close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Исследование и решение проблемы стабильности свойств арматурных смазок для Газопромыслового оборудования в условиях агрессивных сред Астраханского газоконденсатного месторождения..pdf

код для вставкиСкачать
УДК 621.317.39.023
Беспалова Е.В.
Газопромысловое управление ООО «Газпром добыча Астрахань»
Email: ebespalova@astrakhandobycha.gazprom.ru, el0603@mail.ru
ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ СТАБИЛЬНОСТИ
СВОЙСТВ АРМАТУРНЫХ СМАЗОК ДЛЯ ГАЗОПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
АСТРАХАНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В результате проведенных исследований был сделан подбор многофункциональной арма4
турной смазки ТОМФЛОН НГ 220 ТУ 02544030412435252404, которая стабильна по составу и
свойствам при хранении и эксплуатации, обладает хорошими антифрикционными и антикорро4
зионными свойствами в условиях сероводородсодержащей среды АГКМ. Применение данной
смазки позволит снизить в два раза трудозатраты на проведение регламентных работ, также
сократить затраты на ремонт задвижек.
Ключевые слова: стабильность, антифрикционные и антикоррозионные свойства, серово4
дородсодержащая среда.
На протяжении всего периода эксплуатации
Астраханского газоконденсатного месторожде
ния (АГКМ) одна из острых проблем, с которой
сталкиваются специалисты Газопромыслового
управления ООО «Газпром добыча Астрахань»
(ГПУ) при эксплуатации и обслуживании запор
норегулирующей арматуры, является пробле
ма стабильности свойств арматурной смазки в
условиях сероводородсодержащей среды АГКМ.
Высокая концентрация сероводорода, диок
сида углерода, наличие пластовой воды в составе
пластового флюида совместно с высоким давле
нием и температурой пластовой смеси предъяв
ляют специфические требования к выбору арма
турной смазки. Среди эксплуатационных свойств
арматурной смазки в условиях АГКМ наиболее
важны стабильность по составу и свойствам, ан
тикоррозионные и антифрикционные свойства.
Пластичные смазки представляют собой
продукт, получаемый загущением минеральных
или синтетических масел (жидкостей) тверды
ми загустителями.
Используемая в настоящее время для смаз
ки фонтанных арматур смазка «Арматол 238»
имеет существенный недостаток – склонность,
условно назовем, к «закоксовыванию». То есть
в процессе эксплуатации пластичной смазки
«Арматол 238» происходит вымывание ее жид
кой составляющей – протекает процесс синере
зиса [1]. При этом внутри запорной арматуры
происходит увеличение нагрузки на шток
вплоть до поломки, возрастают объемы работ
при разборке, мойке, ремонте запорной арма
туры. При этом наиболее критическим являет
18
ВЕСТНИК ОГУ №16 (135)/декабрь`2011
ся отложение потерявшей пластичность смаз
ки под шибером в полости задвижки. Это при
водит к неполному закрытию задвижки и, как
следствие, эррозионному размыву корпуса и
внутренних деталей задвижки, результатом чего
является выход задвижки из эксплуатации или
возникновение аварийной ситуации.
Чтобы избежать негативных последствий
«закоксовывания» смазки, техническим регла
ментом предусмотрены работы по прокачке
смазкой фонтанных арматур ежеквартально
или после 10 открытийзакрытий задвижки.
В 2010 году парк задвижек фонтанной ар
матуры (ФА) составил:
– 2 1/16»API 10000psi, 5000psi, 3000psi –
1001 задвижка,
– 3 1/16» API 10000psi – 572 задвижки,
– 4 1/16»API 10000psi – 429 задвижек.
В течение года потребовалась прокачка смаз
ки в 8008 задвижках. Это требует больших объе
мов смазки и трудозатрат. Анализ отказов задви
жек ФА показывает, что с применением смазки
«Арматол 238», даже при ежеквартальном про
качивании смазкой задвижек, не удается избежать
«закоксовывания» смазки и, в итоге, заклинива
ния подвижных частей задвижек, ускоренного из
носа деталей, выхода из строя уплотнений.
Целью настоящей работы являлся подбор
многофункциональной арматурной смазки вза
мен «Арматол 238», которая была бы стабильна
по составу и свойствам при хранении и эксплуа
тации, обладала бы хорошими антифрикцион
ными и антикоррозионными свойствами в усло
виях сероводородсодержащей среды АГКМ.
