Глоба Ярослав Миколайович Застосування електрометричних технологій для оцінки стану підземних комунікацій нафто-газової промисловості

Краткое описание

Глоба Ярослав Миколайович, заступник головного геофізика товариства з обмеженою відповідальністю «Ентерпрайз ЛТД». Назва дисертації: «Застосування електрометричних технологій для оцінки стану підземних комунікацій нафто-газової промисловості». 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 і науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Кваліфікаційна наукова праця
на правах рукопису
ГЛОБА ЯРОСЛАВ МИКОЛАЙОВИЧ
УДК 550.374+550.837
ДИСЕРТАЦІЯ
ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕТРИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ ОЦІНКИ
СТАНУ ПІДЗЕМНИХ КОМУНІКАЦІЙ НАФТО-ГАЗОВОЇ
ПРОМИСЛОВОСТІ
Спеціальність: 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
_____________ Я.М. Глоба
Науковий керівник: Рева Микола Васильович
кандидат фізико-математичних наук, доцент
КИЇВ – 2020

ЗМІСТ
ВСТУП........................................................................................................................ 16
РОЗДІЛ 1. ПРОЦЕСИ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ КОРОЗІЇ ТРУБОПРОВІДНОГО
ТРАНСПОРТУ........................................................................................................... 21
1.1. Механізм корозії.............................................................................................. 21
1.2. Коротка характеристика корозійних умов експлуатації трубопроводів... 24
1.2.1. Атмосферна корозія трубопроводів........................................................ 24
1.2.2. Рідинна корозія трубопроводів................................................................ 26
1.2.3. Підземна корозія трубопроводів ............................................................. 29
1.2.3.1. Ґрунт як корозійне середовище......................................................... 29
1.2.3.2. Особливості підземної корозії........................................................... 36
1.2.4. Мікробіологічна корозія трубопроводів................................................. 40
1.2.5. Корозія підземних сталевих споруд блукаючими струмами ............... 43
Висновки до розділу 1 ........................................................................................... 46
РОЗДІЛ 2. ЕЛЕКТРОМЕТРИЧНІ ОБСТЕЖЕННЯ ДІЮЧИХ МАГІСТРАЛЬНИХ
ТРУБОПРОВОДІВ.................................................................................................... 47
2.1. Завдання електрометричних обстежень ....................................................... 47
2.2. Вимірювання різниці потенціалів «труба-земля» в зоні ґрунтової
корозії ...................................................................................................................... 48
2.3. Метод винесення неполяризного електрода порівняння............................ 51
2.4 Спосіб градієнта ............................................................................................... 54
2.5 Способи пошуку глибини залягання і визначення проекції осі трубопроводу
на денну поверхню................................................................................................. 58
2.6 Вимірювання питомого електричного опору ґрунту ................................... 60
Висновки до розділу 2 ........................................................................................... 65
РОЗДІЛ 3. ЕЛЕКТРИЧНІ ПОЛЯ, СПРИЧИНЕНІ ВИТОКАМИ СТРУМУ З
ПОШКОДЖЕНЬ РІЗНИХ ТИПІВ........................................................................... 66
3.1. Електричне поле точкового пошкодження................................................... 66
3.2. Інтерпретація аномалій, спричинених витоками струму з точкових
пошкоджень ............................................................................................................ 73
14
3.2.1. Інтерпретація графіків розподілу потенціалу ........................................ 73
3.2.2. Інтерпретація аномалій поперечного градієнта..................................... 80
3.3. Електричне поле лінійного пошкодження ................................................... 84
3.4. Інтерпретація аномальних полів, спричинених лінійними витоками
струму...................................................................................................................... 92
3.4.1. Інтерпретація графіків розподілу потенціалу ........................................ 93
3.5. Електричне поле плоского поверхневого пошкодження............................ 98
3.5.1. Поле витоку струму з плоскої прямокутної поверхні........................... 98
3.5.2. Електричне поле дискового джерела витоку струму .......................... 107
3.5.2.1. Нормальне електричне поле дискового джерела .......................... 107
3.5.2.2. Електричне поле дискового джерела в присутності плоскої межі
поділу .............................................................................................................. 109
3.5.2.3. Поле дискового джерела з рівномірним розподілом зарядів ....... 112
3.5.2.4. Про вибір моделі джерела витоку струму дискового типу .......... 115
3.5.2.5. Інтерпретаційні можливості електричних полів джерел дискового
типу.................................................................................................................. 118
Висновки до розділу 3 ......................................................................................... 127
РОЗДІЛ 4. РЕЗУЛЬТАТИ ПРАКТИЧНОГО ОБСТЕЖЕННЯ СТАНУ
ЕЛЕКТРОХІМЗАХИСТУ ДІЛЯНКИ НАФТОПРОВОДУ «КРЕМЕНЧУКХЕРСОН» ................................................................................................................. 129
4.1 Загальна характеристика умов електрохімзахисту ділянки
трубопроводу........................................................................................................ 129
4.2. Загальна характеристика даних експериментальних вимірювань........... 132
4.3. Приклади практичної оцінки інтенсивності витоку струму із місць
пошкоджень .......................................................................................................... 141
Висновки до розділу 4 ......................................................................................... 147
ВИСНОВКИ............................................................................................................. 149
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ............................................................... 151
ДОДАТОК А............................................................................................................ 160

Список литературы

ВИСНОВКИ
За результатами проведених досліджень можна зробити наступні
висновки:
➢ Визначені умови застосування алгоритмів інтерпретації, які
ґрунтуються на теоретичній моделі поля точкового пошкодження, для
визначення глибин і сили струму витоків як для лінійного типу так і для
поверхневого типу пошкоджень.
➢ Досліджено вплив розмірів вимірювальної лінії MN та відповідність
атрибутів поперечного і поздовжнього градієнтів поля точкового витоку струму
їх теоретичним значенням, установлено, що при детальних обстеженнях крок
спостережень x повинен бути у межах 0,4-0,5h.
➢ Досліджена точність визначення глибини точки витоку струму від
відносної густоти точок виміру потенціалу поля.
➢ Розроблені дво- та триточкові системи інтерпретації аномального
розподілу потенціалу за умови довільної густоти точок спостережень.
➢ Розроблений оптимізаційний алгоритм інтерпретації аномального
розподілу потенціалу поля точкового витоку струму з використанням методу
найменших квадратів.
➢ Досліджена збіжність полів лінійного та точкового джерел витоку
струму в залежності від розмірів лінійного джерела.
➢ Розроблена методика інтерпретації аномального розподілу
потенціалу поля лінійного витоку струму за двоточковою схемою.
➢ Розвинена методика інтерпретації даних зйомки поперечного
градієнта способами параметрів m і q для реальних установок.
➢ Досліджена збіжність полів дискового та точкового джерел витоку
струму в залежності від відносних розмірів джерела струму.
➢ Розроблена система інтерпретації електричних полів джерел
дискового типу, що дозволяє визначати просторове положення, силу витоку
струму та розміри пошкоджень.
150
➢ Виконана інтерпретація двох аномалій поперечного градієнта,
результати якої свідчать, що застосування розроблених геофізичних методичних
схем деталізації аномалій та їх кількісна інтерпретація дають досить цінну
інформацію про стан захищеності підземних комунікацій, яка повинна
враховуватися під час прийняття інженерних рішень.