RU2499986C1

RU2499986C1 - Method of test for leakage of isolation valves of linear part of main oil pipeline in operation

Info

Publication number: RU2499986C1
Application number: RU2012114875/28A
Authority: RU
Inventors: Юрий Владимирович Дудников; Хасан Ахметзиевич Азметов; Игорь Юрьевич Дудников
Original assignee: Юрий Владимирович Дудников
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-11-27
Also published as: RU2012114875A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: during test for leakage of isolation valve of linear part of main oil pipeline, during which pressure is created in oil pipeline by lattice diagram, the highest pressure is created in the left and then in the right end sections, pressure differentials are made equal to static pressure subject to longitudinal profile of oil pipeline, and as a working agent for test pressure creation pumpage is used.

EFFECT: higher test accuracy.

6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к трубопроводному транспорту, позволяет определить герметичность перекрытия полости нефтепровода запорной арматурой. Известен способ определения герметичности запорной арматуры путем вычисления констант, характеризующих герметичность каждой арматуры [Азметов Х.А., Самойлов В.Б. К проверке исправности линейной арматуры магистральных нефтепродуктопроводов/ Труды Всесоюзного научно-исследовательского института по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов. - Уфа: ВНИИСПТнефть, 1972, с.78-82]. Способ сложный и недостаточно точный.The present invention relates to pipeline transport, allows you to determine the tightness of the overlap of the cavity of the pipeline shut-off valves. A known method for determining the tightness of valves by calculating the constants characterizing the tightness of each valve [Azmetov H.A., Samoilov VB On checking the serviceability of linear fittings of oil trunk pipelines / Proceedings of the All-Union Scientific Research Institute for the collection, preparation and transportation of oil and oil products. - Ufa: VNIISPTneft, 1972, p. 78-82]. The method is complex and not accurate enough.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ определения герметичности запорных арматур нефтепровода, включающий в образованной ступенчатой диаграмме давления, ограниченной запорными арматурами в положении закрыто, измерение граничных значений и времени изменения давления от верхней до нижней границы и объема рабочего агента при закачке в нефтепровод и повышении в нем давления от нижней до верхней границы в положении запорных арматур открыто. Объемы утечек запорных арматур определяют исходя из измеренных величин [Решение РОСПАТЕНТа о выдаче патента на изобретение по заявке №2010134554/06 (049028)]. Недостаток - не приспособлен к реальным условиям необходимости обеспечения герметичности запорной арматуры в аварийных условиях с разрывом трубы магистрального нефтепровода.The closest technical solution to the claimed one is a method for determining the tightness of shutoff valves of an oil pipeline, including in the formed step diagram of pressure limited by shutoff valves in the closed position, measuring boundary values and time of pressure change from the upper to the lower boundary and the volume of the working agent when injected into the pipeline and increase in it the pressure from the lower to the upper boundary in the position of the shutoff valves is open. The leakage volumes of stop valves are determined on the basis of the measured values [Decision of ROSPATENT on the grant of a patent for an invention according to application No. 201034554/06 (049028)]. The disadvantage is that it is not adapted to the real conditions of the need to ensure the tightness of valves in emergency conditions with a pipe rupture of the main oil pipeline.

Технический результат изобретения - определение герметичности запорной арматуры, соответствующее условиям ее функционирования при аварии с разрывом труб магистрального нефтепровода. Технический результат достигается тем, что при проведении испытаний с созданием давления в нефтепроводе по ступенчатой диаграмме наибольшее давление устанавливают в левой, затем в правой крайних секциях, перепады давления между соседними секциями устанавливают равными статическому, обусловленному продольным профилем нефтепровода, а в качестве рабочего агента испытания используют перекачиваемый по нефтепроводу продукт.The technical result of the invention is the determination of the tightness of valves, corresponding to the conditions of its operation in an accident with a rupture of pipes of the main oil pipeline. The technical result is achieved by the fact that when conducting tests with the creation of pressure in the oil pipeline in a stepwise diagram, the highest pressure is set in the left and then in the right extreme sections, the pressure drops between adjacent sections are set equal to the static due to the longitudinal profile of the pipeline, and use product pumped through the pipeline.

