СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ТРАНСПОРТЕ И ХРАНЕНИИ НЕФТИ И ГАЗА Российский патент 2020 года по МПК F16L1/28 B09C1/00 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации сооружений нефтяной и газовой промышленности и обеспечивает организованный отвод поверхностных и грунтовых нефтезагрязненных вод, защиту окружающей среды при хранении нефти и газа, прокладке и ремонте трубопроводов в траншеях, за счет вторичного использования дезактивированного силикагеля - адсорбента осушки углеводородных газов, или иных отработанных адсорбентов, удерживающих углеводороды.

Так, применяемые в настоящее время способы укладки трубопроводов в траншею при строительстве или капитальном ремонте предусматривают, согласно СТО Газпром 2-3.3-231-2008 (п. 7.5), работы по осушению траншеи (водопонижение).

В зависимости от категории местности и характера выполняемых ремонтных работ освобождение траншеи от воды может быть обеспечено следующими способами:

- путем отвода поверхностных и грунтовых вод при помощи водосборных или водоотводных канав в пониженные участки рельефа местности;

- посредством водоотведения воды из траншеи на ограниченном участке при помощи насосных агрегатов;

- при помощи водопонижающих систем, использующих легкие иглофильтровые установки;

- путем устройства защитных шпунтовых ограждений с последующей откачкой воды и разрабатываемого котлована (участка траншеи).

Однако, после укладки трубопровода в траншею и засыпки его грунтом, влагосодержание в траншее восстанавливается до исходных значений. Это может привести к всплытию определенных участков трубопровода, находящихся в местах пониженного рельефа местности, под действием гидростатического давления и, как следствие, к потере его местной устойчивости от возникающего при всплытии изгибающего момента.

Недостатком выше указанных способов водопонижения является то, что они не предусматривают снижения уровня грунтовых вод во время эксплуатации трубопровода, а также защиту окружающей среды от попадания углеводородов.

Имеется заявка на изобретение (см. RU 2006140925), где для очистки нефтезагрязненного грунта используют траншею, содержащую в качестве сорбента отход активированного угля. Недостатком данного способа является невысокое химическое сродство активированного угля к неполярным молекулам углеводородов, благодаря чему вероятен их проскок со сточными водами.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является полезная модель «Конструкция траншеи для прокладки трубопровода на участках тектонических разломов» (см. RU 124349 U1), согласно которой на дно траншеи, в подушку из щебня укладывается система дренажных перфорированных труб, обеспечивающих организованный слив дренажных вод в пониженные участки рельефа местности. Подушка из щебня закрывается геотканью, далее траншея засыпается рыхлым материалом. По периметру траншея покрыта водонепроницаемым гидроизолирующим материалом.

Недостатком известной полезной модели является то, что при высоком уровне грунтовых вод вокруг траншеи, на гидроизолирующий материал, изолирующий траншею по периметру, воздействует гидростатическое давление, которое передается на трубопровод, что может привести к всплытию трубопровода под действием гидростатического давления и, как следствие, к потере его местной устойчивости от возникающего при всплытии изгибающего момента. Кроме того, низкая адсорбционная емкость фильтрующего материала может привести к попаданию в грунт углеводородных соединений.

Целью настоящего изобретения является создание способа защиты окружающей среды при ремонте и эксплуатации трубопроводов, объектов газотранспортной системы, объектов хранения нефти и газа, обеспечивающего водоотведение с очисткой дренируемых вод от углеводородных соединений.

Указанная цель достигается за счет использования дренирующей системы, основой которой являются перфорированные трубы, уложенные в подушку из отработанного силикагеля.

