Обустройство и эксплуатация объектов сбора и подготовки нефти и газа

 
 
 
 
А. М. Насыров 
Н. Г. Трубицына 
Ю. В. Шляпников 
 
 
 
 
 
ОБУСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ 
ОБЪЕКТОВ СБОРА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ И ГАЗА 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
1 

УДК 622.276.5 
ББК 33.361 
Н32 
 
 
 
Рецензенты: 
д. т. н., профессор М. Д. Валеев; 
начальник НГДУ АО «Белкамнефть» им. А. А. Волкова Г. Г. Кузьмин 
 
 
 
 
 
 
Насыров, А. М. 
Н32  
Обустройство и эксплуатация объектов сбора и подготовки нефти и 
газа : учебное пособие / А. М. Насыров, Н. Г. Трубицына, Ю. В. Шляпников. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 344 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1370-1 
 
Изложены основные принципы и требования к проектированию, 
обустройству объектов сбора и подготовки нефти и газа, особенностям 
эксплуатации и обслуживания их в разных стадиях разработки месторождений. Приведена методика расчета и инженерной оценки параметров работы системы сбора, транспорта и подготовки нефти. В достаточном объеме изложено управление осложнениями технологического процесса и 
охрана окружающей среды. 
Для студентов нефтегазовых специальностей. Может быть полезно 
инженерно-техническим работникам нефтепромыслов. 
 
УДК 622.276.5 
ББК 33.361 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1370-1 
© Насыров А. М., Трубицына Н. Г., Шляпников Ю. В., 2023 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
2 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................ 6 
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 
............................................................................... 8 
СОКРАЩЕНИЯ 
....................................................................................................... 15 
1. УСЛОВИЯ РАБОТЫ НЕФТЕСБОРНОЙ СИСТЕМЫ 
.................................... 17 
2. НЕФТЬ И ЕЕ КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ 
................................................... 19 
2.1. Краткая характеристика компонентов ........................................................... 19 
2.2. Состав и свойства асфальтосмолистых парафиновых отложений  
(АСПО) ..................................................................................................................... 26 
2.3. Вязкость. Физическая сущность. Единицы измерения ................................ 29 
2.4. Зависимость вязкости нефти от температуры. 
.............................................. 33 
2.5. Зависимость вязкости нефти от содержания воды ....................................... 34 
2.6. Структурная вязкость нефти. Тиксотропные свойства нефтей. 
.................. 35 
3. СОСТАВ И ЭЛЕМЕНТЫ НЕФТЕСБОРНОЙ СИСТЕМЫ. 
............................ 40 
3.1. Общие сведения 
................................................................................................ 40 
3.2. Расположение объектов на кустах скважин .................................................. 41 
3.3. Эксплуатация и обслуживание ДНС .............................................................. 48 
4. УСТАНОВКИ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ 
......................................................... 100 
4.1. Основные действия и правила при эксплуатации  
и обслуживании УПН ........................................................................................... 106 
4.2. Предохранительные и защитные устройства .............................................. 107 
4.3. Приборы контроля и автоматики 
.................................................................. 110 
4.4. Работа в газоопасных местах ........................................................................ 110 
4.5. Факельные установки .................................................................................... 112 
4.6. Оборудование, емкости и аппараты ............................................................. 114 
4.7. Необходимые требования при эксплуатации .............................................. 120 
трубчатых печей и огневых подогревателей блочных установок 
.................... 120 
4.8. Внутриплощадочные технологические трубопроводы .............................. 122 
4.9. Резервуары ...................................................................................................... 124 
4.10. Насос 
.............................................................................................................. 131 
4.11. Подготовка сточных вод на УПН ............................................................... 136 
5. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ  
И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ СБОРА НЕФТИ И ГАЗА  
НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ........................................................... 147 
5.1. Объекты технологической цепочки добычи, сбора и подготовки нефти  
и закачки воды в пласт. Выполнение требований ООС при проектировании  
и эксплуатации трубопроводов и других объектов технологической  
цепочки добычи нефти 
.......................................................................................... 147 
3 

