Нефтяные трубы используют и в процессе добычи, и в ходе транспортировки «черного золота». Причем каждой разновидности характерен индивидуальный набор уникальных характеристик и свойств. В данной статье мы рассмотрим коммуникации нефтяного сортамента с учетом деления этой продукции на бурильную и транспортную категорию. Причем каждый вариант будет преподнесен читателям в формате подробного обзора, затрагивающего как сильные, так и слабые стороны изделий.
Бурильные трубы нефтяные
Эту категорию трубного проката следует причислить скорее к осям. Ведь именно бурильная труба передает момент вращения от вала мотора буровой установки к валу бурового резца.
Для таких изделий самым важным критерием является прочность, позволяющая сопротивляться моменту кручения. Поэтому любой завод труб нефтяного сортамента выпускает только толстостенные конструкции подобного формата, производимые на прокатном стане только по бесшовной технологии.
В итоге, прочность бурильной трубы зависит от прочности сварного шва замка. Поэтому при изготовлении и монтаже данной детали используются особые технологии.
Обсадные трубы для нефтяных скважин
Этот вид трубного проката следует отнести к кожухам. Ведь основной задачей обсадных изделий является сохранение целостности бурового прокола, по которому качается нефть.
С учетом такого варианта использования трубы обсадные нефтяного сортамента должны быть не только прочными, но и идеально ровными, с минимальным отклонением от базовых габаритов сечения.
Иначе такое изделие просто застрянет в буровой шахте.
Габариты сечения таких кожухов колеблются между 114 и 508 миллиметрами.
Толщина стенок такой трубы должна удержать и температурную деформацию пучения, и поперечное усилие от сдвига пластов грунта. Поэтому минимальная толщина стенки такого кожуха равна 5 миллиметрам, а максимальная толщина – 16 миллиметрам.
Прочие размеры нефтяных труб обсадного типа регламентируются отраслевыми и государственными стандартами (ГОСТ 632-80 и так далее).
Обсадные трубы для нефтяных скважин
Стыковка выполняется либо в раструб, либо на муфту. Причем внешний диаметр трубопровода должен оставаться неизменным по всей его длине. Поэтому в обсадных трубах используют и особую форму раструба, и особую муфту, диаметр которой не выступает за габариты сечения трубопровода.
Насосно-компрессионная нефтяная конструкция
Такой вид трубчатого проката для нефтяных промыслов является классической трубой, которая служит только для транспортировки прокачиваемой жидкости. Компрессионные трубы, по сути, являются вкладышами обсадного кожуха добывающего трубопровода.
Поэтому особых требований к поперечной жесткости таких конструкций не существует. Однако компрессионная труба работает в условиях значительной продольной нагрузки. Такой трубопровод может провиснуть в буровой шахте на сотни метров вглубь почвы.
Кроме того, давление внутри компрессионного трубопровода измеряется десятками, если не сотнями атмосфер. Поэтому такие коммуникации изготавливают только по бесшовной технологии.
Стыковка насосно-компрессионных труб реализуется на базе резьбового соединения. Причем, чаще всего, в торец нижней трубы вверчивается торец верхнего элемента трубопровода. Поэтому на торцах каждой трубы насосно-компрессионного типа имеется либо наружная, либо внутренняя резьба.
Трубы для транспортировки нефти
Такой вид трубного проката практически не отличается от стандартных водопроводных труб. Ведь для перекачки нефти достаточно давления в 10-12 МПа. Причем большее напряжение создавать бессмысленно – вязкая нефть просто не потечет быстрее ни при каких условиях.
Однако, с учетом вязкости транспортируемой среды, нефтепроводные трубы просто обязаны быть существенно больше, чем водопроводные аналоги.
Основным способом производства транспортных коммуникаций для нефтяной отрасли является сварная технология, которая предполагает формовку трубы из стальной заготовки листового типа с последующим завариванием стыковочного шва.
Бесшовные трубы для транспортировки сырья практически не используются. Поскольку толщина стенок у таких изделий может равняться и 4 и 32 миллиметрам (в зависимости от диаметра).
А значительная толщина означает, что в процессе обустройства трубопровода нужно будет собрать силовой каркас, поддерживающий тяжелую трубу.
Следовательно, тяжелые бесшовные трубы, которые стоят дороже сварных аналогов, с учетом строительства каркаса обойдутся еще дороже.