Беспалова Е.В.
Исследование и решение проблемы стабильности
Для испытаний механоремонтной служ
бой ГПУ были предложены следующие смазки:
– клапанная смазка 501 (фирмапоставщик
RS CLARE & Co Ltd, предоставлена ф.
«ANSON»),
– смазочный материал CS 54 PTFE (фир
мапоставщик «Афер», Франция),
– ТОМФЛОН НГ 220 ТУ 0254030
7664396405 (ООО «Фторполимерные техно
логии», г. Томск).
Для получения комплексной сравнитель
ной оценки качества представленных смазок в
условиях АГКМ требовалось сопоставить ре
зультаты испытаний по основным функциям
смазочного действия для арматурных смазок,
применяемых на АГКМ: пластичности в среде
пластового флюида, низкой коксуемости, ан
тикоррозионным и антифрикционным свой
ствам. Сущность испытаний заключалась в оп
ределении:
– противоизносных и противозадирных
свойств по ГОСТ 949075 [2];
– консистенции (степени мягкости) смазок
по ГОСТ 534678 [3];
– антикоррозийных свойств методом SKF
Emcor, регламентированным стандартом ISO
11007 [4] и ГОСТ 9.08077 [5].
При оценке качества смазок необходимо
было учесть, что данные смазки относятся к раз
ным классам по консистенции и, соответствен
но, сравнение результатов испытаний по стан
дартным методикам не могло бы дать объектив
ной картины.
Второй фактор, который не учитывают
стандартные методики [6ч14], это поведение ис
пытываемых образцов арматурной смазки в ре
альных условиях АГКМ под влиянием серово
дородсодержащей среды, давления, температу
ры и скорости потока газожидкостной смеси. И,
наконец, третья проблема – все предложенные
смазки относятся по эксплуатационным свой
ствам к разным группам [15, 16]:
– уплотнительная смазка («Арматол 238»),
– защитная смазка (клапанная смазка 501),
– защитная/уплотнительная (ТОМФ
ЛОН НГ 220),
– защитная/антифрикционная (CS 54
PTFE).
Учитывая все вышеперечисленные факто
ры, испытания образцов представленных сма
зок проводились в 5 этапов:
1 этап. Испытания на стабильность при
хранении при климатическом воздействии в те
чение 12 месяцев согласно ISO 13678 (первое
издание 20001201) [5].
2 этап. Испытания на стенде опытного по
лигона ГПУ в течение 6 месяцев.
Испытательная среда:
– а – пластовый газ скважины №8э АГКМ;
– б – пластовый газ скважины №8э АГКМ +
конденсат.
Давление – 7,5МПа.
Температура испытаний – температура
окружающей среды.
3 этап. Испытания в задвижках ЕФ сква
жины №58 АГКМ с наработкой не менее 30 цик
лов срабатывания («открытие – закрытие»).
4 этап. Испытания на стенде опытного по
лигона ГПУ на антикоррозионные свойства
смазки.
Испытательная среда:
– а – пластовый газ скважины №8э АГКМ;
– б – среда «NACE» + пластовый газ сква
жины №8э АГКМ.
Давление – 7,5МПа.
Температура испытаний – температура
окружающей среды.
5 этап. Испытания на антифрикционные
свойства смазки.
Испытания и исследования представлен
ных смазок проводились в период с 24.12.2007г.
по 08.04.2009г. В общей сложности время испы
таний составило 13,5 месяцев.
Для сравнительной оценки качества сма
зок по результатам испытаний смазки Томф
лон НГ220, клапанная смазка 501, смазочный
материал CS 54 PTFE и смазка «Арматол238»
были оценены по 4х бальной шкале.
Результаты испытаний представлены в
таблице 1.
При сравнительной оценке результатов
испытаний, с учетом того факта, что данные
смазки относятся к разным классам по консис
тенции, отечественная смазка Томфлон НГ220
(ООО «Фторполимерные технологии»,
г. Томск) показала балл выше среднего среди
испытанных по основным функциям смазоч
ного действия для арматурных смазок, приме
няемых на АГКМ: пластичности в среде плас
тового флюида, низкой «коксуемости», анти
коррозионным и антифрикционным свойствам
в состоянии поставки.