5.2. Классификация трубопроводов .................................................................... 150 
5.3. Требования к обеспечению качества сооружения систем сбора нефти,  
газа и систем поддержания пластового давления 
.............................................. 152 
5.4. Переходы трубопроводов через естественные и искусственные  
препятствия ............................................................................................................ 161 
5.5. Создание защитных (буферных) зон вокруг особо опасных  
трубопроводных систем 
........................................................................................ 165 
5.6. Требования к оснащению технологических систем сбора средствами 
контроля, регулирования, противоаварийной защиты 
...................................... 166 
5.7. Требования к оснащению промысловых трубопроводов средствами  
очистки ................................................................................................................... 167 
6. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ 
СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ .......................... 169 
6.1. Общие положения .......................................................................................... 169 
6.2. Подготовительные работы ............................................................................ 169 
6.3. Земляные работы. Разработка траншей ....................................................... 170 
6.4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы 
.................................... 170 
6.5. Противокоррозионная и тепловая изоляция 
................................................ 171 
6.6. Очистка полости и испытание промысловых трубопроводов 
................... 172 
6.7. Диагностика промысловых трубопроводов. Методы диагностики .......... 176 
6.8. Нормы отбраковки трубопроводов............................................................... 179 
6.9. Периодические испытания трубопроводов ................................................. 180 
6.10. Ремонтные работы на трубопроводах ........................................................ 180 
6.11. Консервация, демонтаж трубопроводов .................................................... 185 
6.12. Обслуживание и ревизия трубопроводной арматуры .............................. 187 
6.13. Защита от внешней и внутренней коррозии 
.............................................. 189 
6.14. Методы обследования и контроля сварных соединений ......................... 192 
6.15. Порядок учета, расследования и ликвидации отказов и повреждений 
трубопроводов ....................................................................................................... 192 
6.16. Расследование аварий .................................................................................. 193 
6.17. Совершенствование устьевого оборудования скважин в целях 
технологического мониторинга и безопасности обслуживания  
нефтесборной системы ......................................................................................... 195 
6.18. Механический индикатор подачи скважины ............................................ 198 
6.19. Требования к испытанию смонтированных трубопроводов  
перед сдачей их в эксплуатацию ......................................................................... 202 
6.20. Сдача-приемка смонтированных трубопроводов ..................................... 207 
6.21. Требования к эксплуатации трубопроводов 
.............................................. 208 
7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ................................... 217 
4 

8. НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫЕ ОБЪЕКТЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ 
АВТОМАТИЗАЦИИ 
............................................................................................. 225 
9. ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ СИСТЕМЫ  
СБОРА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ ..................................................................... 248 
9.1. Очистка АСПО в нефтепроводах .......................................................................  
9.2. Коррозия скважинного и промыслового оборудования.  
Методы и способы снижения интенсивности коррозии оборудования .......... 255 
9.3. Осложнения из-за образования солеотложений в процессе добычи 
обводненной нефти. Прогнозирование и удаление ........................................... 280 
10. ПРИЧИНЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДЫ НЕФТЕСБОРНЫМИ СЕТЯМИ  
И ТРУБОПРОВОДАМИ СТОЧНОЙ ВОДЫ И МЕРЫ ПО СНИЖЕНИЮ 
ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ................. 291 
10.1. Охрана природы при строительстве промысловых трубопроводов ....... 292 
10.2. Охрана окружающей среды при ремонте трубопроводов ....................... 301 
11. О ЗАЩИТЕ ГИДРОСФЕРЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ  
НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ НЕФТИ. ................................................................... 319 
11.1. Необходимость cтационарных заградительных гидротехнических 
сооружений для локализации возможных вредных выбросов на рельеф ....... 319 
11.2. Локализация и уборка замазученности. 
..................................................... 326 
11.3. Технические средства для уборки замазученности. ................................. 331 
11.4. Адаптация промысловой техники для уборки замазученности .............. 334 
11.5. Сбор нефти с поверхности воды и грунта с помощью сорбентов. ......... 336 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 338 
ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................................... 339 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 