Стыковка транспортных труб реализуется при помощи кругового шва, сваривающего торцы сопрягаемых труб. Муфтовое или резьбовое соединение в данном, случае – бессмысленно. Ведь на резьбовых стыках может возникнуть утечка, а муфтовое сопряжение «разболтается» под действием сезонного колебания температур.
Защиту от коррозии транспортных трубопроводов выполняют с помощью битумных смесей, наносимых на внешнюю поверхность трубы. Внутренняя коррозийная защита у таких труб отсутствует: ведь нефть не окисляет железо.
В итоге, изучая мир труб для нефтепроводов, мы можем столкнуться с достаточно оригинальными изделиями, уникальность которых подчеркивается не только габаритами, но и технологией монтажа трубопровода. Ну, а некоторые представители «нефтяных» изделий могут удивить потребителя еще и уникальными эксплуатационными характеристиками.
Трубопроводный транспорт нефтепродуктов: плюсы, виды трубы
Для транспортировки нефти и нефтепродуктов существуют различные способы: водный, железнодорожный, автомобильный и трубопроводный транспорт нефтепродуктов.
Наиболее экономичной является трубопроводная транспортировка.
Основными преимуществами такого вида транспорта нефтепродуктов являются:
- низкая себестоимость перекачки;
- трубопроводы модно строить в любых местах и в любых направлениях на любое необходимое расстояние;
- трубопроводы – просты в обслуживании;
- такой вид транспортировки не зависит от погоды, времени года и времени суток, что обеспечивает её бесперебойность и, как следствие, гарантирует доставку до потребителей;
- такую транспортировку легко автоматизировать;
- трубопроводы значительно уменьшают транспортные потери и так далее.
Все трубопроводы, которые предназначены для доставки нефти и нефтепродуктов на значительные расстояния, принято называть магистральными.
В зависимости от типа перекачиваемого продукта, магистральные трубопроводы делятся на:
- нефтепроводы (перекачка сырой нефти);
- нефтепродуктопроводы (перекачка бензина, керосина, дизтоплива и прочих нефтепродуктов).
Если трубопровод используется для транспортировки какого-либо одного вида жидкости, то их называют конкретно – бензинопроводы, керосинопроводы, мазутопроводы, и так далее.
Как и любой другой вид транспортировки, трубопроводный способ тоже имеет свои недостатки, к которым относятся:
| 1 | значительные первоначальные капитальные вложения на этапе строительства |
| 2 | наличие некоторых ограничений на число видов энергоносителей |
Магистральные и другие виды трубопроводов
Основными характеристиками магистрального трубопровода являются:
- длина;
- диаметр;
- пропускная способность;
- наличие станций для перекачки.
Современные типы таких трубопроводов имеют протяженность до нескольких десятков тысяч километров. Они являются составной частью отдельных предприятий, которые оборудованы целым комплексом насосных перекачивающих станций (как головных, так и промежуточных), а также комплексом наливных станций, для которых есть все необходимые производственные и вспомогательные сооружения.
Показатель пропускной способности современных магистральных трубопроводов достигает годовой отметки более, чем 50 миллионов тонн нефти или нефтепродуктов. Основными диаметрами таких трубопроводов являются 800, 1020, 1220 миллиметров и больше.
При трубопроводной транспортировке нефти на длинные расстояния, возникает необходимость преодолевать серьезные сопротивления гидравлического характера. Для этого, в зависимости от перекачиваемых объемов, строятся несколько перекачивающих насосных станций вдоль всей длины трубы.
На территории нашей страны основное строительство магистралей для перекачки нефти проходило в период с 60-х по 80-е годы прошлого века.
Для того, чтобы оценить масштаб проделанной строителями работы, приведем некоторые цифры: в 1960-и году трубопроводная транспортировка обеспечивала перекачку 163-х миллионов тонн различных нефтепродуктов и нефти-сырца (70,6 процента от общего количества), а спустя два десятилетия, в 1980 году, этот показатель вырос до 574-х миллионов тонн, или до 90,9 процента.
В настоящее время за все централизованное управление, учет нефтяных ресурсов и поставку нефти на НПЗ нашей страны, а также за доставку продукции до зарубежных потребителей и за транзит нефти по территории России, отвечает АК «Транснефть», в составе которой – десять предприятий.
Читать также: 
Способы транспортировки нефти и их особенности
В ведении «Транснефти» находятся:
- магистральных нефтепроводов с диаметром трубы 400-1220 миллиметров – примерно пятьдесят тысяч километров;
- перекачивающих насосных станций – 393;
- резервуаров для хранения – 867 (общая емкость – 12,7 миллионов кубометров).
