КЖБҚ -1600/100 қондырғысының техникалық сипаттамасы
Бу бойынша өнімділігі, м3/с 1,6
Будың қысымы, МПа 10
Будың температурасы, ºС 310
Суға арналған цистернаның сыйымдылығы, м3 5,2
Қондырғының жұмыс істеу ресурсы, сағ 3,5
Қазақстандық кен орындарында парафин шөгуіне қарсы қолданылатын ингибиторлар ретінде химиялық заттардың кең спектрі колданылады, олар 6.3-кестесінде келтірілген.
Ингибиторлы қорғанысты жүргізудің міндетті шарты – жабдықтарды асфальтты-шайырлы және парафинді шөгінділерден (АШПШ-АСПО) алдын-ала тазарту болып табылады. Бұл мақсатта еріткіштер қолданылады, олар келесі функцияларды атқараты:
· АШПШ-дің беттік қасиеттерін өзгертеді – АШПШ бөлшектерінің құбырлар мен жабдықтар бетімен ілінісу күшін төмендетеді де, бұл бөлшектер мұнай ағындарымен бірге ілесіп кетеді;
· АШПШ-дің массасын ерітеді (бұл кезде ерітілген шөгінділер еріткішпен бірге ілесіп кетеді).
Асфальтты-шайырлы парафинді шөгінділерді жою үшін қолданылатын химиялық реагенттерді таңдау және оларды пайдалану технологиясы кен орнындағы кәсіпшілік-тәжірибелік сынақтармен дәлелденуі керек.
Құбырлардың ішкі бетін лактармен, эпоксидты шайырлармен қаптау, эмальданған және футерленген құбырларды пайдалану еліміздің бірқатар кен орындарында сынақтан өткізу кезінде жақсы нәтиже бергенмен, мұндай құбырлардың қымбаттығынан бұл әдіс кең қолданыс таппады.
Көптеген мұнай кен орындарында суланған ұңғыларды пайдалану барысында тереңдік сораптардың жұмысшы органдарында, сорапты-компрессорлы құбырларда және ұңғылардың шығару (лақтыру) желілерінде тұздардың қарқынды шөгуі байқалады. Тұздардың шөгуі, сонымен қатар, қабат қысымын ұстау жүйесінің су желілерінде және ағын суларды тасымалдаушы құбырларда байқалады.
Тұздардың шөгуінің негізгі себебі - температура мен қысымның төмендеуі әсерінен болатын термодинамикалық тепе-теңдіктің бұзылуы, ал қабат қысымын ұстау жүйелерінде – құрамында үйлесімсіз тұздары бар сулардың араласуы болып табылады.
Қазіргі кезде тұз шөгінділерімен күресудің жаңа әдістері – химиялық және тұщы суды қолдану кең таралған.
Ұңғыларда тұздардың жиналуымен күресудің химиялық әдістерін, негізінен карбонатты және сульфатты тұздардың (суда ерімейтін тұздардың) шөгуі кезінде пайдаланады.
Реагенттер ретінде натрий гексаметафосфатын (NaPO3)6 және натридің триполитриполифосфатын таза түрінде де және әр түрлі присадкаларды қоса отырып та пайдаланады. Бұл әдістің мәні мынада – натрий гексаметафосфатының судағы ерітіндісі (0,1 % салмақ б-ша) тұздардың шөгуіне жол бермейтін коллоидты ерітінді түзеді.
Тұздардың шөгуімен күресудің тағы бір жолы – тұз қышқылының ерітінділерін пайдалану:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 ↑
|
|
Бірақ, тәжірибе нәтижелері көрсеткендей тұз қышқылының ерітінділерін пайдалану құбырлардың коррозиясына алып келеді.
Суда еритін тұздармен (NaCl, CaCl2) күресудің ең тиімді әдісі өндірілетін ұңғы өніміне тұщы су жіберу болып табылады. Суды екі түрлі тәсілмен жіберуге болады:
1) ұңғы түбіне үздіксіз құю;
2) құбыраралық кеңістікке мезгіл-мезгіл (периодты) құю.
Бұл екі тәсілді жүзеге асыру үшін кен орындарында тұщы суды жеткізу және дайындау жүйелері салыну керек.
Суды дайындау тұщы судың қабат суымен әрекеттесуі кезінде ерімейтін тұздардың түзілуін және шөгуін болдырмау үшін тұщы суды химиялық өңдеу болып табылады.
