МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Р 145-73

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

ВНИИСТ

Для служебного пульзования Экз _

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ СООРУЖЕНИЙ ГАЗОВОГО ПРОМЫСЛА В СЕВЕРНЫХ УСЛОВИЯХ

Р 145-73

ЦНТИ ВНИИСТа Москва 1974

■Цр - диаметр шлейфа, м;

- толщина стенки трубы шлейфа, м;

R - переходное сопротивление шлейфов, Ом*м; ^пеРшс    /

пер_ш-    ^{0м    м}    ’    (25)

/

здесь R пвр_ш “ переходное сопротивление шлейфа, Gn*ic;

В_Шс- характеристическое сопротивление шлейфа, Ом;

Rперше Ом _;

где 2 характеристическое сопротивление скважины, им, с I*

%Ci ^    к персе    °^М

3.15. Определяем защитную силу тока системы "шлейф-скважина"    jfwc    f/    \ f / \i

fewest)* Zci    ^n/Chfdwi6un)j

^w_L^nea)chfd_lULе_Шсу^ж^_ар_ау^_Шсp_luj] ‘⁽²⁷⁾

3*16. Смещение разности потенциалов на забое скважины определяется из выражения:

Ушнь

(28)

3.17, Если Ц_ж >U_MC. для среднего шлейфа, то расчет ведется по следующим формулам:

9^Ь

V-

LUL Mt I

где Од. - необходимое смещение потенциала на устье скважины от дополнительного источника тока, В;

- сила тока дополнительного источника питания, А.

Если условие не выполняется, то расчет ведется в следующей последовательности.

12

коммуникаций группового пункта, разработана специальная программа расчета параметров защиты. Эта программа позволит на электронно-вычислительной машине ^инск-22 "определить все необходимые параметры защиты всех сооружений группового пункта в течение 3-5 мин#

Программа хранится в Вычислительном центре института "Юж-ШИгилрогаз" (г# Донецк, 66, ул# Челюскинцев, 151).

3.22.    При ориентировочных расчетах силу тока кустовой катодной" установки, в зависимости от радиуса защиты, определяют по графику (рис.2), который составлен для куста из 12 скважин. При количестве скважин больше или меньше 12 сила тока может быть определена из выражения;

1-J-»

^Jn~ IZ ^а * где Уп, - необходимая сила тока в кусте;

У - сила тока, определенная по графику (рис.2); п - количество скважин в кусте.

3.23.    Сила тока дополнительных источников для обеспечения дозащиты удаленных скважин изменяется в зависимости от длины шлейфа и радиуса защиты и определяется по графику (см. рис.2).

Примечание. График (см.рис.2) построен, исходя из максимального удаления скважины от группового пункта на расстояние до ч км.

3.24.    Параметры катодной защиты подземных сооружений Медвежьего газового промысла приведены в приложениях 2 и 2а

14

Рис.2* Зависимость защитной силы тока радиуса защиты 23-

1-сила тока кустовой УКЗ; 2-сила тока дополнительных УКЗ. 3-общая сила тока для защиты куста скважин; 4-зоне ГО^-нсго изменения силы тока

15

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОМЫСЛОВЫХ КОММУНИКАЦИИ И ОБСАДНЫХ КОЛОНН ПРИ КРЕСТООБРАЗНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ СКВАЖН

3.25.    Минимальную наложенную разность потенциалов на забое скважины определяют из выражения (3) с учетом выражения (I).

3.26.    Разность потенциалов в точке дренажа на объединенных шлейфах, имеющих перемычку в.точке дренажа, будет:

^^_M(ckcL_ci_cCflC(._ai(C_t./£ ~£№ot_cJ_c] Б, (37)

где    расстояние между точкой-дренажа и групповым пунк

том;

с - количество объединяемых перемычкой шлейфов в точке дренажа.

Расчет производят отдельно для каждого из объединенных

шлейфов. Б дальнейшем в расчет принимается максимальное

значение (I_Qt •

Примечание. Электрические параметры обсадных колонн скважин и шлейфов определяются по формулам (6)-(9), (14)-(17) И (20)-(26).

3.27.    Сила тока, необходимая для защиты систем шлейф-оква-жина (объединенных),составит;

у „    $d_c8_e    ch<luii((!wL~§)]    j

^Wci Zw_t[cf>d_ce_c chd_lUi(twr))* IftUcit -ShdL*i(tmL-tyj

где L - число аистем шлейф-скважина, объединенных б точке дренажа.

3.28.    Суммарный ток, необходимый для защиты систем шлейф-скважина ?

*<Грш_чЛ-    W

3.29.    Разность потенциалов на групповом пункте с учетом необъединенных шлейфов скважин (т.е.не имеющих точки дренажа):

16

3.34.    При Уо_тох^Мо -^выбрано правильно, при М_в ^ н еобходим о изм енить.

3.35.    Сида тока установки катодной защиты будет?

^С52)

3.36.    Выбор величины Ц производится на основе технико-экономических показателей различных вариантов.