Для исключения отрицательного воздействия отработанного силикагеля на окружающую среду и обеспечения удержания углеводородных компонентов, накопившихся в ходе эксплуатации во внутренних полостях гранул силикагеля, наиболее простым методом является его медленный нагрев без доступа воздуха, с переводом углеводородных компонентов в псевдококсовые структуры, обедненные водородом. Такие соединения, имеющие рыхлую ячеистую структуру, не препятствуя фильтрации воды, удерживают более крупные молекулы углеводородов. Кроме того, пористая поверхность гранул силикагеля с развитой внутренней поверхностью способствует удержанию большего количества воды, в период паводков, по сравнению с не пористыми фильтрующими агентами. При этом гранулы силикагеля не увеличиваются в объеме, что способствует предохранению трубопровода или иного оборудования от деформирующих нагрузок.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемый способ защиты окружающей среды при транспорте и хранении нефти и газа, включающий укладку на дно траншеи, под основание резервуара или технологического оборудования для транспорта и хранения нефти и газа, системы дренажных перфорированных труб, обеспечивающих организованный отвод дренажных вод в пониженные участки рельефа местности, согласно изобретению, дополнительно предлагает:

- укладку системы дренажных перфорированных труб на дно траншеи либо под основание резервуара или технологического оборудования для транспорта и хранения нефти и газа в подушку из отработанного силикагеля, предварительно подвергнутого регенерации или медленному нагреву без доступа воздуха для перевода адсорбированных углеводородов в псевдококсовые структуры, обедненные водородом, препятствующего инфильтрации в грунт свежих порций углеводородов, в пределах адсорбционной емкости, при проведении эксплуатационных или ремонтных работ на трубопроводе или ином объекте использования, не препятствуя при этом отводу дренируемых вод;

- разделение подсыпки из рыхлого грунта, используемого в качестве подушки для трубопровода или иного объекта использования, и подушки из отработанного силикагеля с помощью геоткани, которая обеспечивает фильтрацию дренажных вод без механических частиц подсыпки из рыхлого грунта и препятствует смешению фильтрующих агентов при порционной замене наполненного углеводородами силикагеля;

- использование отработанного силикагеля на объектах нефтегазовой отрасли в качестве сорбента при проведении ремонтных работ без дренажных перфорированных труб, с применением геоткани в качестве разделителя от основного грунта и для облегчения сбора отработанного силикагеля при его многократном использовании.

На фиг. показана схема реализации способа защиты окружающей среды при транспорте и хранении нефти и газа, где:

1 - трубопровод;

2 - траншея;

3 - подушка из отработанного силикагеля;

4 - система дренажных перфорированных труб;

5 - слив;

6 - сливная труба;

7 - геоткань;

8 - подсыпка из рыхлого грунта;

9 - гидроизолирующий материал;

10 - грунт.

Способ защиты окружающей среды при прокладке трубопроводов реализуется следующим образом. Перед укладкой трубопровода 1 в траншею 2, в подушку из отработанного силикагеля 3 укладывается система дренажных перфорированных труб 4, имеющих сформированный слив 5 дренажных вод в пониженные участки рельефа местности. Дренажные отверстия в перфорированных дренажных трубах 4 выполняются только в верхней части труб. Слив 5 представляет собой соединение друг с другом перфорированных дренажных труб, состыкованное со сливной трубой 6. Далее, поверх подушки из отработанного силикагеля 3, укладывается геоткань 7, обеспечивающая фильтрацию дренажных вод и жидких фракций углеводородов от механических частиц подсыпки из рыхлого грунта 8 в подушку из отработанного силикагеля 3, который удерживает углеводородные соединения и пропускает очищенные от них дренажные воды в систему перфорированных дренажных труб 4 и далее через слив 5 и сливную трубу 6 на пониженные участки рельефа местности. Для исключения возможности загрязнения грунта, прилегающего к траншее 2, через ее боковые стенки, их закрывают гидроизолирующим материалом 9 с нахлестом на геоткань 7, (см. фиг.). Для обеспечения сохранности защитного покрытия трубопровода 1, перед его укладкой в траншею 2, выполняется подсыпка из рыхлого грунта 8, после чего производится окончательная засыпка траншеи 2 грунтом 10.

Рекомендуемые величины размеров, указанных на фиг. для трубопроводов диаметром 0,5-1,0 м:

Н₁=0,2-0,4 м; Н₂=0,4-0,6 м; Н₃=0,2-0,4 м; L=0,2-0,3 м.

