Введение к работе
Актуальность работы
Защиту подземных трубопроводов от грунтовой коррозии осуществляют комплексным методом, включающим нанесение на наружную поверхность трубопровода антикоррозионного покрытия и электрохимическую защиту, которая должна обеспечивать в течение всего срока эксплуатации непрерывную по времени катодную поляризацию трубопровода на всем его протяжении.
Для повышения эффективности электрохимической защиты трубопроводы разделяют на области защиты, границы которых определяются установкой электроизолирующих соединений (ЭИС), электрически разъединяющих один участок трубопровода от другого, что позволяет значительно снижать потери защитного тока. Электроизолирующие соединения используются также для электрического разъединения трубопровода и обсадной колонны скважины, трубопровода и системы подземных сооружений на промышленных площадках.
Электроизолирующие соединения кроме выполнения основной функции, должны обеспечивать сохранение механической прочности и герметичности места соединения. Существенным недостатком большинства известных конструкций электроизолирующих соединений является внутренняя коррозия участков трубопровода, незащищенных электрохимической защитой. Для защиты трубопроводов от внутренней коррозии используют электроизолирующие соединения с внутренними протекторами.
Основными эксплуатационными характеристиками работы электроизолирующих соединений являются внутреннее сопротивление и ток утечки, величина которых зависит от параметров системы, в которую они включены. Однако вопросам разработки и оценки эксплуатационных характеристик ЭИС с учетом коррозионных проблем, а также экспериментальным и расчетным методам их определения уделяется мало внимания.
Представленная диссертационная работа выполнена в рамках заказ-наряда № 08.2957.08 ОАО «Татнефть» «Проведение исследований эффективности электроизолирующих соединений. Разработка ТУ и разработка руководства по эксплуатации ИФС», а также в рамках договора с ООО «Центр МПТ» № 07501/8/1546 «Выявление причин ускоренного выхода из строя ЭИС при эксплуатации».
Цель работы: анализ конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений, разработка методик лабораторных и стендовых испытаний, установление связи между конструктивными особенностями и эксплуатационными характеристиками электроизолирующих соединений и формулирование рекомендаций по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.
Основные задачи исследования:
-
Аналитический обзор конструкций электроизолирующих соединений и методов определения их эксплуатационных характеристик.
-
Изучение и анализ опыта эксплуатации систем протекторной защиты с электроизолирующими соединениями.
-
Разработка лабораторной методики исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.
-
Выбор и обоснование характеристик эффективности работы электроизолирующих соединений в системах протекторной защиты.
-
Исследование в лабораторных условиях эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.
-
Разработка, изготовление промыслового стенда и оценка эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.
7. Формулирование рекомендаций по совершенствованию конструкций
электроизолирующих соединений.
Научная новизна работы
Обоснована система количественных оценок эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений и предложены алгоритмы их определения.
Практическая значимость работы
Разработаны алгоритмы определения системы коэффициентов характеризующих работу ЭИС в лабораторных условиях и условиях промыслового стенда.
Сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.
На защиту выносятся:
результаты анализа конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений, на которых базируется разработка лабораторных и стендовых испытаний электроизолирующих соединений;
результаты статистического анализа отказов ЭИС по причине внутренней коррозии в системах протекторной защиты в ОАО «Татнефть»;
методика и результаты исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в лабораторных условиях;
методика и результаты оценки эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в условиях промыслового стенда;
рекомендации по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.
Достоверность результатов базируется на использовании современных электрохимических методов исследования и привлечения для трактовки результатов последних достижений в области теории коррозионных процессов.
Личный вклад автора. Автором лично получены, обработаны и систематизированы экспериментальные данные, приведенные в данной работе. Постановка задач исследования осуществлялась совместно с научным руководителем.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Инновационные технологии в промышленности Уральского региона» (Екатеринбург, 2008г.), на молодежной научно-практической конференции ОАО «Татнефть», посвященной 50-летию НГДУ «Джалильнефть» (Джалиль, 2009 г.); на ежегодных научных конференциях Казанского национального исследовательского технологического университета (2009 - 2011 гг.), на семинаре главных специалистов ОАО «Татнефть» на тему: «Организация повышения эффективности защиты НПО от коррозии» (Альметьевск, 2010 г.), на международной конференции, посвященной 110-летию со дня рождения чл.-кор. АН СССР Г.В. Акимова (Москва, 2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 21 печатная работа, 18 из которых указаны в автореферате, в том числе 11 статей, из которых
6 в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации материалов диссертации [4,5,14 - 17], 6 тезисов докладов, 2 патента, 1 учебное пособие, 1 монография.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, пяти глав экспериментально-теоретической части, выводов и списка литературы. Материал изложен на 137 страницах, включающих 91 рисунков, 22 таблицы, список литературы из 108 наименований.
