СП 411.1325800.2018 Действует

Трубопроводы магистральные и промысловые для нефти и газа. Испытания перед сдачей построенных объектов

Официальный источник:

Искать по тексту документа и следить за изменениями →

При использовании для заполнения трубопровода группы наполнительных агрегатов или компрессоров необходимо найденное время разделить на число этих агрегатов. Если трубопровод заполняется воздухом последовательно компрессорами низкого и высокого давления, то время заполнения следует определять раздельно для каждого приема, а затем полученные результаты суммировать.

При необходимости определения времени заполнения трубопровода агрегатами, производительность которых не указана в номограмме, по двум произвольно выбранным продолжительностям заполнения проводят наклонную линию, которая, естественно, пройдет параллельно ранее нанесенным (пунктирная линия Q=10000 м3/ч).

Б.2 Выбор типа и числа наполнительных агрегатов

Выбор наполнительных агрегатов следует осуществлять с использованием характеристик насосов в следующей последовательности:

- определить максимально возможные потери напора на участке трубопровода, подлежащем заполнению водой;

- установить скорость перемещения поршня по трубопроводу (расходом воды) в процессе заполнения полости водой;

- найти пересечение прямой, соответствующей заданному расходу воды, с характеристикой насоса;

- определить развиваемый насосом напор в точке пересечения прямой заданного расхода с характеристикой насоса;

- путем сравнения потери напора и напора наполнительного агрегата выбрать тип и число наполнительных агрегатов.

Потери напора на трение, отнесенные к 1 км трубопровода, в зависимости от его диаметра и расхода воды приведены в таблице Б.1. Характеристики наполнительных агрегатов приведены в соответствующих паспортах на указанное оборудование.

Таблица Б.1

Таблица Б.1Диаметр трубопровода Dу, мм | Потери напора, м, при расходе воды, м3/ч, равном | 100 | 300 | 500 | 1000 | 2000 1420 | 0,00029 | 0,0020 | 0,0050 | 0,0178 | 0,0616 1220 | 0,00051 | 0,0036 | 0,0091 | 0,0320 | 0,1110 1020 | 0,00148 | 0,0103 | 0,0255 | 0,0892 | 0,3315 820 | 0,00456 | 0,0318 | 0,0818 | 0,2754 | 0,9640 720 | 0,00613 | 0,0580 | 0,1516 | 0,5308 | 1,9718 530 | 0,02240 | 0,3118 | 0,7648 | 2,8556 | 11,423 325 | 0,3926 | 4,0100 | 10,491 | 39,347 | 157,39 219 | 0,48570 | 30,5441 | 83,36419 | 327,5012 | 1293,1524 159 | 15,4430 | 132,6729 | 363,1351 | 1430,7963 | 5661,6838

Пример 1 – Выбрать тип и число наполнительных агрегатов при заполнении водой трубопровода диаметром 1020 мм протяженностью 25 км с пропуском поршня-разделителя. Максимальный перепад высот по трассе составляет 140 м. Наполнительный агрегат установлен на расстоянии 120 м от испытуемого трубопровода и соединяется с ним трубопроводом диаметром 325 мм.

Для заданного технологического процесса оптимальная скорость заполнения составляет 1 км/ч, т.е. 785 м3/ч.Такая скорость обеспечивается при расходе воды в час, равном объему 1 км трубопровода.

Возможные максимальные потери давления при заполнении участка трубопровода:

м – на преодоление максимального перепада высот по трассе; 140 м – на преодоление максимального перепада высот по трассе;

м – на перемещение поршня; 5 м – на перемещение поршня;

3 м – на преодоление местных сопротивлений в обвязке наполнительного аграгата и в соединительном трубопроводе (по таблице Б.1 при Dy = 325 мм, Q = 785 м3/ч, L = 0,12 км);

2 м – на преодоление сил трения и перемещение загрязнений (по таблице Б.1 при Dy = 1020 мм, Q = 785 м3/ч, L = 25 км).

Суммарный необходимый напор составит:

H = 140 + 5 + 3 + 2 = 150 м.

Для этого примера можно рекомендовать использование двух параллельно включенных наполнительных агрегатов типа АН-501 (либо аналогичных по характеристикам), производительность каждого 480 м3/ч и напор 160 м.