Құбыр арқылы сұйықпен газды бірге тасымалдағанда қысымның әсерінен құбырлардың бүлкілдеуі (пульсациясы) міндетті түрде болып отырады. Бүлкілдеу құбыр бойында газ тығындарының пайда болуына байланысты. Коллекторлардың ұзындығы 1500м-ге дейін ұзарған кезде бүлкілдеу екпінділігі күшейеді де одан кейін бір қалыпқа түседі. Бүлкілдеу пайда болуының негізгі себебі мұнай ұңғыларының көтергіш құбырларында газ-сұйық қоспасынан газдың бөлінуі және ұңғының лақтыру желісінің бойында өлшемдері ұлғаятын газ тығындарының пайда болуы. Ағынның бүлкілдеуіне жинау жуйесіндегі абсолютті қысым әсер етеді, ол неғұрлым жоғары болса, соғұрлым газ аз бөлінеді, соғұрлым бүлкілдеу аз болады.
Бүлкілдеу толқыны құбырда дыбыс жылдамдығымен тарайды. Бүлкілдеу энергиясы құбырдың және онымен байланысқан жабдықтардың тербелісін болдыруы мүмкін. Құбырдың тік сызықты аймағында бүлкілдеу бірқалыпты тарайды, сондықтан құбыр тербелісі шамалы байқалады.
Айтарлықтай тербелістер резонанс болған жағдайда пайда болады, онда көлденең қиманың өзгеруінен немесе кедір-бұдырдың әсерінен болған аз ғана күштер қауіпті тербелістер туғызуы мүмкін. Тербелістер әсіресе тармақталған құбырларда, құбырлар бағытының күрт өзгерген жерлерінде байқалады.
Қауіпті бүлкілдеудің негізгі алдын алу тәсілдері болып табылатындар:
· ағынның тығынды - диспергирленген құрылымының пайда болуын болдырмайтын, газ-сұйық ағынының қозғалыс режимін ұстап тұру, бұл құбырларда жоғары деңгейде қысымды реттеуде мүмкін болады;
· құбырларды парафин шөгінділерінен, тұздардан және механикалық қоспалардан мезгіл-мезгіл тазартып тұрумен, олардың жоғарғы өткізгіштік мүмкіндігін ұстап тұру;
· айырғыш қондырғы алдында үлкен диаметрлі құбырдан “тыныштандырғыш” бөлімшелерді пайдалану.
· Ағынның айырғыш қондырғыға түскенге дейін газ-сұйық қоспасының қабаттасқан ағысын және құбырдан таңдау мүмкіндігін қамтамасыз ететін депулсаторларды және фазаны соңғы бөлгіштер қолданылады.
 |
| 10.2. Сурет. Газды алдын-ала бөліп алу құрылғысы (депульсатор). 1-жетектеуші коллекордың ақырғы бөлімшесі; 2-газ жинақтайтын коллектор; 3- газды алып кететін келте құбырлар; 4- бөлетін құбыр; 5-газ желісі; 6-газды газ айырғышқа жіберу; 7-жылжымалы зондтар; 8- суды лақтыру келте құбыры. |
Маңғышлақ түбегі кен орындарында 20-дан 120 м3/м3 дейін және одан жоғары газ факторында депульсаторлар сәтті қолданылуда. (10.2. Сурет.)
Депульсаторды қолдану айырғыштың өнімділігін 1,5-2 есе арттырады, бөлінетін газдың сапасын жақсартады және газдың бүлкілдеу қаупін жояды.
Бақылау сұрақтары:
1. Парафин шөгінділерімен күресу әдістерін атаңыз
2. Құбырларда тұздардың жиналу себебі және олармен күресу әдістері.
3. Құбырларда бүлкілдеуді қалай пайда болады, және оның құбырлардың жұмысына әсері қандай?
4. Құбырларды тоттанудан пассивті және активті қорғау деп нені түсінеміз ?
5. Құбырларды тоттанудан катодтық және протекторлық қорғаудың ерекшеліктері мен маңызы.
Дәріс. Құбырлардың сыртқы және ішкі коррозиясы. Коррозиядан қорғау әдістері. Коррозия ингибиторы. Құбырларды төсеу. Арматура және бақылау-өлшеу аспаптары.
Коррозия - кәсіпшілік құбырлардың жұмысының сенімділігі және қызмет ету мерзімі – көбінесе олардың сыртқы және ішкі ортамен әсерлесуінің нәтижесінде бірте –бірте өздігінен бұзылуынан қорғау дәрежесімен анықталады.
Коррозия жылдамдығы белгілі бір уақыт ағымында (сағат, жыл) 1м2 ауданға келетін бұзылған металдың грамдық санымен немесе коррозияның тереңге таралу шамасымен (мм/жыл) көрсетіледі.
Құбырдың коррозияға ұшырайтын ортасы коррозиялық немесе әрекетті орта деп аталады.
Кен орындарда құбырлар үш түрлі коррозияға ұшырайды: атмосфералық, топырақтық және ішкі.
