Оценка эффективности промысловых трубопроводов из полимерных и композитных материалов на Злодарёвском месторождении

ЗАДАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЙ И ТЕРМИНОВ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
I. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ 6
1.1. Полимерные и композитные материалы в нефтегазовой отрасли 6
1.2 Характеристики Злодарёвского месторождения 14
1.3. Преимущество и недостатки применения полимерных и композитных труб… 15
II. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 19
2.1. Анализ проблем при эксплуатации стальных промысловых трубопроводов… 19
2.2. Обоснование выбора композитного трубопровода для конкретных условий промысла 26
2.3. Анализ эффективности использования композитных труб 28
III. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 30
3.1. Разработка технологической карты на сооружение участка трубопровода из композитных труб 30
3.2. Оценка и расчет скорости коррозии износа стального и композитного трубопровода.. 35
3.3. Анализ и расчет снижения гидравлических сопротивлений за счет низкой шероховатости композитных труб 37
3.4. Оценка экологической эффективности применения композитных трубопроводов 42
3.5. Технологическая эффективность использования композитных трубопроводов 47
IV. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 51
4.1. Расчет сметной стоимости строительства трубопровода из композитных материалов….. 51
4.2. Расчет эксплуатационных затрат 56
4.3. Оценка экономической эффективности композитного трубопровода 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63

Весь текст будет доступен после покупки

Роль трубопроводного транспорта в системе нефтегазовой отрасли сложно недооценить, так как он является одним из самых доступных и эффективных способов транспортировки жидких и газообразных углеводородных сред. По трубопроводам осуществляется доставка нефти, продуктов её переработки и природного газа как на большие расстояния, так и в пределах территории предприятий, занимающейся добычей, хранением и переработкой [20, с.50].
Трубопроводный транспорт нефти и газа имеет некоторые недостатки, основными из которых, в первую очередь, являются единовременные крупные капитальные вложения в строительство, потребность в значительных материальных затратах на заполнение всего трубопровода нефтью, нефтепродуктом или газом в момент ввода в эксплуатацию.
Следующая проблема заключается в коррозионном разрушении трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности, которая является одной из важнейших. Она предполагает поиск альтернативных решений, которые изменят ситуацию в нефтегазовой промышленности в лучшую сторону [11, с.24].
Актуальность работы
Одно из потенциальных направлений борьбы с коррозией – применение труб, изготовленных из высокопрочных композитных волокнистых материалов, которые обладают необходимыми прочностными характеристиками и отвечают физико-механическим требованиям.
Выделяются следующие используемые технологии антикоррозионной защиты по конечной продукции:
- пластмассовые трубы;
- трубы из композиционных материалов;
- металлопластиковые трубы;
- металлические трубы с антикоррозионными покрытиями;
- трубы из коррозионностойких металлов.
С развитием производства труб с защитными противокоррозионными покрытиями повышается надежность трубопроводов, увеличивает долговечность труб, переносит процесс нанесения покрытий в заводские условия, где возможность обеспечения высокой производительности и качества значительно возрастает, а себестоимость покрытий при этом снижается, повышая возможность уменьшить затраты на традиционные методы защиты трубопроводов с помощью противокоррозионных покрытий, которые качественно наносятся на поверхность трубы [10, с.45].
Конструкция металлопластиковой трубы – это металлическая оболочка, на которую с обеих поверхностей наносится слой полимерного материала (полипропилен или полиэтилен). Прочность металлопластиковых труб сопоставима с прочностью металлических труб, а стойкость к воздействию агрессивных сред, эквивалентна стойкости полимеров. Такие особенности данных объектов позволяют уменьшить затраты на обслуживание и эксплуатацию трубопроводов. Однако имеют один существенный недостаток, который заключается в конструктивной сложности [3, с.28].
Среди различных типов металлических труб с антикоррозионным покрытием выделяют следующие: трубы с эмалевыми покрытиями, трубы с покрытиями из полимерных материалов и трубы с металлическими покрытиями. Большим спросом пользуются покрытия на основе реактопластов (пенополиуретановые, эпоксидные) и термопластов (полипропилена и полиэтилена) благодаря своей технологичности и высоким эксплуатационным характеристикам.