Б.3 Выбор типа и числа компрессорных установок

Выбор типа и числа компрессорных установок следует осуществлять в следующей последовательности:

- определить максимально возможные потери напора (на трение, перепад высот, сопротивление перемещению поршня) на участке трубопровода;

- определить минимальное давление нагнетания компрессора;

- определить тип компрессора обеспечивающего рассчитанное минимальное давление нагнетания компрессора;

- определить необходимое число компрессорных установок.

Минимальное давление нагнетания компрессора вычисляют по формуле (Б.1).

.(Б.1)

Необходимое число компрессорных установок К вычисляют по формуле (Б.2).

(Б.2)

где – площадь внутренней поверхности полости трубопровода, м2;

– абсолютная температура воздуха (газа) соответственно в трубопроводе или ресивере, К;

– абсолютная температура воздуха или газа в нормальных условий, ;

– давление при нормальных условиях ( при ; ), МПа;

– коэффициент запаса, – для равнинной местности, – для пересеченной местности;

– плотность воды ( кг/м3), кг/м3;

– коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода, при удалении воды из предварительно очищенных (протягиванием или продувкой) участков газопровода; – при удалении воды из газопровода после его предварительной промывки;

– длина очищаемого участка, м;

– разность высотных отметок между концом очищаемого участка и поршнем при его: перемещении по газопроводу, проложенному по пересеченной местности, м. (При прохождении поршня через точки газопровода, расположенные по продольному профилю выше конца очищаемого участка, значение принимают отрицательным);

– минимальная скорость передвижения поршня-разделителя в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя;

– ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;

– сопротивление перемещению поршня-разделителя по трубопроводу в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя ( МПа);

– давление в конце участка, МПа.

При контрольном пропуске поршней-разделителей, перемещающихся по газопроводу под давлением воздуха, подаваемого в осушаемый участок непосредственно от передвижных компрессорных установок, используют те же компрессорные установки, что и при предварительном удалении воды после гидравлических испытаний.

Необходимое число передвижных компрессорных установок для контрольного пропуска поршней-разделителей вычисляют по формуле (Б.3)

(Б.3)

– для трубопроводов, проложенных по равнинной местности;

– для трубопроводов, проложенных по пересеченной местности;

– оптимальная скорость передвижения поршня-разделителя в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя;

– производительность одного компрессора, м3/с.

Величина может принимать следующие значения:

где – газовая постоянная.

Пример 1 – Определить тип и число компрессорных установок для удаления воды из трубопровода диаметром 720 мм протяженностью 25 км с пропуском поршня-разделителя с температурой воздуха 298 по равнинной местности (перепад высот 30 м). Потери напора на трение 0,02 МПа, потери перепада высот 0,3 МПа, сопротивление перемещению поршня-разделителя по трубопроводу 0,05 МПа, давление в конце участка 0,1 МПа (открытый участок).

Определяем минимальное давление нагнетания компрессора:

По минимальному давлению нагнетания определяем тип компрессора. Возьмем компрессор типа ДК-9 (либо другой с аналогичными характеристиками) с давлением нагнетания 0,6 МПа с производительностью 0,167 м3/с.

Необходимое число компрессорных установок

Необходимое число компрессорных установок для контрольного пропуска поршней-разделителей

Приложение В

Порядок проведения испытаний, применяемые технические средства, графики изменения давлений в трубопроводе и принципиальные схемы испытаний

Порядок проведения испытаний и применяемые технические средства по очистке полости и испытаниям трубопроводов (участков) приведены в таблицах В.1 и В.2.

Таблица В.1 – Последовательность выполнения работ и технические средства по очистке полости и испытаниям трубопроводов (участков) с применением гидравлического метода

Таблица В.1Последовательность выполнения работ | Технические средства Защита полости трубопровода от загрязнений | Инвентарные заглушки, водозаборные фильтры, сетки, котлованы Предварительная очистка полости в процессе сварочно-монтажных работ | Очистное устройство, смонтированное на внутреннем центраторе. Емкость для сбора загрязнений Предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры трубопровода | Опрессовочные агрегаты. Манометры Промывка трубопровода и сбор загрязнений в конце очищаемого участка | Наполнительные агрегаты. Поршни-разделители. Камеры пуска-приема поршней и загрязнений. Прибор поиска поршней. Манометры. Резервуар с системой очистки загрязненных вод Контроль проходного сечения трубопровода | Поршень-калибр. Прибор поиска поршней Испытание трубопровода с применением воды | Комплекс наполнительных и опрессовочных агрегатов. Приборы поиска утечек. Манометры. Термометры Удаление воды после гидравлического испытания трубопровода с последующей очисткой и регулируемым возвратом в окружающую среду. Рекультивация | Поршни-разделители. Прибор поиска поршней. Манометры. Резервуар с системой очистки загрязненных вод Осушка полости | Поршни-разделители. Резервуары сбора метанола