Предложенный способ защиты окружающей среды при транспорте и хранении нефти и газа способствует:

- увеличению срока эксплуатации трубопроводов или иных объектов использования до капитального ремонта за счет снижения уровня грунтовых вод, благодаря наличию системы дренажных перфорированных труб;

- исключению возможности всплытия трубопровода под действием гидростатического давления и, как следствие, отсутствию потери его местной устойчивости от возникающего при всплытии изгибающего момента, так как отсутствует полная герметизация траншеи по контуру гидроизолирующим материалом;

- уменьшению вероятности возникновения внештатных ситуаций, связанных с попаданием в окружающую среду углеводородных соединений при эксплуатации объекта использования или проведения ремонтных работ;

- снижению затрат, связанных с захоронением отработанного силикагеля, за счет его вторичного использования.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации сооружений нефтяной и газовой промышленности и обеспечивает организованный отвод поверхностных и грунтовых нефтезагрязненных вод, защиту окружающей среды при хранении нефти и газа, прокладке и ремонте трубопроводов в траншеях, за счет вторичного использования дезактивированного силикагеля - адсорбента осушки углеводородных газов. Способ предлагает укладку системы дренажных перфорированных труб на дно траншеи либо под основание резервуара или технологического оборудования для транспорта и хранения нефти и газа в подушку из отработанного силикагеля. Силикагель предварительно подвергнут регенерации или медленному нагреву без доступа воздуха для перевода адсорбированных углеводородов в псевдококсовые структуры, обедненные водородом. Это препятствует инфильтрации в грунт свежих порций углеводородов, в пределах адсорбционной емкости, при проведении эксплуатационных или ремонтных работ на трубопроводе или ином объекте использования, не препятствуя при этом отводу дренируемых вод. Подсыпку из рыхлого грунта, используемого в качестве подушки для трубопровода или иного объекта использования, и подушку из отработанного силикагеля разделяют с помощью геоткани, которая обеспечивает фильтрацию дренажных вод без механических частиц подсыпки из рыхлого грунта и препятствует смешению фильтрующих агентов при порционной замене наполненного углеводородами силикагеля. При необходимости, наполненный углеводородами силикагель заменяется порционно. Предложенный способ способствует увеличению срока эксплуатации трубопроводов или иного объекта использования до капитального ремонта за счет снижения уровня грунтовых вод. Благодаря наличию системы дренажных перфорированных труб исключена возможность всплытия трубопровода под действием гидростатического давления и, как следствие, отсутствие потери его местной устойчивости. Также снижаются затраты, связанные с захоронением отработанного силикагеля, за счет его вторичного использования. 1 ил.

Способ защиты окружающей среды при транспорте и хранении нефти и газа, включающий укладку на дно траншеи, под основание резервуара или технологического оборудования для транспорта и хранения нефти и газа, системы дренажных перфорированных труб, обеспечивающих организованный отвод дренажных вод в пониженные участки рельефа местности, отличающийся тем, что дополнительно предлагает:

- укладку системы дренажных перфорированных труб на дно траншеи либо под основание резервуара или технологического оборудования для транспорта и хранения нефти и газа в подушку из отработанного силикагеля, предварительно подвергнутого регенерации или медленному нагреву без доступа воздуха для перевода адсорбированных углеводородов в псевдококсовые структуры, обедненные водородом, препятствующего инфильтрации в грунт свежих порций углеводородов, в пределах адсорбционной емкости, при проведении эксплуатационных или ремонтных работ на трубопроводе или ином объекте использования, не препятствуя при этом отводу дренируемых вод;

- разделение подсыпки из рыхлого грунта, используемого в качестве подушки для трубопровода или иного объекта использования, и подушки из отработанного силикагеля с помощью геоткани, которая обеспечивает фильтрацию дренажных вод без механических частиц подсыпки из рыхлого грунта и препятствует смешению фильтрующих агентов при порционной замене наполненного углеводородами силикагеля;

- использование отработанного силикагеля в качестве сорбента при проведении ремонтных работ без дренажных перфорированных труб, с применением геоткани в качестве разделителя от основного грунта и для облегчения сбора отработанного силикагеля при его многократном использовании.