Глоба Роман Миколайович Оцінка впливу геологічного середовища на стійкість природно-техногенних трубопровідно-транспортних систем (на основі методів електрометрії)

Краткое описание

Глоба Роман Миколайович, геофізик з обробки даних товариства з обмеженою відповідальністю «Вікоіл ЛТД». Назва дисертації: «Оцінка впливу геологічного середовища на стійкість природно-техногенних трубопровідно-транспортних систем (на основі методів електрометрії)». Шифр та назва спеціальності 04.00.22 геофізика. Спецрада Д26.001.42 Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти та науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти та науки України
Кваліфікаційна наукова праця
на правах рукопису
ГЛОБА РОМАН МИКОЛАЙОВИЧ
УДК 550.374
ДИСЕРТАЦІЯ
ОЦІНКА ВПЛИВУ ГЕОЛОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА НА СТІЙКІСТЬ
ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННИХ ТРУБОПРОВІДНО-ТРАНСПОРТНИХ
СИСТЕМ (НА ОСНОВІ МЕТОДІВ ЕЛЕКТРОМЕТРІЇ)
04.00.22 – Геофізика
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело.
__________Р.М. Глоба
Науковий керівник:
Вижва Сергій Андрійович, доктор геологічних наук, професор
Київ-2020

ЗМІСТ
ВСТУП ................................................................................................................... 16
РОЗДІЛ 1 ВПЛИВ НЕБЕЗПЕЧНИХ ГЕОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ НА
ТЕХНІЧНИЙ СТАН ТРУБОПРОВІДНОЇ ТРАНПОРТНОЇ СИСТЕМИ
УКРАЇНИ ............................................................................................................... 20
1.1. Історія розвитку трубопровідного транспорту ........................................ 20
1.2. Трубопровідна транспортна система України ......................................... 21
1.3. Ураженість території ТТС України екзогенними геологічними
процесами............................................................................................................ 23
1.4. Корозійні втрати.......................................................................................... 25
1.5. Загальні закономірності корозії під дією ґрунтів .................................... 26
Висновки до розділу 1 ....................................................................................... 40
РОЗДІЛ 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ЕЛЕКТРОМЕТРИЧНИХ РОБІТ ПРИ
ДОСЛІДЖЕННІ ТРУБОПРОВІДНИХ ТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМ ............ 41
2.1. Катодний захист трубопроводів ................................................................ 41
2.2. Визначення корозійної активності ґрунту................................................ 44
2.3. Вертикальне електричне зондування........................................................ 49
2.4. Визначення параметрів анодного заземлення з використанням даних
методу вертикального електричного зондування........................................... 51
2.5. Метод поперечного «градієнта потенціалу»............................................ 54
2.6. Метод «виносного електрода»................................................................... 56
2.7. Електроди порівняння ................................................................................ 58
2.8. Електровимірювальні прилади .................................................................. 60
Висновки до розділу 2 ....................................................................................... 61
РОЗДІЛ 3 РЕЗУЛЬТАТИ ПРАКТИЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ КОМПЛЕКСУ
ЕЛЕКТРОМЕТРИЧНИХ МЕТОДІВ ПРИ ВИРІШЕННІ ІНЖЕНЕРНИХ
ЗАДАЧ НА ТРУБОПРОВІДНИХ ТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМАХ............... 63
3.1. Електрометричні дослідження на магістральному нафтопроводі
«Глинська – Кременчук» (0-106 км) ................................................................ 63
14
3.2. Електрометричні дослідження на магістральному нафтопроводі «Одеса
– Броди» (390-567 км)........................................................................................ 81
3.3. Електрометричні дослідження на магістральному нафтопроводі
«Кременчук – Херсон» (основна частина – 70-160 км; лупінг – 70-83 км;
загальна довжина – 103 км)............................................................................... 90
3.4. Розрахунок параметрів анодного заземлення для підвідного
газопроводу АГНКС «Кременчук – 2» .......................................................... 103
3.5. Розрахунок типу та матеріалу анодного заземлення для підземних
паливопроводів міжнародного аеропорту «Бориспіль» .............................. 104
Висновки до розділу 3 ........................................................................................ 114
ВИСНОВКИ......................................................................................................... 116
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ........................................................... 119
ДОДАТОК А........................................................................................................ 129