Таблица В.2 – Последовательность выполнения работ и технические средства по очистке полости и испытаниям трубопроводов (участков) с применением пневматического метода

Таблица В.2Последовательность выполнения работ | Технические средства Защита полости трубопровода от загрязнений | Инвентарные заглушки, воздухозаборные фильтры, сетки, котлованы Предварительная очистка полости в процессе сварочно-монтажных работ | Очистное устройство, смонтированное на внутреннем центраторе. Емкость для сбора загрязнений Предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры трубопровода | Опрессовочные агрегаты. Манометры Продувка трубопровода с пропуском поршня и сбор загрязнений в конце очищаемого участка | Высокопроизводительные компрессорные установки. Поршни для очистки полости. Камеры пуска-приема поршней и загрязнений. Прибор поиска поршней. Манометры Контроль проходного сечения трубопровода | Поршень-калибр. Прибор поиска поршней Испытание трубопровода с применением воздуха | Высокопроизводительные компрессорные установки. Прибор поиска утечек. Манометры. Термометры

Графики изменения давления в трубопроводах при гидравлических испытаниях приведены на рисунках В.1 и В.2.

а – в нижней точке трубопровода; б – в верхней точке трубопровода;

1 – заполнение трубопровода водой и подъем давления с помощью наполнительных агрегатов; 2 – подъем давления до испытательного при помощи опрессовочных агрегатов; 3 – испытания на прочность; 4 – снижение давления; 5 – проверка на герметичность

Рисунок В.1 – График изменения давления в газопроводе при гидравлических испытаниях

а – в нижней точке трубопровода; б – в верхней точке трубопровода;

1 – заполнение трубопровода водой и подъем давления при помощи наполнительных агрегатов; 2 – подъем давления до испытательного при помощи опрессовочных агрегатов; 3 – испытание на прочность; 4 – снижение давления; 5 –проверка на герметичность

Рисунок В.2 – График изменения давления в нефтепроводе и продуктопроводе при гидравлических испытаниях

Принципиальная схема испытаний участка трубопровода методом стресс-теста приведена на рисунке В.3

1 – испытуемый трубопровод; 2 – наполнительный агрегат; 3 – насос низкого давления; 4 – всасывающий патрубок; 5 – резервуар для очистки воды;

6 – опрессовочный агрегат; 7 – шлейф от ресивера; 8 – очистной и разделительный поршни; 9 – стопор; 10 – свеча для выпуска воздуха; 11 – сливной (перепускной) трубопровод; 12 – блок измерения расхода воды (высокоточный сенсор расхода, датчик температуры, преобразователь сигналов); 13 – блок измерения давления (высокоточный датчик давления, датчик температуры); 14 – контрольный датчик давления и датчик температуры; 15 – кабельные линии; 16 – блок обработки результатов измерений (контроллер, компьютер)

Рисунок В.3 – Принципиальная схема испытаний участка трубопровода повышенным давлением (метод стресс-теста)

Графики изменения давлений в трубопроводе при проведении испытаний методом стресс-теста, пневматическим, комбинированным и гидравлическим методом приведены на рисунках В.4 – В. 6.

а – в нижней точке участка; б – в верхней точке участка;

1 – заполнение трубопровода водой; 2 – подъем давления со скоростью 0,01–0,02 Рисп в минуту; 3 – испытания на прочность; 4 – снижение давления; 5 – проверка на герметичность; σ0,2 – нормативный предел текучести трубной стали; н – номинальная толщина стенки трубы с учетом отрицательного допуска; Dвн – внутренний диаметр трубы; Рисп – максимальное давление испытаний; Рмин – минимальное давление испытаний

Рисунок В.4 – График изменения давления в трубопроводе при испытаниях участка повышенным давлением (метод стресс-теста)

1 – подъем давления; 2 – осмотр трубопровода; 3 – испытания на прочность; 4 – сброс давления; 5 – проверка на герметичность

(Pосм – давление, при котором производится осмотр трассы)

Рисунок В.5 – График изменения давления в трубопроводе при пневматических испытаниях

1 – подъем давления от 0 до 0,3 Pисп ≤ 2 МПа; 2 – осмотр трубопровода; 3, 4 – подъем давления до испытательного (г – газ; в – вода); 5 – испытания на прочность (в нижней точке Pисп = Pσ0,2; в верхней точке Pисп = 1,1 Pраб); 6 – снижение давления; 7 – проверка на герметичность

Рисунок В.6 – График изменения давления в трубопроводе при комбинированных испытаниях

Принципиальные схемы гидравлических испытаний приведены на рисунках В.7 – В.10.