Разность давления между прилегающими секциями i и i+1 определяют из соотношенияThe pressure difference between adjacent sections i and i + 1 is determined from the ratio

Δр_i,i+1=γH_i, (1)Δр _{i, i + 1} = γH _i , (1)

где γ - объемный вес нефти; H_i - напор столба нефти, действующий на затвор i-й запорной арматуры в положении закрыто при аварии нефтепровода.where γ is the volumetric weight of the oil; H _i - the pressure of the oil column acting on the valve of the i-th stop valve in the closed position in the event of an oil pipeline accident.

Сущность способа заключается в следующем. В полости нефтепровода создают давление по ступенчатой диаграмме с наибольшим давлением р_в в левой крайней секции, обеспечивая разность давлений в местах установки запорных арматур в положении закрыто (фиг.1). Считается, что в процессе определения герметичности запорных арматур рабочий агент не вытекает из полсти нефтепровода в окружающую среду и сопрягаемые участки магистрального нефтепровода. Из-за перетока рабочего агента через неплотности затвора запорной арматуры происходит выравнивание давлений в секциях до р_н. Замеряют начальное и конечные давления, фиксируют время их достижения. Затем создают давление по ступенчатой диаграмме с наибольшим давлением р_в в правой крайней секции, обеспечивая разность давлений в местах установки арматур (фиг.2). После выравнивания давления в секциях до р_н замеряют начальное и конечные давления, фиксируют время их достижения.The essence of the method is as follows. In the cavity of the pipeline create pressure in a stepwise diagram with the highest pressure p _in the left extreme section, providing a pressure difference in the installation of valves in the closed position (figure 1). It is believed that in the process of determining the tightness of shut-off valves, the working agent does not leak from the half-pipe of the pipeline into the environment and the mating sections of the main pipeline. Due to the flow of the working agent via gate valves leakage occurs in the pressure equalization sections to p _n. Measure the initial and final pressure, record the time to reach them. Then create pressure in a step diagram with the highest pressure p _in the right extreme section, providing a pressure difference in the places of installation of the fittings (figure 2). After equalizing the pressure in the sections to r _n measure the initial and final pressure, record the time to reach them.

При давлении р_н и положении запорных арматур открыто в полость нефтепровода протяженностью L закачивают рабочий агент до достижения давления нефти p_вс одновременным измерением объема закачки.When the pressure p _n and the position of the shutoff valves, the working agent is pumped open into the cavity of a pipeline of length L until the oil pressure p _{in is} reached with the simultaneous measurement of the injection volume.

Принципы реализации способа следующий. В нефтепровод 1 (фиг.1, 3) в левую крайнюю секцию 2 при положении запорных арматур 3 открыто и запорной арматуре в положении закрыто, установленной на границе правой крайней секции 4, пунктом управления 5 подают команду на устройство подачи 6 рабочего агента, который через кран 7 с обратным клапаном осуществляет подачу рабочего агента. При достижении в i-й секции нефтепровода 1 давления р_i, измеряемого датчиком 8, блок управления подает команду на отключение устройства подачи рабочего агента. Затем запорное устройство переводится в положение закрыто. Измерение давления p_t датчиками производится в каждой секции. Таким образом, в нефтепроводе 1 создают давление по ступенчатой диаграмме с наибольшим давлением р_в в левой крайней секции. После завершения создания давления по ступенчатой диаграмме и закрытия всех запорных арматур фиксируют время t₁ и наибольшее давление в секции р_в нефтепровода 1. Из-за перетока рабочего агента через неплотности затворов закрытых запорных арматур происходит выравнивание давлений в секциях до р_н. Время выравнивания давлений t₂ и давление р_н фиксируют.The principles for implementing the method are as follows. In the oil pipeline 1 (Figs. 1, 3), in the left extreme section 2, with the position of the stop valves 3 open and the stop valves in the closed position, installed on the border of the right extreme section 4, the control point 5 sends a command to the feeder 6 of the working agent, which crane 7 with a check valve feeds the working agent. When the pressure p _i , measured by the sensor 8, is reached in the i-th section of the oil pipeline 1, the control unit gives a command to turn off the working agent supply device. Then the locking device is moved to the closed position. Pressure measurement p _t with sensors is made in each section. Thus, in the pipeline 1 create pressure in a stepwise diagram with the highest pressure p _in the left extreme section. After the creation of pressure in the step diagram and the closure of all shut-off valves, the time t ₁ and the highest pressure in section r are fixed _in oil pipeline 1. Due to the overflow of the working agent through the leaks of the valves of the closed shut-off valves, the pressures in the sections are equalized to r _n . The pressure equalization time t ₂ and pressure p _n are fixed.