Методически выбор f производится путем определения минимальной стоимости варианта.

3.37.    Общая годовая стоимость катодной защиты?

0_Мс - приведенные затраты на сооружение катодной станции и питающей линии, р)

~ he

единовременные затраты на сооружение катодной станции и питающей линии, р;

нормативный коэффициент эффективности, 1/год; приведенные затраты на сооружение анодного заземления, ps

где Сц - стоимость сооружения одного заземлителя, включая стоимость соединительного провода, р;

N - число заземлителей в анодном заземлении, шт; приведенные единовременные затраты на сооружение дренажной линии постоянного тока, р;

£п ⁼

где " стоимость дренажной анодной линии (от катодной станции до анодного заземления), р/м;

С_л - стоимость дренажной катодной линии (от точки др'ена-² жа до катодной станции), р/м; у - длина дренажной анодной линии, м; длина дренажной катодной линии, н; стоимость электроэнергии, р*

19

УДК 620. 197. 5(08)

В настоящих Рекомендациях освещены вопросы катодной защиты от коррозии подземных сооружений промыслов в северных условиях.

В них рассматриваются схемы и средства защиты промыслов, приведены методики расчета параметров защиты подземных сооружений промыслов при веерном и крестообразном расположении скважин.

Рекомендации разработаны на основании обобщения опыта электрохимической защиты промысловых сооружений в средней полосе и анализа условий применения защиты в условиях Севера.

Рекомендации разработаны канд.техн.наук Н.П.Глазовым, ст. инж. К.А.Овселян и главным специалистом ОКП-4 ЮжНйИгипрогааа Й.Д. Ягмуром.

Все замечания и предложения следует направлять по адресу: Москва, 105058, Окружной проезд, 19, ВНШСТ.

г

vWM^VlItJMiVUHU ^UUUMUWfi «МШП«| VB

^Япр⁼ % Т,+ %\'

удельное электрическое сопротивление материала проводов соответственно для анодной и катодной линии, Ом* мы²/м;

сечение проводов соответственно анодной и като; ной дренажной линий,

переходное сопротивление анодного заземления;

з ей лени я, Ом;

\    - коэффициент экранирования, кг/м* ,

У - количество заземлителя в анодном заземлении, шт; Сg - стоимость годового обслуживания, р/год.

$.38. Напряжение на выходе катодной станции-

Г* ?_т (*„'**)•

3,39. Мощность катодной станции*

W - г )_т

3.40.    Ввиду сложности вычислений рекомендуется использовать специальную программу расчета параметров катодной защиты сооружений при крестообразном расположении скважин в кусте. Программа, разработанная ЮжНШгипрогазом и ВНИИСТом, позволит получить решение задачи через 10-15 мин,

3.41,    При крестообразном расположении скважин целесооб

разно каждое направление защищать одной катодной установкой, при этом сила тока должна быть 20    30    А    (в    предположении,что

в каждом направлении имеется 3-6 скважин).

20

! Рекомендации по расчету и проекта-!

! рованшо катодной защиты от корро- !

ВНИИСТ ! зии сооружений газового промысла I Г 145-75 1 в северных; условиях    !

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1*1. Рекомендации распространяются на промысловые сооружения (обсадные колонны скважин , шлейфы, водоводы, метаноло-проводы, газопроводы сооружения группового пункта и пр.),расположенные в северных условиях.

1.2.    Б Рекомендациях рассматриваются вопросы катодной защиты внешней поверхности промысловых сооружений от подземной коррозии,

1.3.    Коррозионные разрушения подземных сооружений газовых промыслов совершенно недопустимы из-за тяжелых последствий потери герметичности обсадных колонн скважин, трубопроводов и

двугих сооружений, а также из-за больших технических трудностей, возникающих нр» ремонтных работах*

1.4.    Для защиты промысловых сооружений (шлейфов, газопроводов, водопроводов, метанолопроводов) применяется комплексная защита, включающая изоляцию внешней их поверхности покрытиями и катодную поляризацию (катодную защиту).

1.5.    Выбор типа изоляционных покрытий производится в соответствии с "Указаниями по защите от коррозии промысловых трубопроводов" [?J •

1.6.    Для защиты всех сооружений промысла от подземной коррозии применяется совместная катодная защита.

Под совместной катодной защитой понимается защита нескольких подземных металлических сооружений общими катодными установками или катодными установками,работа которых согласована.

Внесены ВНИИСТом !    Утверждены ВНИИСТом ! Срок введения с

лабораторией    !    7 декабря 1973 г. * I января 1975 г.

электрозащиты !    !    Срок действия до

!    !    I января 1978 г.

1.7.    Проект любого промысла должен содержать технические материалы по защите промысловых сооружений от подземной коррозии, Без режения этих вопросов проект не должен приниматься от проектной организации,

1.8.    Катодную защиту промысловых сооружений от подземной коррозии следует проектировать в соответствии с требованиями "Правил защиты подземных металлических сооружений от коррозии” СН 266-63, соответствующих разделов Строительных норм и правил, на основании материалов опытных данных, действующих инструкций [4.1] и настоящих Рекомендаций.