Атмосфералық коррозия – бұл жердің жоғарғы бетінде төселген құбырлардың кәдімгі тоттануы және оны құбырдың бетіне лактар немесе майлы бояулар жағып жоюға болады.
Топырақтық коррозия - ең қауіптісі және күрес әдісі анағұрлым күрделі және қымбат.
Коррозия екпіні топырақтың химиялық құрамына, оның ылғалдығына, металдың химиялық құрамына және біртекті еместігіне тәуелді.
Ішкі коррозия –құбырлар қабырғаларының сілтілі немесе қышқыл сұйықтармен шектесуінен пайда болады.
Металл құбырдың ортамен әрекеттесу сипаты бойынша коррозия екі түрге бөлінеді: химиялық және электрохимиялық.
Химиялық коррозия деп – химиялық агрессивті агенттермен шектесу барысында металл бетінің толық бұзылу үрдісін айтады, бұл үрдісте металда электр тогының пайда болуы және өтуі болмайды.
Химиялық коррозияға мысал ретінде, металмен әсерлескенде оның бұзылуына әкелетін күкіртті мұнайды тасымалдау немесе сақтау кезіндегі құбырдың немесе резервуардың ішкі бетінің бұзылуын жатқызуға болады.
Электрохимиялық коррозия – бұл электр тогының пайда болуымен және өтуімен бірге жүретін металдың бұзылу үрдісі. Химиялық коррозиядан ерекшелігі электрохимиялық коррозияда метал бетінде тұтас емес, кейде үлкен тереңдікті қуыс және малюска қабыршағы немесе дақ тәрізді жергілікті зақымданулар пайда болады.
Электрохимиялық коррозияның мәні – электр тогының өтуімен бірге жүретін металдың қоршаған ортамен (топырақпен, сумен, тұзбен) әсерлесуі нәтижесінде металдың еруі.
Траншеяларда төселген құбырлар топырақта тұз және ылғал болғанда электролиттік ваннада тұрғандай болады. Бұл жағдайда құбыр металының біртекті емес бөліктері арасында анодтан (үлкен потенциалды металдан) катодқа ағатын электр тогы пайда болатын гальванобулар жасайды. Былайша айтқанда, анодтан (құбырлар) элетролитке (топырақ) оң зарядталған иондар түрінде металл бөліктері өтеді және құбырда терең жара пайда болады.
Электрокоррозия электрленген көлік релстерінен токтың шығуынан болатын адасқан токтардан пайда болуы мүмкін.
Айтылған коророзиялардан басқа мұнай-газды жинайтын құбырлар жүйесінде биокоррозия пайда болуы мүмкін, бұл микроағзалардың белсенді өмір сүру әрекетінен болады. Өмір сүру әрекеті оттегі жоқ жерде өтетін –анаэробты және өмір сүру әрекеті оттегі бар жерде өтетін –аэробты бактериялар ажыратылады. Табиғатта, әсіресе бұралқы суларда, мұнай ұңғымаларында және өнімді көлбеу қабатта тіршілік ететін сульфатты қайта қалпына келтіретін анаэробты бактериялар кеңінен таралған.
Олардың тіршілік ету нәтижесінде белсенді коррозиялық агент болып табылатын күкіртсутектер пайда болады.
Құбырлармен резервуарларды коррозиядан қорғау активті және пассивті болып бөлінеді.
Пассивті қорғау – құбыр бетін оқшаулайтын (изоляциялайтын) жабдықтармен оқшаулау, оқшаулау жабдықтары ретінде битумды жабындар және полиэтиленнен жасалған жабындар немесе поливинилхлоридті таспалар (ленталар) қолданылады. Битумды жабындар, металы жарқылдағанша тазартылған құрғақ құбыр бетіне қабат-қабатымен жағады, кейін құбырды гидрооқшаулағышпен жабады. Уақыт өтуімен битумды жабындар өзінің қорғаныс қасиетін жоғалтады.
Полимерлі жабындар битумды жабындармен салыстырғанда келесі артықшылықтарға ие: олар технологиялық және экономды жағудың еңбек сыйымдылығы 2-4 есе, ал материал сыйымдылығы 8-10 есе аз, битумдыға қарағанда; химиялық тұрақтылықпен сәйкес келуімен беріктік қасиеті жоғары болады.
Полимерлі жабындар жабысқақ таспа (лента) түрінде қолданылады, олар арнайы машиналармен грунтталған және алдын ала тазартылған құбырларға жағылады.
Грунтқа терең батырылған металл резервуарды бөлектеу жер асты құбырлары үшін қолданылатын принцип бойынша және сондай материалдарды қолданумен жүзеге асады. Құм негіздерде құрылатын металл резервурлар түбі сырт жағынан битумды жабындармен бөлектендіріледі және гидрофобты қабатқа қояды.