Описанным выше порядком создают давление по ступенчатой диаграмме с наибольшим давлением р_в в правой крайней секции (фиг.2, 4), ограниченной запорными арматурами. После завершения создания давления по ступенчатой диаграмме и закрытия всех запорных арматур фиксируют время t₁ и наибольшее давление р_в нефтепровода 1. Из-за перетока рабочего агента через неплотности затвора закрытых запорных арматур происходит выравнивание давлений в секциях до р_н. Время выравнивания давлений t₂ и давление р_н фиксируют. Затем устройством подачи 5 при всех запорных арматурах в положении открыто в нефтепровод 1 подают рабочий агент с обеспечением повышения давления от р_н до р_в и измерением объема закачки рабочего агента V₃.The above-described order creates pressure in a stepwise diagram with the highest pressure p _in the right extreme section (Fig.2, 4), limited by shut-off valves. After the creation of pressure in the step diagram and the closure of all shut-off valves, the time t ₁ and the highest pressure p _{in the} oil pipeline 1 are fixed. Due to the overflow of the working agent through the leakage of the valve of the closed shut-off valves, the pressures in the sections up to r _n are equalized. The pressure equalization time t ₂ and pressure p _n are fixed. Then, the supply device 5 with all valves in the open position in the oil pipeline 1 serves the working agent with the provision of increasing pressure from r _n to p _in and measuring the injection volume of the working agent V ₃ .

1. Функциональным назначением запорной арматуры, установленной на линейной части магистрального нефтепровода (ЛЧ МН), является герметичное перекрытие полости нефтепровода в условиях аварий с разрывом стенки труб. При этом запорная арматура должна создавать герметичность затвора при статическом давлении, обусловленном продольным профилем нефтепровода. Иногда даже новые запорные арматуры, прошедшие стандартные испытания при более высоких значениях перепада давления, чем перепад давления, действующего на затворы арматур в аварийных ситуациях на ЛЧ МН, оказываются негерметичными [Э.М.Ясин, В.Л.Березин, К.Е.Ращепкин. Надежность магистральных нефтепроводов. - М.: Недра, 1972, 184 с.]. Таким образом, можно заключить, что герметичность запорных арматур зависит от перепада давления, действующего на затворы арматур. В связи с этим, необходимо испытание на герметичность запорной арматуры, установленной на ЛЧ МН, проводить при статическом давлении. Исходя из этого при испытании на герметичность запорных арматур созданием давления по ступенчатой диаграмме разность давлений между прилегающими секциями i и i+1 следует определить из соотношения1. The functional purpose of the shutoff valves installed on the linear part of the main oil pipeline (LF MN) is a tight shutoff of the cavity of the oil pipeline in the event of accidents with a rupture of the pipe wall. At the same time, the shut-off valves must create a tightness of the shutter at static pressure due to the longitudinal profile of the pipeline. Sometimes even new stop valves that have passed standard tests at higher pressure drop than the pressure drop acting on the valves of the valves in emergency situations at LF MN are leaky [E.M. Yasin, V.L. Berezin, K.E. Raschepkin. Reliability of oil trunk pipelines. - M .: Nedra, 1972, 184 p.]. Thus, we can conclude that the tightness of the shutoff valves depends on the pressure drop acting on the valves of the valves. In this regard, it is necessary to test the tightness of the valves installed on the LF MN, to carry out at static pressure. Based on this, when testing the tightness of shut-off valves by creating pressure in a stepwise diagram, the pressure difference between adjacent sections i and i + 1 should be determined from the relation

Δр_i,i+1=γH_i, (1)Δр _{i, i + 1} = γH _i , (1)

где γ - объемный вес нефти; H_i - напор столба нефти, действующий на затвор i-й запорной арматуры в положении закрыто при аварии нефтепровода.where γ is the volumetric weight of the oil; H _i - the pressure of the oil column acting on the valve of the i-th stop valve in the closed position in case of an oil pipeline accident.