1.9.    Проектировать катодную защиту необходимо одновременно с проектированием промысла,

1.10.    Катодную защиту промысла рекомендуется вводить в эксплуатацию одновременно с вводом в эксплуатацию промысловых сооружений, а для действующих промыслов не позднее I года с момента окончания разработки проекта.

1.11.    При разработке проекта катодной защиты необходимо руководствоваться "Классификацией условий применения электрохимической защиты от коррозии в районах вечной мерзлоты" [3].

1.12.    Для проверки эффективности катодной защиты промысла после ввода в эксплуатацию электрозащитных устройств необходимо выполнить электрометрические работы, при которых следует руководствоваться "Инструкцией по определению коррозионного состояния и защищенности обсадных колонн скважин" [21.

1.13.    Электрометрические работы выполняет проектная организация, составившая проект катодной защиты, совместно с эксплуатирующей организацией. При необходимости разрабатывается дополнительный проект на основе выполненных измерений.

1Л4. Проектные организации осуществляют авторский надзор за проектом в процессе строительства, а также по завершению строительства и вводу в эксплуатацию средств катодной защиты путем электрометрических работ.

1*15, При проектировании катодной защиты промысла необходимо учитывать перспективы развития промысла, очередность монтажа и ввода в эксплуатации катодных установок с учетом реальных потребностей в период эксплуатации.

2 СХЕМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПРОМЫСЛОВ В СЕВЕРНЫХ УСЛОВИЯХ

2.1.    При выборе схемы защиты подземных сооружений промысла необходимо учитывать взаимное расположение, наличие источников питания, электрические параметры защищаемых сооружений и условия обеспечения надежной эксплуатации.

2.2.    При веерном расположении скважин все подземные сооружения группового пункта целесообразно защищать одной катодной установкой (кустовой), размещаемой на групповом пункте.

2.3.    Радиус защиты кустовой катодной установки определяется как средняя длина шлейфов, увеличенная на 300 м.

2.4.    Требуемую степень защиты удаленных скважин, длина шлейфа которых больше среднего радиуса защиты, необходимо осуществлять от установок катодной защиты кольцевого водопровода групповыми протекторными установками или катодными станциями.

2.5.    При крестообразном расположении скважин защита осуществляется по схеме, приведенной нц рис.1.

2.6.    Место расположения анодного заземления независимо от схемы защиты выбирается так, чтобы:

а)    удельное сопротивление грунта в месте установки было низким;

б)    расстояние от группового пункта было не менее 700 м;

в)    расстояние от шлейфов и других подземных металлических сооружений было не менее 200 м;

г)    вечномерзлые грунты отсутствовали.

2.7.    Устанавливать изолирующие фланцы на промысле для ограничения токов на близкорасположенных к групповому пункту скважинах, для облегчения регулирования защиты промысловых сооружений и магистральных трубопроводов не рекомендуется.

5

Рис.I. Схема размещения средств катодной защиты при крестообразном расположении скважин куста:

УКВ - установка катодной защиты: АЗ - анодное заземление;

ТД - тошса дренажа; 1-групповой пункт; 2-скважина; 3-шлейф

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ГАЗОВОГО ПРОМЫСЛА В СЕВЕРНЫХ УСЛОВИЯХ

3.1. Исходными данными для разработки проектного задания и проекта являются сведения о промысловых сооружениях» план для средних промыслов в масштабе 1:5000 и для крупных - 1:10000.

6

На план должны быть нанесены с соответствующими условными обозначениями все существующие, строящиеся и запроектированные на данный период наземные и подземные сооружения и коммуникации.

Кроме того, к исходным данным относятся сведения, характеризующие местность, грунты, а также сведения о подземных металлических сооружениях, геологический разрез места предполагаемой установки глубинных заземлений.

3.2.    Необходимо собрать данные о защитных мероприятиях

на существующих подземных сооружениях, о коррозионных разрушениях до защиты и после ее применения, составить схемы расположения средств электрохимической защиты на подземных сооружениях, определить силу тока в цепи каждой установки, а также эффективность установленной защиты и ее возможное влияние на незащищенные сооружения.

3.3.    Для проектирования средств защиты необходимо знать: количество скважин на промысле;

количество кустов скважин; количество скважин в кусте и их размещение; глубину и конструкцию скважин с указанием параметров цементирования;

диаметр и толщину стенки обсадных труб; геологический разрез скважин с данными интерпретации боковых электрических зондирований;

характеристику водоносных горизонтов.

3.4.    При проектировании катодной защиты определяют необходимые средства защиты на начальный период, а также на момент, предшествующий капитальному ремонту средств защиты. При этом учитывают старение изоляционного покрытия и увеличение сети подземных сооружений.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ И ОБСАДНЫХ КШОНН СКВАЖИН ПРИ ВЕЕРНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ СКВАЖИН

3.5. Необходимую степень защиты обсадных колонн скважин находят из выражения:

?