Помимо магистральных, бывают еще местные и внутренние нефтепроводы.
Внутренние – находятся на территориях предприятий добычи, хранения и переработки. Если такой трубопровод находится на промысле – его называют внутрипромысловым; если на нефтебазе – внутрибазовым; на НПЗ – внутризаводским.
Местными называются нефтепроводы, соединяющие различные объекты разных предприятий (к примеру, построенные между головными сооружениями нефтяного промысла и головной станцией магистрального трубопровода, или между промыслом и пунктом налива железнодорожного или водного транспорта, и так далее).
По такому критерию, как длина, магистральными считаются все нефтепроводы длиннее 50-ти километров. По диаметру трубы – от 219-ти до 1220-ти миллиметров. Также магистральными считаются нефтепроводы, назначение которых – доставка нефти от места её добычи до местных потребителей и на экспорт.
Основными объектами магистрального нефтепровода являются:
- головная насосная станция;
- комплекс подводящих трубопроводов;
- промежуточные станции для перекачки нефти;
- конечный пункт приема продукта;
- различные линейные сооружения.
Задача головной насосной станции – прием нефтяного сырья с промыслов, его учет и закачка в нефтепровод.
Через комплекс подводящих трубопроводов происходит доставка сырья с промыслов до головной станции.
Промежуточные станции перекачки служат для восполнения потерь энергии, которые происходят при преодолении нефтяным потоком сопротивления сил трения, и обеспечивают в трубе необходимое давление. Их размещают согласно данным гидравлических расчетов. Обычное расстояние между ними варьируется от 50-ти до 100 километров.
- Как на головной, так и на каждой промежуточной станции обязательно есть объекты, обеспечивающие их ремонт, водо-, тепло- и электроснабжение и выполняющие прочие обслуживающие функции.
- Конечный пункт – как правило, либо НПЗ (нефтеперерабатывающий завод), перевалочное предприятие (нефтебаза, станции налива в железнодорожные цистерны или в нефтеналивные суда, и так далее) .
- Линейные сооружения магистрального трубопровода:
- основная труба;
- вся запорная арматура трубопровода;
- подводные и подземные переходы (под дорогами и по дну водоемов);
- идущие вдоль трубы линии электропередач и связи;
- станции, обеспечивающие антикоррозионную катодную или протекторную защиту и так далее.
Виды и способы перекачки нефти
Перекачка нефтепродуктов и нефтяного сырья бывает постанционной и транзитной.
Постанционная перекачка подразумевает заполнение резервуаров промежуточных насосных станций, после чего по мере их заполнения, продукцию начинают перекачивать на следующую станцию. Если на таких станциях есть несколько резервуаров, то перекачка идет непрерывно. Это обеспечивается тем, что пока один резервуар заполняется, из другого уже идет откачка в нефтепровод.
Транзитная перекачка происходит либо через промежуточный резервуар, либо сразу – из насоса в насос. Если используется резервуарная система, то нефтяная продукция, полученная от предыдущей станции, на следующей закачивается в резервуар, где происходит отделение от нефти воды и газа.
При системе «насоса – насос» продукция минует промежуточный резервуар, сразу перекачиваясь дальше по трубе. Второй способ является более совершенным и экономичным, поскольку обеспечивает максимальную герметизацию и предотвращает потери легких углеводородных фракций в результате процессов испарения, происходящих в резервуарах.
Обычно при транзитной перекачке резервуары применяют только в случаях возникновения аварийных ситуаций, а основной системой является «насос-насос».
Читать также: 
О поставках ГСМ во все регионы РФ
В последнее время увеличился объем добычи нефтей с высоким уровнем вязкости.
Перекачка такого сырья по трубопроводу, используя обычные методы, затруднительна, поэтому используются новые перекачивающие методики:
- перекачка нефти с применением разбавителей;
- перекачка предварительно подогретой нефти;
- перекачка с применением различных присадок и так далее.
Самым эффективным и доступным из перечисленных способов является первый – с разбавителями, в качестве которых применяются газовый конденсат, легкая нефть и другие углеводороды. Смешивание нефти с повышенной вязкостью с разбавителем позволяет снизить как саму её вязкость, так и температуру её застывания.
Перекачка с подогревом также весьма популярна в настоящее время, однако здесь есть свои нюансы. По мере продвижения по трубе нефть находится в процессе теплообмена, что приводит к её постепенному остыванию, поэтому для её дальнейшего движения подогрев необходимо повторять. Такие пункты подогрева на магистральных трубопроводах стоят через 50-100 километров по всей длине трубы.
Реологические свойства высоковязких видов нефти можно улучшать при помощи специальных депрессионных присадок.
Для высоковязких парафиновых нефтей наиболее эффективна поверхностно-активная полимерная присадка марки ДН-1, производимая в России. Из импортируемых эффективной является присадка под названием «Рахаттз».
Такие вещества добавляются в сырую нефть из расчета 0,02-0,15 процентов от её общей массы.
При магистральной перекачке нефтепродуктов и нефти-сырца применяются как средства местной автоматики, так и автоматические средства с дистанционных управлением. Для обеспечения качественного своевременного контроля, ремонта и обслуживания трубопровода, его разделяют на участки.
Каждый участок имеет свою насосную станцию и штат линейных обходчиков, которые и отвечают за контроль работы закрепленного за ними участка. Современный контроль за нормальным состоянием магистрали обеспечивается с помощью вертолетов и других летательных аппаратов. Обычно каждая насосная станция имеет свою ремонтную бригаду.
Головные станции стараются строить максимально близко к промысловым районам. На ней обязательно возводят резервуар для приемки и учета нефтяного сырья, поступающего с мест добычи, а также устройства для запуска очистного скребка, который чистит трубопровод от парафина, разделители и прочие необходимые сооружения.
Виды применяемых резервуаров
Описанные выше резервуары бывают:
- в зависимости от установки:
- вертикальные;
- горизонтальные.
- в зависимости от материала, из которого они изготовлены:
- стальные;
- железобетонные.
Читать также: 
Как происходит перевалка нефтепродуктов?
Наибольшее распространение получили РВС – резервуары вертикальные стальные. Их корпус в форме цилиндра сваривают из стальных листов размерами полтора на шесть метров и толщиной листа от 4 до 25 миллиметров.
Они снабжены кровлей либо конической, либо сферической формы. Днище таких резервуаров – тоже сварное.
Устанавливают РВС на специальные песчаные подушки, предварительно обработанные битумом, чтобы избежать коррозионного повреждения днища.
РВС, устанавливаемые на головных промысловых сооружениях, как правило, имеют объем от одной до десяти тысяч кубометров. В системе магистральных резервуаров объем РВС достигает 50-ти тысяч кубических метров.
Чтобы максимально снизить потери легких нефтяных фракций от испарения, РВС оборудуют плавающими крышами и понтонами. Такие резервуары называют РВСПК. Их основное отличие от простых РВС в том, что стационарной крыши у них нет.
Вместо неё устанавливает стальной сварной диск, который плавает на поверхности жидкости. Чтобы такую плавучую крышу не заклинило, диаметр диска делают на 100 – 400 миллиметров меньше, чем внутренний диаметр резервуарного цилиндра.
Пространство между внутренней стенкой и диском герметизируют при помощи различных видов уплотняющих затворов.
Вертикальные резервуары с понтоном похожи на РВС и тоже обладают стационарной крышей. Их отличие в том, что в них на поверхности жидкости плавает специальный понтон.
Его изготавливают либо из металла, либо из синтетических материалов. Синтетические понтоны отличаются от металлических своей непотопляемостью.
Их монтируют в резервуарах, не прибегая к демонтажу кровли и без применения огневых работ.
РГС – резервуары горизонтальные стальные бывают объемом от десяти до ста тысяч кубометров. Их используют как на промыслах, так и на перекачивающих станциях.
- YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.
Список используемой литературы:
- Нефть и Нефтепродукты — Википедия
- Хаустов, А. П. Охрана окружающей среды при добыче нефти/ Хаустов, А. П., Редина, М. М. Издательство: «Дело», 2006. 552 с.
- Эрих В.Н. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. — 15 000 экз.
- «Bavarian Clock Haus and Frankenmuth Clock Company». Frankenmuth Clock Company & Bavarian Clock Haus.
2 главных категории нефтяных трубок: от добычи до транспортировки
Нефтяные трубки применяют и при добыче, и во время транспортировки нефти. Классификация трубопроводов достаточно обширна — причём каждый из видов нефтяных трубопроводных изделий обладает своими уникальными характеристиками и свойствами.
В нефтяной промышленности используется очень много разноколиберных труб
- В этой статье говорится о том, какие нефтепроводные коммуникации используют нефтяники: какие трубы нефтяного сортамента (виды трубопроводов) ставят при возведении нефтепровода, какое оборудование для бурения скважин используют и др.
- Кроме того, в этом материале рассмотрены виды нефтяных скважин и основные способы эксплуатации скважин.
- нефтепромысловые;
- трубки для транспортировки нефти.
Нефтепромысловые трубные изделия бывают 3 видов:
- обсадные;
- бурильные;
- насосно-компрессорные.
Трубки для добычи нефти: обсадные, для скважин с резьбовыми соединениями
Обсадные трубки предотвращают такие негативные последствия работы подобных трубопроводных изделий:
- деформация стенки скважины;
- смещение пластов;
- деформация нефтедобывающего оборудования;
- остановка транспортировки нефтяных продуктов.
Обсадные варианты труб обязательно нужны для добычи нефти
- Обсадные трубопроводные элементы имеют диаметр, равный 114—508 миллиметров (мм), а толщина трубных стенок составляет 5–16 мм.
- Подобные трубопроводные изделия изготавливают по конкретным нормативным документам:
- ГОСТ 632–80,
- Ту 14–3р-76–2004,
- Ту 14–3р-29–2007 и др.
Во время добычи чёрного золота в качестве обсадных применяют 2 типа трубопроводных изделий:
- трубки, которые имеют двухстороннюю нарезанную трубную резьбу;
- трубопроводные элементы, которые оснащены резьбой под муфту;
- трубы, имеющие безмуфтовые раструбные соединения.
Нужно иметь в виду специфику применения обсадной трубы — в подобной ситуации монтажники обращают внимание на минимальный внешний диаметр раструбов и муфт, который практически равен внешнему диаметру трубопроводного изделия.
Бурильные трубы нефтяного сортамента: диаметр, производство, размеры, вес, ГОСТ
Для того чтобы пробурить скважину, нефтяники используют бурильные трубы. Бурение скважин заключается в том, что бурильное трубное изделие передаёт вращающий момент с буровой установки на резцы, которые бурят землю, различные породы или скалы. Бурильные утяжелённые трубы выдерживают максимальное давление при добыче черного золота.
Бурильные трубы должны быть максимально прочными
Бурильные трубопроводные изделия изготавливают по таким техническим документам:
- ГОСТ Р 50278–92,
- Ту 14-161-175-98,
- Ту 14–3р-76–2004 и др.
Буровые трубы имеют внешний диаметр, равный 60,3–139,7 мм, а толщина трубной стенки равна 7,1–10,5 мм.
Утяжелённые бурильные трубы имеют такие технические особенности:
- такие трубопроводные изделия являются бесшовными трубами;
- в процессе изготовления рабочие оснащают бурильные трубы наваренным замком;
- сварные швы должны быть ровными — без дефектов. Подобные швы выводят трубопроводное изделие за пределы максимального допуска по диаметру;
- сварные трубные швы подвергаются термообработке — рабочие закаливают их;
- сварное трубопроводное соединение производители проверяют не только на качество шва, но и на изгиб.
Суровость требований понятна если от трубопроводного изделия отвалился замок, то это приводит к остановке оборудования — при извлечении из скважины буровой установки или при бурении ещё 1 скважины.
Общая схема буровой установки не так проста, как кажется
Буровая установка состоит из таких компонентов:
- 1 – бурильная вышка;
- 2 – бурильные насосы;
- 3,4 – обсадные и буровые трубы;
- 5 – турбобур;
- 6 – долото;
- 7 – ротор;
- 8 – бурильные лебёдки;
- 9 – вертлюг;
- 10 – талевая система.
Насосно — компрессорные трубы в нефтяной промышленности:
Насосно-компрессорную трубку нефтяники погружают внутрь скважины — и в итоге через подобную трубу наружу вытекает нефть.
Насосно — компрессорная нефтяная труба имеет такие свойства:
- является прочным трубным изделием. Глубина скважины равна 100 и более метрам. При такой длине скважины вес трубопроводного изделия огромен, и по ней течёт нефть;
- герметично соединяется с остальными трубопроводными участками.
Насосно-компрессорную трубку изготавливают по таким нормативным документам:
- ГОСТ 633–80,
- Ту 14-161-198-2002,
- ГОСТ Р 52203–204 и др.
Подобные трубные изделия имеют диаметр, равный 26,7—114,3 мм, а толщина трубной стенки составляет 5–7 мм.
Именно через НКТ вытекает нефть туда куда надо
- Насосно-компрессорные трубки соединяют 2 способами:
- Подобные трубные соединения должны быть равны диаметру трубы.
В целях установления герметичности трубных соединений нефтяники смазывают трубки перед стыковкой. В подобной ситуации смазка предотвращает образование на трубной резьбе задиров и коррозии.
Насосно-компрессорные трубки проходят гидравлические испытания. Ведь разрыв трубы приводит к появлению у нефтяников серьёзных проблем — в итоге расходы на испытания себя окупают. Классификация нефтяных трубопроводов проста и каждый сможет ее запомнить.
Трубки для транспортировки нефти:
По таким нефтяным трубкам нефтяники транспортируют чёрное золото.
Трубки для транспортировки нефтяных продуктов обладают такими эксплуатационными условиями:
- давление внутри нефтепроводной системы равно 10–12 МПа. Нефть является вязким материалом — в итоге,потери на трение о трубные стенки замедляют движение чёрного золота.В подобной ситуации монтажники оснащают нефтепроводные системы подпорными насосами, которые увеличивают скорость течения нефти по трубопроводу;
- на внутренней трубной поверхности не образуется металлической коррозии (ржавчины);
- строительство 1 нефтепровода, который имеет большой диаметр, дешевле возведения 10 небольших нефтяных трубопроводов. В итоге нефтяники ставят только большие нефтепроводные системы;
- при возведении нефтепровода монтажники чаще пользуются не бесшовными, а электросварными трубами, которые прочнее первых;
- производители не покрывают внутреннюю поверхность нефтепроводных трубок антикоррозионным раствором. Снаружи нефтепроводные системы покрывают битумной мастикой.
Трубки для транспортировки нефти имеют диаметр, равный 114–1420 мм. Толщина стенки электросварной трубы составляет 4 мм; бесшовной — 32 мм как максимум.
Подобные трубные изделия изготавливают по различным техдокументам, в том числе и по ГОСТ 20295–85. В этом документе говорится об основных требованиях к производству сварных трубок.
Используя специальные техрегламенты, производители изготавливают нефтяные трубки для районов Крайнего Севера, в которых нефтепроводы работают при низких температурах, и трубопроводные изделия для подводных нефтепроводных систем и др.
В итоге производители изготавливают много оригинальных нефтяных трубных изделий, которые уникальны не только по своим габаритам, но и отличаются друг от друга технологией установки нефтепровода.
Кроме того, некоторые нефтяные трубки имеют специфические эксплуатационные характеристики. Нефтяные трубопроводы широко используются в энергетической отрасли и должны быть по максимуму качественными.
Технологические трубопроводы нефтебаз. Справочное издание — скачать бесплатно
Тюменский индустриальный институт
Ю.Д. Земенков, Н.А. Малюшин, Л.М. Маркова, А.Е. Лощинин
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НЕФТЕПРОВОДЫ НЕФТЕБАЗ
- Справочное издание
- Тюмень-1994 г.
- В предлагаемом справочном издании приведены основные сведения о технологических трубопроводах нефтебаз: классификация трубопроводов, их назначение, детали и соединения трубопроводов, трубопроводная арматура, способы прокладки, методы монтажа трубопроводов и его элементов, испытание и сдача их в эксплуатацию.
Приведены технические характеристики насосов, применяемых на нефтебазах для осуществления операций по приему и отпуску нефтепродуктов. Рассмотрена совместная работа насосов и технологических трубопроводов.
В последних главах приведены методы механического и гидравлического расчета технологических трубопроводов.
Справочное издание предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ». Оно может быть полезным инженерно-техническим работникам, занятым в системе хранения и распределения нефти и нефтепродуктов.
ВВЕДЕНИЕ
Современные нефтебазы — это сложные комплексы инженерно-технических сооружений, связанные между собой технологическими процессами, обеспечивающими прием, хранение и снабжение потребителей нефтью и нефтепродуктами.
Выполнение всех основных операций на нефтебазах — перевалку нефти и нефтепродуктов крупными партиями с одного вида транспорта на другой, отпуск потребителю через сеть филиалов и автозаправочных станций, прием нефти и нефтепродуктов из магистральных и распределительных трубопроводов, нефтеналивных судов и барж, железнодорожных цистерн — невозможно представить без технологических трубопроводов.
Технологические трубопроводы работают в разнообразных условиях, находятся под воздействием значительных давлений и высоких температур, подвергаются коррозии и претерпевают периодические охлаждения и нагревы. Их конструкция делается все более сложной за счет увеличения рабочих параметров транспортируемого продукта и роста диаметров трубопроводов и ужесточения требований к надежности эксплуатируемых систем.
Затраты на сооружение и монтаж трубопроводов могут достигать 30% стоимости всего предприятия.
В связи с этим делом первостепенной важности специализированных проектных, строительных и эксплуатирующих организаций являются техническое совершенствование и перевооружение технологических схем на основе внедрения новейших достижений науки и использования передовой техники.
От правильного выбора конструкций, качественного изготовления элементов и организации строительства зависят экономия материальных ресурсов и сокращение потерь перекачиваемого продукта.
Все это требует от специалистов более глубоких знаний, четкого соблюдения правил и специальных технологических требований по строительству и монтажу трубопроводов.
Предложенные в работе краткие сведения об основах теории и расчета трубопроводов, способах эксплуатации и испытаниях на прочность и герметичность могут быть использованы студентами при изучении курсов «Проектирование и эксплуатация нефтебаз» и «Сооружение и капитальный ремонт трубопроводов и хранилищ».
Оглавление
Введение 1. Назначение и устройство технологических трубопроводов нефтебаз 1.1. Назначение и состав трубопроводов 1.2. Условные проходы 1.3. Классификация трубопроводов 2. Трубы, детали и соединения стальных трубопроводов 2.1. Стальные трубы и их применение 2.2. Способы и типы соединений трубопроводов 2.3. Приварные детали трубопроводов 2.4. Опоры, подвески и опорные конструкции 2.5. Трубы, детали и соединения трубопроводов из пластмасс 2.6. Резино-тканевые трубопроводы 3. Трубопроводная арматура, детали контрольно-измерительных приборов и компенсаторы 3.1. Классификация и применение арматуры 3.2. Виды, обозначение и отличительная окраска арматуры 3.3. Компенсаторы 3.4. Контроль качества сварных соединений 4. Монтаж стальных межцеховых трубопроводов общего назначения 4.1. Способы прокладки межцеховых трубопроводов 4.2. Монтаж надземных трубопроводов 4.3. Монтаж подземных трубопроводов 4.4. Монтаж компенсаторов 4.5. Монтаж трубопроводов с обогревом 4.6. Защита подземных трубопроводов от почвенной коррозии 4.7. Тепловая изоляция трубопроводов 4.8. Приемка и техническое освидетельствование смонтированных трубопроводов 4.9. Методы испытаний трубопроводов и испытательное давление 4.10. Защитная и опознавательная окраска трубопроводов 4.11. Сдача и приемка трубопроводов в эксплуатацию
7.1. Механический расчет трубопроводов нефтебаз 7.2. Гидравлический расчет изотермических трубопроводов 7.3. Гидравлический расчет неизотермических трубопроводов 7.4. Гидравлический расчет коллекторов 7.5. Гидравлический расчет сифонных трубопроводов 7.6. Гидравлический расчет разветвленных трубопроводных коммуникаций Список литературы |
1.НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ НЕФТЕБАЗ
1.1.Назначение и состав трубопроводов
- Трубопровод — сооружение, состоящее из плотно соединенных между собой труб, деталей трубопроводов, запорно-регулирующей аппаратуры, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики, опор и подвесок, крепежных деталей, прокладок, материалов и деталей тепловой и противокоррозионной изоляции и предназначенное для транспортировки жидких и твердых нефтепродуктов.
- К технологическим относятся находящиеся в пределах нефтебазы трубопроводы, по которым транспортируют различные вещества, в том числе сырье, полуфабрикаты, промежуточные и конечные продукты, отходы производства, необходимые для ведения технологического процесса или эксплуатации оборудования.
- Условия изготовления и монтажа технологических трубопроводов определяются: разветвленной сетью большой протяженности и различием конфигурации обвязки технологического оборудования; разнообразием применяемых материалов, типов труб, их диаметров и толщин стенок; характером и степенью агрессивности транспортируемых веществ и окружающей среды; различием способов прокладки /в траншеях, без траншей, каналах, тоннелях, на стойках, двух- и многоярусных эстакадах на технологическом оборудовании, а также на разных высотах и часто в условиях, неудобных для производства работ/; количеством разъемных и неразъемных соединений, деталей трубопроводов, арматуры, компенсаторов, контрольно-измерительных приборов и опорных конструкций.