ВВЕДЕНИЕ 
  
 В 70-х годах прошлого столетия произошла техническая революция в 
системах сбора и подготовки нефти и газа – переход из двухтрубной системы 
сбора в однотрубную герметизированную систему с использованием телеметрических принципов управления основными технологическими процессами. В 
однотрубной системе продукция скважин – жидкость и газ транспортируются 
до установок подготовки нефти (УПН) или ДНС под давлением скважинного 
насоса. Замер дебита скважин происходит в автоматизированных замерных 
установках (АГЗУ), в системе сбора происходит начальная стадия подготовки 
нефти путем подачи деэмульгатора в нефтесборные трубы. 
Переход к однотрубной системе привел к технологическому прогрессу и 
в экологической безопасности нефтедобывающих районах. 
Нефтесборная система – важнейшая часть технологической цепочки добычи нефти, от нормального функционирования которой зависят техникоэкономическая эффективность производства и уровень себестоимости тонны 
нефти. Безотказная работа нефтесборной системы обеспечивается квалифицированным проектированием, качественным строительством, высоким уровнем 
автоматизации производства и грамотной эксплуатацией объектов. Сложность 
эксплуатации объектов сбора и подготовки нефти связана с горно-геологическими условиями и свойствами добываемой нефти, уровнем интенсивного воздействия осложняющих факторов на технологические процессы. 
Организация управления нефтесборной системой включает почти все 
элементы управления производством, однако особое внимание требуется уделять диагностике целостности трубопроводов и других объектов, профилактике негативного влияния осложняющих факторов. Особо ответственным трубопроводам периодически целиком или частично проводится экспертиза промышленной безопасности, которая включает внутритрубную диагностику 
(профилеметрию, радиографическую, ультразвуковую дефектоскопию, акустико-резонансную диагностику), проверку системы электрохимзащиты, расчет ресурса работы трубопровода. На основе выполненных работ по диагностике собственник трубы разрабатывает и осуществляет мероприятия по 
устранению замечаний комиссии, после чего надзорная организация может 
продлевать разрешенный срок службы объекта (обычно на 3–5 лет). 
В крупных нефтяных компаниях организационно-технический уровень 
предприятий по добыче нефти оценивается также по качеству работы 
нефтесборной системы, в частности по частоте порывов на один км трубопро6 

вода, по влиянию нефтепроводов на экологию ландшафта. В свою очередь, 
высокий технический уровень эксплуатации предполагает и экономическую 
эффективность эксплуатации нефтесборной системы. 
Изложенный материал носит обзорный характер для первичного изучения и может быть использован в учебном процессе при обучении бакалавров 
по направлению подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 
 
В настоящей работе применены следующие термины с соответствующими определениями: 
Авария – это полная или частичная потеря работоспособности технической системы в результате разрушения элементов системы или воздействия 
осложняющих технологических, природно-климатических факторов, сопровождающаяся большими экономическими затратами, а также возможным значительным негативным воздействием на здоровье людей и на окружающую 
среду. 
 Аварийный запас – необходимый запас технологического оборудования 
и материалов, определенный в соответствии с установленными нормами, по 
номенклатуре и количеству достаточный для восстановления работоспособности оборудования и сооружений после аварий и инцидентов на объектах магистральных нефтепроводов или нефтепродуктопроводов и ликвидации их последствий. 
Авария (разгерметизация)на нефтепроводе [нефтепродуктопроводе] – 
опасное техногенное происшествие, повлекшее внезапный вылив или истечение нефти [нефтепродукта], сопровождаемое одним или несколькими из следующих событий: 
– воспламенение нефти [нефтепродуктов] или взрыв ее [их] паров; 
– загрязнение любого водотока, реки, озера, водохранилища или любого 
водоема сверх пределов, установленных стандартами на качество воды государств, входящих в Содружество Независимых Государств, вызвавшее изменение окраски поверхности воды или берегов, или приведшее к образованию 
эмульсии, находящейся ниже уровня воды, или к выпадению отложений на дно 
или берега; 
– образование утечки нефти [нефтепродукта]. 
Автоматизация производства – применение машин и информационных 
технологий с целью облегчения человеческого труда, повышения его производительности. 
Акционерное общество – производственное или хозяйственное общество, уставной капитал которого разделен на определенное число акций: 
– Закрытое акционерное общество распространяет свои акции в форме закрытой подписки по решению учредителей.  
– Открытое акционерное общество распространяет свои акции посредством открытой продажи. 
Амортизация – исчисленный в денежном выражении износ основных 
средств в процессе их применения, использования. Инструментом возмещения 
8 