1 – трубопровод; 2 – поршень; 3 – агрегат наполнительный (опрессовочный); 4 – источник воды; 5 – резервуар-отстойник; 6 – запорная арматура; 7 – манометр; 8 – термометр

Рисунок В.7 – Принципиальная схема гидравлических испытаний трубопровода при отрицательных температурах

а – заполнение, подъем давления, испытания; б – очистка полости и удаление воды с пропуском поршня под давлением газа;

1 – трубопровод; 2 – поршень; 3,4,5 – краны подачи газа; 6,7 – краны подачи воды; 8,9 – краны слива воды; 10 – заглушка; 11 – наполнительный агрегат; 12 – опрессовочный агрегат

Рисунок В.8 – Принципиальная схема гидравлических испытаний подземного трубопровода без теплоизоляции

а – заполнение, подъем давления, испытания; б – удаление воды с пропуском поршня под давлением газа;

1 – трубопровод; 2 – компенсатор; 3 – поршень; 4 – заглушка; 5 – наполнительно- опрессовочная станция; 6 – емкость горячей воды; 7,8,9 – краны подачи воды;

10,11 – краны слива воды; 12,13,14 – краны подачи газа

Рисунок В.9 – Принципиальная схема гидравлических испытаний надземного трубопровода подогретой водой

1 – крановый узел запорной арматуры; 2 – патрубок с заглушкой; 3 – сливной патрубок с краном; 4 – воздухоспускной патрубок с краном; 5 – манометр; 6 – свеча с заглушкой;

– шлейф с арматурой; 8 – опрессовочный агрегат; 9 – передвижная емкость с водой 7 – шлейф с арматурой; 8 – опрессовочный агрегат; 9 – передвижная емкость с водой

Рисунок В.10 – Принципиальная схема предварительных гидравлических испытаний кранового узла запорной арматуры

Принципиальная схема слива воды из трубопровода после промывки и испытаний приведена на рисунке В.11.

1 – трубопровод; 2 – промывочный патрубок; 3 – пригрузы; 4 – водоразделительная стенка из железобетонных блоков; 5 – резервуар-отстойник; 6 – сливная труба

Рисунок В.11 – Принципиальная схема слива воды из трубопровода после промывки и испытаний

Библиография

Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

Федеральный закон от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»

Федеральный закон от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ «Водный кодекс Российской Федерации»

Постановление Правительства Российской Федерации от 12 марта 2008 г.№ 165 «О подготовке и заключении договора водопользования»

Постановление Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2006 г. № 844 «О порядке подготовки и принятия решения о предоставлении водного объекта в пользование»

Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности. Утверждены приказом Ростехнадзора Российской Федерации от 12 марта 2013 г. №101

Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 6 ноября 2013 г. №520 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов» (Зарегистрирован в Министерстве юстиции Российской Федерации 16 декабря 2013 г. № 30605)

Приказ Минтруда Российской Федерации от 1 июня 2015 г № 336н «Об утверждении «Правил по охране труда в строительстве» (Зарегистрирован в Министерстве юстиции Российской Федерации 13 августа 2015 г. № 38511)

ВСН 005-88 Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация

ВН 39-1.9-004-98 Инструкция по проведению гидравлических испытаний трубопроводов повышенным давлением (методом стресс-теста)

Инструкция по технике безопасности при производстве, хранении и транспортировании (перевозке) и использовании одоранта. Утверждена приказом ОАО «Газпром» от 29 марта 1999 г.

УДК ОКС 75.200 Ключевые слова: магистральный трубопровод, промысловый трубопровод, очистка полости трубопровода, испытания на прочность, проверка на герметичность, осушка полости трубопроводов, внутритрубное техническое диагностирование

0349S10-06098

Руководитель организации-разработчика

АО ВНИИСТ

Наименование организации

Генеральный директор О.О. Морозов