ВЕСТНИК ОГУ №16 (135)/декабрь`2011
19
Технические науки
Таблица 1. Результаты стендовых и промысловых испытаний образцов смазок на Астраханском
газоконденсатном месторождении
1
2
3
Ñòàáèëüíîñòü â ñðåäå
ïëàñòîâîãî ôëþèäà
ÀÃÊÌ
(2 ýòàï), áàëë
Èñïûòàíèÿ çàäâèæêàõ
ÅÔ ñêâ. ¹58 ñ
íàðàáîòêîé 30 öèêëîâ
ñðàáàòûâàíèÿ
(3 ýòàï), áàëë
Àíòèêîððîçèîííûå
ñâîéñòâà
(4 ýòàï), áàëë
Àðìàòîë-238
Êëàïàííàÿ ñìàçêà 501
Ñìàçî÷íûé ìàòåðèàë CS 54 PTFE
Òîìôëîí ÍÃ220
Ñòàáèëüíîñòü ïðè
õðàíåíèè 12 ìåñ.
(1 ýòàï), áàëë
Ñìàçêà
Àíòèôðèêöèîí
íûå ñâîéñòâà
(5 ýòàï), áàëë
Íàèìåíîâàíèå èñïûòàíèÿ
a1
1
3
4
2
2
3
1
4
4
–
3
2
2
4
–
3
4
2
1
3
b2
c3
4
2
3
1
4
1
3
2
смазка в состоянии поставки (испытания проводились в зимний период);
смазка после выдержки под давлением пластового газа в течение 12 месяцев (испытания проводились в весенний период);
смазка после выдержки в конденсате под давлением пластового газа в течение 12 месяцев (испытания проводились в
весенний период).
По результатам проведенных стендовых и
промысловых испытаний на Астраханском га
зоконденсатном месторождении и согласно про
токола технического совещания ГПУ по приме
нению смазки ТОМФЛОН НГ 220 ТУ 0254
0301243525204 от 04.05.09 года было принято
решение о применении этой смазки взамен смаз
ки «Арматол 238», с целью сокращения объе
мов заказываемой смазки и количества регла
ментных прокачек с 4х до 2х раз в год.
Применение смазки ТОМФЛОН НГ 220
ТУ 02540301243525204 позволит снизить в
два раза трудозатраты на проведение регламен
тных работ, также снизятся затраты на ремонт
задвижек в результате отказов.
11.01.2011
Список литературы:
1. Туманян Б.П., Фукс И.Г. Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов: Сборник материалов, посвященный научной
деятельности проф. Г.И. Фукса. – М.:Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2001. – 96с.
2. ГОСТ 949075 Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик.
3. ГОСТ 534678 Смазки пластичные. Методы определения пенетрации пенетрометром с конусом.
4. ISO 11007 Нефтепродукты и смазки. Определение противокоррозионных характеристик консистентных смазок.
5. ГОСТ 9.08077 Смазки пластичные. Ускоренный метод определения коррозионного воздействия на металлы.
6. ISO 13678 (первое издание 20001201) Нефтяная и газовая промышленность – Оценка и испытание многокомпонент
ных смазок для резьбы для использования с обсадной трубой, НКТ и трубопроводной арматурой.
7. ГОСТ 2050275 Масла и присадки к ним. Методы определения коррозийности.
8. ГОСТ 603775. Смазки пластичные. Метод определения склонности к сползанию.
9. ГОСТ 2045775 Масла моторные. Метод оценки антиокислительных свойств на установке ИКМ.
10. ASTM STP 509А Р4 «Испытания для оценки моторных масел» (Testing for Evaluating Crankcase Oils).
11. CRC L38 (ASTM D 511999) «Испытания для оценки моторных масел».
12. СЕС L02A78 «Моторное испытание окисления масла и коррозии подшипников. Одноцилиндровый бензиновый
двигатель Petter W 1» (0/7 oxidation and hearing corrosion engine test. Petter W 1 single cylinder gasoline engine).
13. ГОСТ 1106377 Масла моторные с присадками. Метод определения стабильности по индукционному периоду осадко
образования.