износа основных фондов являются амортизационные отчисления в виде денег, 
направляемых на ремонт или изготовление новых основных средств. Сумма 
амортизационных отчислений включается в издержки производства (себестоимость) продукции и тем самым переходит в цену. 
Ввод в эксплуатацию – событие, фиксирующее готовность объекта к использованию по назначению, после строительно-монтажных работ, пусконаладочных работ или реконструкции, документально оформленное в установленном порядке. 
Визуальный контроль – вид неразрушающего контроля, при котором первичная информация воспринимается органами зрения непосредственно или с использованием оптических приборов, не являющихся контрольно-измерительными. 
Внутритрубное диагностирование – вид технического диагностирования с использованием внутритрубных инспекционных приборов, обеспечивающих получение информации об особенностях трубопровода, наличии, характера и местоположения дефектов основного металла и сварных швов труб. 
Внутритрубный инспекционный прибор – устройство, перемещаемое 
внутри трубопровода потоком среды, снабженное средствами контроля и регистрации информации об особенностях трубопровода, наличии, местоположения 
и характера дефектов основного металла и сварных швов труб. 
Дефект трубопровода – отклонение параметров геометрического или 
конструктивного параметра, толщины стенки или показателя качества металла 
трубы, соединительной детали или сварного шва от требований действующих 
нормативных документов. 
Дефектный участок трубопровода – участок трубопровода, содержащий одно и более отклонений геометрического параметра, толщины стенки или 
показателя качества материала трубы, соединительной детали или сварного 
шва. 
Диспетчерская связь – комплекс технических средств связи различных 
видов, предоставляемых оперативно-техническому персоналу, организующему 
и сопровождающему транспорт нефти или нефтепродуктов. 
Диспетчерская служба – оперативно-технический персонал, выполняющий оперативное управление технологическими процессами транспортировки 
нефти, товарно-коммерческой деятельностью для организации транспорта 
нефти или нефтепродуктов по магистральному нефтепроводу или нефтепродуктопроводу. 
Измерительный контроль – вид неразрушающего контроля, при котором измерения осуществляются средствами измерений геометрических величин. 
9 

Инцидент на нефтегазопроводе – отказ, повреждение или отклонения 
от установленного режима эксплуатации линейной части, оборудования или 
технических устройств нефтепровода [нефтепродуктопровода], сопровождаемые нарушением герметичности с утечкой нефти [нефтепродуктов] объемом 
менее 10 м, без воспламенения, взрыва, загрязнения водотоков. 
Камера приема внутритрубных устройств – специальное устройство, 
обеспечивающее прием внутритрубных очистных, диагностических, разделительных и герметизирующих устройств в потоке перекачиваемого продукта из 
магистрального нефтепровода или нефтепродуктопровода. 
Камера пуска внутритрубных устройств – специальное устройство, 
обеспечивающее пуск внутритрубных очистных, диагностических и разделительных устройств в потоке перекачиваемого продукта в магистральный 
нефтепровод или нефтепродуктопровод. 
Комплексное опробование – одновременная проверка в действии смонтированного и подвергнутого ранее индивидуальным испытаниям оборудования и систем на объекте. 
Линейная часть нефтепровода – комплекс объектов трубопровода, 
включающий в себя трубопроводы, в том числе переходы через естественные и 
искусственные препятствия, запорную и иную арматуру, установки электрохимической защиты от коррозии, вдольтрассовые линии электропередач, сооружения технологической связи, иные устройства и сооружения, обеспечивающие 
его безопасную и надежную эксплуатацию, и предназначенный для перекачки 
нефти [нефтепродукта] между площадочными объектами трубопровода.  
Магистральный трубопровод [для нефти и нефтепродуктов] – технологически неделимый, централизованно управляемый имущественный производственный комплекс, состоящий из взаимосвязанных объектов, являющихся 
его неотъемлемой технологической частью, предназначенных для транспортировки подготовленной в соответствии с требованиями законодательства государств, входящих в Содружество Независимых Государств, нефти [нефтепродукта] от пунктов приема до пунктов сдачи приобретателю (потребителю), передачи на иной вид транспорта и (или) хранения. 
Месторождение нефти – скопление углеводородов (нефти, газа и газоконденсата) в одной или нескольких залежах, связанных территориально, общностью геологического строения и нефтегазоносности. 
 Классификация месторождений нефти и газа по величине извлекаемых 
запасов:  
– уникальные > 300 млн т; 
– крупные 30–300 млн т; 
– средние 5–30 млн т; 
10