Весь текст будет доступен после покупки

I. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

1.1. Полимерные и композитные материалы в нефтегазовой отрасли

1.1.1. Виды полимерных и композитных труб

Большинство проблем трубопроводного транспорта можно решить, если принимать за базовые технологии создания труб высокоэффективные, доведенные до совершенства и проверенные временем технологии по созданию долговечных, надежных сосудов высокого давления из композиционно-волокнистых материалов.
В качестве альтернативы стальным трубопроводам, предназначенным как для перекачки природного газа, так и других жидких и газообразных углеводородов все большее применение находят полимерные и композитные трубы [4, с.8].
Полимерные и композитные трубы — это конструкции из синтетических материалов, которые широко применяются в системах водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и других инженерных сетях. Они отличаются долговечностью, устойчивостью к коррозии и простотой монтажа.
Полимерные трубы
Изготавливаются из термопластов (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и др.) или реактопластов (стеклопластиковые, эпоксидные смолы). [5, с.26].
Виды полимерных труб:
Полиэтиленовые (ПЭ). Бывают трёх типов:
ПВД (полиэтилен высокого давления) — эластичные, используются для безнапорных систем (дренаж, канализация).
ПНД (полиэтилен низкого давления) — прочные, подходят для холодного водоснабжения, газопроводов.
Сшитый полиэтилен (PEX, РЕХ) — имеет поперечные связи между молекулами, устойчив к высоким температурам и давлению, используется в системах отопления.
Поливинилхлоридные (ПВХ).
НПВХ (непластифицированный ПВХ) — жёсткие, для холодного водоснабжения и канализации.
ХПВХ (хлорированный ПВХ) — термостойкие, до +95 °C, для горячего водоснабжения.
ПВХ-O (ориентированный ПВХ) — гибкие, для систем под высоким давлением.
Полипропиленовые (ПП).
PPH (гомополимер) — для холодного водоснабжения, вентиляции.
PPB (блоксополимер) — устойчив к перепадам температур, для холодного климата.
PPR (рандомсополимер) — выдерживает высокое давление, для горячего водоснабжения и отопления.
PPS (огнестойкий гомополимер) — наиболее устойчив к высоким температурам.
Армированные варианты (с алюминиевым или стекловолокнистым слоем) имеют маркировку PN20, PN25 и др.
Полибутиленовые. Подходят для «тёплых полов», максимальная температура — до +90°C. [2, с.42].
Композитные трубы
Композитный материал – это сплошной продукт, состоящий из двух или более компонентов (армирующих элементов и скрепляющей их матрицы) и обладающий свойствами, отличными от суммарных свойств компонентов. При этом предполагается, что компоненты, входящие в состав композита, должны быть хорошо совместимыми и не растворяться или иным способом поглощать друг друга.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Беляев П.С., Соколов М.В., Утилизация отходов полимеров с получением композитов для дорожного строительства / Научно-издательский центр «ИНФРА-М». – 2025. – 141 с.
2. Бердник, М.М. Анализ применения полимерных армированных труб на объектах промысловых и магистральных трубопроводов / М.М. Бердник, М.Е. Благинина // Перспективы развития геологии, горного и нефтегазового дела: материалы научно-практической конференции, Москва, 29 сентября 2023 года. — Москва: Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы, 2023. — С. 60.
3. Бондалетова, Л.И. Полимерные композиционные материалы (часть 1): учебное пособие / Л.И. Бондалетова, В.Г. Бондалетов. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2023. – 118 с.
4. Волков, А.С. Применение композитных труб в системах сбора и транспортировки нефти и агрессивных сред / А.С. Волков // Инженерная практика.- 2016.- №12.
5. ГОСТ Р 59910-2021. Трубы полимерные, армированные металлическим каркасом, и соединительные детали к ним. Общие технические условия.- М.: Стандартинформ, 2021. - 40 с.
6. ГОСТ Р 70624-2023 — стандарт «Трубопроводы промысловые из труб полимерных, армированных металлическим каркасом. Правила проектирования, монтажа и эксплуатации».
7. Густов, Д.С. Обоснование пределов прочности армированных стекловолокном полиэтиленовых труб, использующихся для транспорта газа: дис. канд. техн. наук: 25.00.19 / Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"; Д.С. Густов.- СПб.,2016.- 119с.
8. Густов, Д.С. Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа // Территория «НЕФТЕГАЗ». – 2016. – №2. – С. 88-93.
9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ № 26-УНК-Э/2023 ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ: - Ижекск/ ООО «УНК-Пермь», 2023. – 34 с.
10. Зубаиров, Т.А. Развитие технологий изготовления и применения труб из полимерных и композитных материалов: дис. канд. техн. наук: 07.00.10 / УГНТУ; Т.А. Зубаиров.- Уфа, 2015.- 125 с.
11. Ивашкин П.Б. Перспективы применения гибких труб из термопластов, армированных нитями, для промысловых трубопроводов// Инженерная практика. - 2022. - №10 – С. 28.
12. Клинков А.С., Беляева П.С., Соколова М,В,. Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов//Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ. – 2022. – 81 с.
13. Козлов В.А., Месник М.О. Основы коррозии и защиты металлов [Текст] / В.А. Козлов, М.О. Месник – Иваново, 2021. – 177 с.
14. Михайлин, Ю.А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике / Михайлин, Ю.А. – СПб.: Научные основы и технологии, 2013. – 720 с., ил. ISBN 978-5-91703-037-1.
15. ООО «Полимак»: официальный сайт. – 2022. - URL: - https://polimak.ru/index.php (дата обращения: 23.11.2025)
16. ООО «Технология композитов»: официальный сайт. – 2025. - URL: - https://www.tk.perm.ru/ (дата обращения: 15.11.2025)
17. Патент 204558 Композитная труба [Электронный ресурс].- UR.
18. Производство композиционных полимерных материалов [Электронный ресурс].– Режим доступа.
19. Романов М.Д. Методические рекомендации по разработке технологических карт сооружения трубопроводов // Вестник строительной науки. – 2018. – № 11. – С. 50–56.

Весь текст будет доступен после покупки