Список литературы

ВИСНОВКИ
1. Проведено аналіз впливу геологічного середовища на стан
трубопровідно-транспортної системи України. Найрозповсюдженішою
причиною аварій на підземних трубопроводах (≈50%) являється ґрунтова
корозія. Дослідження стану магістральних трубопроводів показали, що
інтенсивність корозії зовнішньої поверхні трубопроводів залежить від
фізичного стану і хімічного складу ґрунту на які суттєво впливає
температура, вологість, хімічні і мікробіологічні процеси. Найбільш істотно
на корозію трубопроводів впливає електропровідність ґрунтів.
2. Вперше запропонована методика знаходження місць пошкодження
ізоляційного покриття ‒ класифікація залежності аномальних значень
поперечного «градієнта потенціалу» відносно корозійної активності ґрунтів
(питомого електричного опору): у ґрунтах з високою корозійною активністю
(питомий електричний опір до 20 Ом·м) аномальні значення поперечного
«градієнта потенціалу» складатимуть менше -10 мВ; у ґрунтах з середньою
корозійною активністю (питомий електричний опір від 20 до 50 Ом·м)
аномальні значення поперечного «градієнта потенціалу» складатимуть
менше -30 мВ; у ґрунтах з низькою корозійною активністю (питомий
електричний опір від 50 Ом·м) аномальні значення поперечного «градієнта
потенціалу» складатимуть менше -60 мВ.
3. Розроблену методику впроваджено під час досліджень трьох
магістральних нафтопроводів ПАТ «Укртранснафта». Під час обробки та
інтерпретації обстеження виявлено 365 місць пошкоджень, зокрема на
МН «Глинська-Кременчук» (0-106 км, загальна довжина – 106 км) ‒ 242,
МН «Одеса-Броди» (390-567 км, загальна довжина – 177 км) ‒ 41,
МН «Кременчук-Херсон» (основна частина ‒ 70-160 км; лупінг ‒ 70-83 км;
загальна довжина ‒ 103 км) – 82. Для контролю електрометричних
вимірювань на нафтопроводах було проведено 14 шурфувань. В результаті
підтверджена залежність аномальних значень поперечного «градієнта
потенціалу» відносно питомого електричного опору навколотрубного
117
геологічного середовища. Наприклад при однакових значеннях поперечного
«градієнта потенціалу» (-46 мВ) на місцях, де відбувалося шурфування №1 та
№2 МН «Одеса-Броди» відмічається різний стан ізоляційного покриття. В
шурфі №1 ґрунти характеризуються середньою корозійною активністю за
питомим електричним опором, стан ізоляції трубопроводу – незадовільний. В
шурфі №2 ґрунти характеризуються низькою корозійною активністю за
питомим електричним опором, стан ізоляції трубопроводу – задовільний.
4. У рамках дослідження наведений вибір місця розташування анодних
заземлювачів за даними вертикального електричного зондування та описаний
вибір матеріалу електрода для анодного заземлення з урахуванням
геологічних та поверхневих умов. Наведені умови застосування глибинного
та підповерхневого типів анодних заземлень. Місце розташування анодного
заземлення визначається за значенням питомого електричного опору,
геоморфологічними та технологічними умовами. Для закладення анодного
заземлення вибираються горизонти з більшою електропровідністю. Поверхня
місця проведення робіт із встановлення анодного заземлення повинна носити
рівнинний характер. Тип анодного заземлення визначається за питомим
електричним опором та місцем розташування. Підповерхневий тип анодного
заземлення встановлюється на глибинах до 10 м. У зв’язку із частою
неможливістю встановлення на промислових майданчиках підповерхневого
типу заземлення використовують глибинний. У ґрунтах з питомим
електричним опором до 10 Ом·м (солончаки) – підповерхневий тип анодного
заземлення. У ґрунтах з питомим електричним опором від 10 до 100 Ом·м
(болота, глини, суглинки, супісок) – підповерхневий або глибинний типи
анодного заземлення. У ґрунтах з питомим електричним опором від 100 до
500 Ом·м (пісок) – глибинний тип анодного заземлення. Матеріал анодного
заземлення визначається за питомим електричним опором. У ґрунтах з
питомим електричним опором до 20 Ом·м – висококременистий чавун. У
ґрунтах з питомим електричним опором від 15 до 40 Ом·м ‒
висококременистий чавун в коксовій засипці або графіт, графітизовані і
118
графітомісткі матеріали. У ґрунтах з питомим електричним опором від 15 до
60 Ом·м ‒ графіт, графітизовані і графітомісткі матеріали в коксовій засипці.
У ґрунтах з питомим електричним опором до 10 Ом·м ‒ магнетит. У ґрунтах
з питомим електричним опором більше 60 Ом·м ‒ сталь низьковуглецева в
коксовій засипці.
5. В результаті інтерпретації методу вертикального електричного
зондування визначено місця розташування, тип та матеріал анодних
заземлень катодного захисту підвідного газопроводу автомобільної
газонаповнювальної компресорної станції «Кременчук-2» ДП «Укравтогаз»
та системи паливопроводів міжнародного аеропорту «Бориспіль».