Құбырлардың барлық коррозияға қарсы жабындарына келесі талаптар қойылады: су өткізбейтіндігі, металмен байланысқан жерінің беріктігі, электр тоғынан жақсы қорғалуы (изоляциялануы), жеткілікті беріктігі, бағасының арзандығы.
Коррозиядан сыртқы қорғау құбырды пайдаланудың барлық периодында тиімді болып қалуы мүмкін емес, сондықтан бірнеше уақыттан (5-8 жыл), ал адасқан ток болған жағдайда 2-3 жылдан құбырдың катодты немесе протекторлы (активті) қорғанысын құру керек.
Катодты қорғау -құбыр бетінде теріс таңбалы потенциалды жасау, осының арқасында құбырда коррозиялық желінумен бірге жүретін электр тогының шығуының алды алынады. Осы мақсатта құбырға тұрақты ток көзінің теріс таңбасы, ал арнайы жүргізілген металды жерге қосылған –анодқа оң таңбасы қосылады. Анод, топырақ құбырдың зақымдалған (изоляциясы) бөлгіші арқылы ток өткенде және ток көзінің теріс қысқышына (ұстағышына) арнайы дренаж арқылы алғанда, құбырлар анодқа айналып коррозияға ұшырамайды, ал өзі де соған арналған анод бұзылады. Катодты қорғау стадиясы тұрақты ток көзінен немесе айнымалы токты тұрақты токқа айналдырғыштан, жалғастырылған желілер және бақылаушы және реттеуші аспаптардан тұрады. Анодты жерге қосу ретінде графиттелген және теміркремнийлі электродтар қолданылады.
Құбыр мен анод арақашықтығы 100-200 м болып қабылданады. Бір катодты қорғау станциясы 10-15 м-ге созылған құбырларға қызмет көрсетеді.
Протекторлы қорғау айнымалы ток көзі болмағандықтан катодты қорғау қолданбағанда құбырды және резервуарды қорғау үшін қолданылады. Бұл да катод принципіне негізделген, тек бір ерекшелігі қорғауға қажетті ток катодты станцияда емес, қорғалатын объектіден кіші электр потенциалды болып протектордың өзінде жасалады. Протектор ретінде алюминий, рафинделген мырыш және магний қолданылады. Протекторды жерге құбырмен параллель көміп және құбырмен бөлектенген өткізгіш арқылы қосады, негізгі мәнінде галваникалық элемент алынады. Құбырмен топырақ арасында потенциалдар айырмасы пайда болған жағдайда протектор бұзушы анодқа айналып кетеді, нәтижесінде құбыр коррозиядан қорғалады.
Протекторлы қорғаудың артықшылығы: катодты қорғау станциясын құрудың керек еместігі; үлгісінің қарапайымдылығы, пайдалану шығынының жоқтығы.
Кемшіліктеріне: түсті металды шығындаудың қажеттігі. Соған байланысты үлкен қаржылай шығындарды енгізуге болады.
Құбырларды ішкі коррозиядан (тоттанудан) қорғау үшін әр түрлі лактарды, эпоксидті шайырларды және ингибиторларды қолданады. Қазіргі уақытта коррозиялық ортамен және металл арасында тосқауыл жасауға қабілетті, коррозия ингибиторларын қолданудың болашағы зор екені даусыз. Оларды күкіртсутекті және көмірқышқылды коррозиялар кезінде, сондай-ақ, мұнай кәсіпшілік қондырғыларының ішкі коррозиялық бұзылуларының басқа да түрлерінде қолдану, техникалық және экономикалық тұрғыдан ақтайды. Пайдаланудың нақты жағдайлары үшін ингибиторларды дұрыс таңдай білу қажет, бұдан оның үнемділігі және тиімділігі айтарлықтай шамада тәуелді болатынына көңіл аудару керек.
Қазіргі уақытта, әр түрлі жағдайлар үшін тиімділігі жоғары ингибиторлар синтезделіп жасалып және кең ауқымда қолданылуда. Күкіртсутекті коррозияның алдын-алу үшін И-1-А, И-1-В, Север-1 ингибиторлары қолданылады; ағынды (сточный) сулардың әсерінен болатын коррозияға қарсы И-К-Б2 және И-К-Б4 ингибиторы; күкіртқышқыл газынан болатын коррозияға қарсы ИКСГ-1 ингибиторы қолданылады.
Ингибиторлардың тиімділігі - ингибиторсыз және ингибиторды қатыстыра отырып коррозия (тоттану) жылдамдығын өзгертуді сипаттайтын қорғау тиімділігінің шамасын көрсетеді. Қазіргі қолданылатын ингибиторлар тиімділігі орташа алғанда 92-98% –ды құрайды.