Напор H_i определяется на основе анализа геодезических высотных отметок продольного профиля нефтепровода и запорных арматур, а также координат мест возможного повреждения нефтепровода. Рассмотрим фиг.5 и фиг.6, где представлен продольный профиль участка нефтепровода с размещенными на нем запорными арматурами А_i-1, А_i, и А_i+1. Высотная отметка запорной арматуры А_i-1, равная Z_i-1, больше высотной отметки А_i, равной Z_i. Между арматурами А_i и А_i+1 имеется перевальная точка 10 с высотной отметкой Z_м. Высотная отметка Z_м больше высотной отметки арматуры А_i+1. В соответствии с фиг.5, возможное место 11 разрыва трубы нефтепровода расположено между арматурами А_i-1 и А_i, а в соответствии с фиг.6 место 11 разрыва расположено между арматурой А_i и перевальной точкой 10. Высотные отметки указанных арматур А_i-1 и А_i и перевальной точки 10 позволяют определить напор H_i для запорной арматуры А_i.The head H _{i is} determined on the basis of the analysis of geodetic elevations of the longitudinal profile of the pipeline and shutoff valves, as well as the coordinates of the places of possible damage to the pipeline. Consider figure 5 and figure 6, which shows a longitudinal profile of a section of the pipeline with stop valves A _i-1 , A _i , and A _{i + 1} placed on it. The elevation of the stop valves A _i-1 equal to Z _i-1 is greater than the elevation of A _i equal to Z _i . Between the fittings A _i and A _{i + 1} there is a crossing point 10 with a height mark of Z _m . The elevation Z _{m is} greater than the elevation of the reinforcement A _{i + 1} . In accordance with figure 5, a possible place 11 of the gap pipe is located between the fittings A _i-1 and A _i, and in accordance with figure 6, the place 11 of the gap is located between the fittings A _i and the crossing point 10. The elevations of these fittings A _{i -1} and A _i and the crossover point 10 allow you to determine the pressure H _i for valves A _i .

Для участка нефтепровода 9 и при разрыве трубы между арматурами А_i-1 и А_i, представленного на фиг.5,For the section of the pipeline 9 and when the pipe ruptures between the fittings A _i-1 and A _i shown in figure 5,

H_i=Z_м-Z_i. (2)H _i = Z _m -Z _i . (2)

В случае разрыва трубы между арматурами А_i-1 и А_i In the event of a pipe rupture between fittings A _i-1 and A _i

H_i=Z_i-1-Z_i. (3)H _i = Z _i-1 -Z _i . (3)

2. Возможные разрывы труб в общем случае могут быть в любой точке магистрального нефтепровода. В связи с этим при разрыве труб движение нефти в нефтепроводе в месте разрыва в сечении установки арматур может быть справа налево, как показано на фиг.5 стрелкой 12, и слева направо, как показано на фиг.6. Возможны случаи, когда запорная арматура обеспечивает необходимую герметичность только в одном направлении движения жидкости. С целью проверки герметичности арматур во всех возможных случаях, способ испытания запорных арматур, установленных на линейной части магистрального нефтепровода, должен содержать приемы, обеспечивающие возможность истечения жидкости через неплотности затвора слева направо и справа налево.2. Possible pipe ruptures in the general case can be at any point of the main oil pipeline. In this regard, when the pipes rupture, the movement of oil in the oil pipeline at the rupture point in the cross-section of the installation of fittings can be from right to left, as shown in Fig. 5 by arrow 12, and from left to right, as shown in Fig. 6. There may be cases when shutoff valves provide the necessary tightness in only one direction of fluid movement. In order to check the tightness of valves in all possible cases, the method of testing shutoff valves installed on the linear part of the main oil pipeline should contain techniques that allow fluid to flow through the valve leaks from left to right and from right to left.

3. При определении герметичности запорных арматур образованием ступенчатой диаграммы давления объемы утечек, т.е. результаты испытания, зависят от свойства рабочего агента. Нефть, добываемая в разных месторождениях, существенно отличается по следующим свойствам, влияющим на результаты испытаний: плотность и вязкость. В связи с этим в качестве рабочего агента при испытании на герметичность запорных арматур следует использовать перекачиваемый по магистральному нефтепроводу продукт.3. When determining the tightness of shut-off valves by forming a stepwise pressure diagram, leakage volumes, i.e. test results depend on the properties of the working agent. Oil produced in different fields differs significantly in the following properties that affect the test results: density and viscosity. In this regard, the product pumped through the main oil pipeline should be used as a working agent in the leak test of stop valves.

Claims

The method of leak testing of shutoff valves of the linear part of an operating oil pipeline, characterized in that in the formed step diagram of the pressure its greatest value is set in the left, then in the right extreme sections, the pressure drops between adjacent sections are set equal to the static, due to the longitudinal profile of the pipeline, and in The pumped product is used as the working agent for creating the test pressure.