14. ASTM D 500190A BallonCylinder Lubricity Evaluator (BOCLE).
15. Рудин М.Г., Драпкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика.Л.:Химия,1980.328с.,ил.
16. Справочник нефтепереработчика: Справочник/Справочник под редакцией Г.А. Ластовкина, Е.Д.Радченко и М.Г. Руди
на.Л.:Химия,1986.648с.,ил.
Сведения об авторе:
Беспалова Елена Владимировна, ведущий инженер научноисследовательской лаборатории новой
техники цеха научноисследовательских и производственных работ Газопромыслового управления
ООО «Газпром добыча Астрахань»
414000, г. Астрахань, ул. Ленина, 30, email: el0603@mail.ru
20
ВЕСТНИК ОГУ №16 (135)/декабрь`2011
Беспалова Е.В.
Исследование и решение проблемы стабильности
UDC 621.317.39.023
Bespalova E.V.
Еmail: el0603@mail.ru
VALVE GREASES STABILITY PROBLEM STUDY AND SOLUTION FOR GAS FIELD EQUIPMENT UNDER
THE CONDITIONS OF HOSTILE ENVIRONMENT OF ASTRAKHAN GAS CONDENSATE FIELD
Over the period of operation of the Astrakhan Gas condensate field (AGCF) on of the major concerns
encountered by the specialists of Gas Production Department during operation and maintenance of shutoff and
regulating valves, is the problem of stability of valve grease properties under the conditions of sour gas medium
of AGCF. Grease “Armatol 238” which is currently used for lubrication of Xmas trees, possesses considerable
drawback tendency, let’s call it for convenience, to cocking, which causes valves failures or emergency
situations. In the result of conducted tests and research a replacement for “Armatol 238” was found – multifunctional
valve grease TOMFLON NG 220 TU 02540301243525204 (Tomsk) which illustrated stability of composition
and properties during storage and operation, which possesses good antifriction and anticorrosion properties
under the conditions of H2Scontaining environment of AGCF. Usage of grease TOMFLON NG 220 TU 0254030
1243525204 will allow twofold reducing of manhours for carrying out preventing jobs, as well as reduce expenses
for valves repair in the result of failures.
Key words: stability, antifriction and anticorrosion properties, H2Scontaning environment (our medium).
Bibliography:
1. Tumanyan B.P., Fucks I.G. Colloidal chemistry of oil and petroleum products Collection of materials dedicated to the
scientific activity of professor Fucks I.G. – М. publishing house «Technica». JSC «TUMA GROUP», 2001. – 96p.
2. GOST 949075 Lubricating materials liquid and plastic. Method determination of tribological characteristics.
3. GOST 534678 Plastic greases. Methods for determination of penetration using cone penetrometer.
4. ISO 11007 Petroleum products and greases. Determination of anticorrosion properties of lubricating grease.
5. GOST 9.08077 Plastic greases. Accelerated method for determination of corrosion attack on metals.
6. ISO 13678 (1st edition 20001201) Oil and gas industry – Assessment and testing of multicomponent greases for
thread for usage with casing, tubing and pipeline valves.
7. GOST 2050275 Oils and additives for them. Methods of determination of corrosovity.
8. GOST 603775. Plastic greases. Method for determination of tendency for creeping.
9. GOST 2045775 Motor oils. Method of evaluation of anti antioxidant properties of oil.
10. ASTM STP 509А Р4 Testing for Evaluating Crankcase Oils.
11. CRC L38 (ASTM D 511999) «Testing for Evaluating Crankcase Oils”.
12. СЕС L02A78 «Motor testing of oil oxidation and bearing corrosion. Single cylinder gasoline engine Petter W 1» (0/7
oxidation and hearing corrosion engine test. Petter W 1 single cylinder gasoline engine).
13. GOST 1106377 Motor oils with additives. Method of determination of stability by induction period of precipitation
growth.
14. ASTM D 500190A BallonCylinder Lubricity Evaluator (BOCLE).
15. Rudin M.G. Drapkin A.E. Brief reference book of petroleum processor L.:Chemistry,1980. 328p.
16.Reference book of petroleum processor /Editor Radchenko E.D., Lastovkina G.A., Rudin M.G. Chemistry ,1986. 648p.
ВЕСТНИК ОГУ №16 (135)/декабрь`2011
21
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа