: Машиностроение, 1968.-831 с.

74. Пивень А.Н., Гречанная H.A., Чернобыльский H.H. Теплофизические свойства полимерных материалов. Киев: Вища школа, 1976. - 180 с. n

75. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. Л. Энергия, 1968.-304 с.

76. Ромейко В. Что такое пластмассовые трубопроводы и зачем они нужны?// Трубопроводы и экология. 1999. - №2. - С.3-5.

77. Руководство по проектированию и расчетам трубопроводов из труб стеклопластиковых комбинированных ТСК ТУ 2296-001-35206028-96. Расчеты разные и типовые решения. КН 222.00.000.РР Пермь, ЗАО «Композит-нефть», 1999 - 33 с.

78. Сварка полимерных материалов. Справочник/ Под общей ред. К.И. Зайцева, Л.Н. Мацюк. М.Машиностроение, 1988. - 312 с.83 .СилингМ.И. Поликонденсация; Физико-химические: основы ишатематиче ское моделирование. М.:Химия, 1988 - 256 с.

79. Скудра A.M., Булаве Ф.Я. Прочность армированных пластиков. М.:Химия, 1982.-216 с.

80. СН 478-75. Инструкция по проектированию и монтажу сетей водоснабжения и канализации из пластмассовых труб

81. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. М.:ГПЦПП,1996.

82. СН550-82. Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб.-М.:Стройиздат,1983. '

83. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы.ГУПЦПП,1997.

84. СП 42-101-96. Свод правил по проектированию и строительству газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм. -М.:ВНИИСТ, 1996

85. Соколкин Ю.В., Ташкинов A.A. Механика деформирования и разрушения структурно неоднородных тел. М.: Наука, 1984. - 116 с.

86. Справочник по композиионным материалам: В 2-х кн. / Под ред. Дж. Люби-на; Пер. с англ. А.Б. Геллера, М.М. Гельмонта; Под ред. Б.Э. Геллера. М.: Машиностроение, 1988.-448 с.

87. Сухов С.И., Левин А.Н. Стеклопластики, плакированные химически стойкими термопластами. Методы получения и технология изготовления химической аппаратуры// Пластмассы. 1964. - № 5 - С.33.

88. Ташкинов A.A., Аношкин А.Н. Прогнозирование поперечной прочности однонаправленных композитов при комбинированном нагружении // Механика композит, материалов. 1995 — № 4. - С.473-481.

89. Технические параметры труб из композиционных материалов. АО «Группо Сарпласт», 1994.

90. Трубы стеклопластиковые комбинированные и фасонные изделия. ТУ 2296-001-35206028-96. Пермь, ЗАО «Композит-нефть», 1999, -18 с.p 96.Трубы стеклопластиковые и соединительные детали. ТУ 2296-250- « 24046478-95.-Пермь, «ЗАО Прогресс», 1995.

91. Тепловые основы вулканизации резиновых изделий/ А.И. Лукомская, П.Ф. Баденков, Л.М. Каперта. М.: Химия, 1972. - 359 с.

92. Удрис А.О., Упитис З.Т. Экспериментальное исследование упругих и прочностных свойств эпоксидного связующего ЭДТ-10 в условиях сложного напряженного состояния// Механика композит, материалов. 1988. -N. 6. - С. 972-978.

93. Хувинк Р., Ставерман А. Химия и технология полимеров. Пер. с нем./ Под ред. Н.М. Котона М.: Химия, 1965. - т. 1 - 675 с.

94. Черепанов А., Матвейчук А. В открытом поле не обойтись без . трубопроводов// Нефть России. 1998. - №1. - СЗ0-35.

95. Шардаков И.Н., Труфанов Н.А., Беклкмишев В.П., Шадрин О.А., Сметанников О.Ю. Определяющие соотношения термомеханического поведения аморфных полимеров в высокоэластичном и стеклообразном состояниях/ Препринт Свердловского УрО АН СССР, 1989. 42 с.

96. Шевченко А.А., Власов П.В. Слоистые пластики в химических аппаратах и трубопроводах. М.: Машиностроение, 1971. - 208с.

97. Ярцев В.Г., Куликов Н.В., Матвеева Е.А. Непрерывные способы производства труб из стеклопластиков// Применение полимерных материалов в машиностроении. М., 1962. - С. 244.

98. Al-Khalil, Soden P.D., Kitching R. The effect of radial stresses on the strength of thin walled filament wound GRP composite pressure cylinders Int. J. Mech. Sci.,1996,Vol.38,№1, p.97-120.

99. API 15LR. Specification for low pressure fiberglass line pipe.

100. API 15HR. Specification for reinforced thermosetting resin line pipe.

101. BIG THREAD pipe. Burial recommendation.- Smith Fiberglass Products Inc., Manual F6450, July, 1992, 8p.

102. Bondsrand. Engineering guide for suspended pipe. Ameron< 1992,19 р.

103. Bondstrand. Guide for installing buried pipe. Ameron, 1992,4 p.

104. Engineering and design guide. Smith Fiberglass Products Inc., 52 p.

105. Mallinson J.H. Reinforced plastic pipe: A user's experiences. Cem. Eng. 1965 v.72 № 6. - pp 124-134.

106. Patent No 4601496 Fiber reinforced plastic pipe tee/ Ашегод, Inc. Inventors Ronald G. Ulrich, Ralph S. Friedrich. Appl. No 186335 Filed Sep. 11, 1980.

107. Pipe. Tubing. Casing. Centron Corp., 1992, 85p.

108. Soden P.D., Kitching R., Tse P.C. Experimental failure stresses for ±55° filament wound glass fibre reinforced plastic tubes under biaxial loads-Composites, 20(2), 1989, p / 125-135.

109. Soden P.D., Kitching R., Tse P.C. Influence of winding angle on the strength and deformation of filament wound composite tubes subjected to uniaxial and biaxial loads Composites Science & Technology, 46,1992, p.363-378.

110. Strength and service characteristics of glass reinforced epoxy oilfield pipe// Corrosion 1957, V 13-N 9-pp.117-120.

111. The need for blocking of buried pipe. Ameron, Technical data EB-24, July,

112. Wavistrong engineering guide.-Wavin Repox bv., 1987, 22 p.