- Для того, чтобы смонтировать 1 т стальных технологических трубопроводов, необходимо помимо труб израсходовать в среднем различных деталей и арматуры в количестве до 22% его массы.
1.2.Условные проходы
Основная характеристика трубопровода — внутренний диаметр, определяющий его проходное сечение, необходимое для прохождения заданного количества вещества при рабочих параметрах эксплуатации /давление, температура, скорость/. При строительстве трубопроводов для сокращения количества видов и типоразмеров входящих в состав трубопроводов соединительных деталей и арматуры используют единый унифицированный ряд условных проходов.
Условный проход Ду — номинальный внутренний диаметр присоединяемого трубопровода /мм/. Труба при одном и том же наружном диаметре может иметь различные номинальные внутренние диаметры.
Для арматуры и соединительных деталей технологических трубопроводов наиболее часто применяют следующий ряд условных проходов /СТ СЭВ 254-76/, мм: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500.
Дня труб этот ряд — рекомендуемый, и Ду для них устанавливается в проекте, стандартах или технической документации.
При выборе трубы для трубопровода под условным проходом понимают ее расчетный округленный внутренний диаметр. Например, для труб наружным диаметром 219 мм и толщиной стенки 6 и 16 мм, внутренний диаметр которых соответственно равен 207 и 187 мм, в обоих случаях принимают ближайший из унифицированного ряда Ду, т.е. 200 мм.
Механическая прочность труб, соединительных деталей и арматуры при определенных интервалах температур транспортируемого по трубопроводу вещества или окружающей среды снижается. Понятие «условное давление» введено для учета изменений прочности соединительных деталей и арматуры трубопроводов под действием избыточного давления и температуры транспортируемого вещества или окружающей среды.
Условное давление Ру — наибольшее избыточное давление при температуре вещества или окружающей среды 20°С, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и деталей трубопровода, имеющих заданные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках их прочности, соответствующих температуре 20°С. Например, для арматуры и деталей трубопроводов из стали 20, работающих при избыточном давлении 4 МПа и транспортирующих вещество при температуре 20°С, условное давление Ру = 4 МПа, при температуре 350°С Ру = 6,3 МПа.
Для сокращения количества типоразмеров арматуры и деталей трубопроводов установлен унифицированный ряд условных давлений / ГОСТ 356-80/, МПа: 0,1; 0.16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 160; 250.
Рабочее давление Рр — наибольшее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации арматуры и деталей трубопроводов на прочность и плотность водой температурой не менее 5 и не более 70°С.
На трубопроводы и трубы ГОСТ 356-80 не распространяется, а является рекомендуемым. Ру и Рр для них устанавливаются проектом, стандартами или технической документацией.
1.3. Классификация трубопроводов
- Технологические трубопроводы классифицируют по роду транспортируемого вещества, материалу труб, рабочим параметрам, степени агрессивности среды, месту расположения, категориям и группам.
- По роду транспортируемого вещества технологические трубопроводы разделяются на нефтепроводы, газопроводы, паропроводы, водопроводы, мазутопроводы, маслопроводы, бензопроводы, кислотопроводы, щелочепроводы, а также специального назначения /трубопроводы густого и жидкого смазочного материала, трубопроводы с обогревом, вакуумпроводы/ и др.
- По материалу, из которого изготовлены трубы, различают трубопроводы стальные /из углеродистой, легированной и высоколегированной стали/, из цветных металлов и их сплавов /медные, латунные, титановые, свинцовые, алюминиевые/, чугунные, неметаллические /полиэтиленовые, винипластовые, фторопластовые, стеклянные/, футерованные /резиной, полиэтиленом, фторопластом/, эмалированные, биметаллические и др.
- По условному давлению транспортируемого вещества трубопроводы разделяют на вакуумные, работающие при давлении ниже 0,1 МПа, низкого давления, работающие при давлении до 10 МПа, высокого давления /более 10 МПа/ и безнапорные, работающие без избыточного давления.
- По температуре транспортируемого вещества трубопроводы подразделяются на холодные /температура ниже 0°С/, нормальные /от 1 до 45°С/ и горячие /от 46°С и выше/.
По степени агрессивности транспортируемого вещества различают трубопроводы для неагрессивных, малоагрессивных, среднеагрессивных сред. Стойкость металла в коррозионных средах оценивают скоростью проникновения коррозии — глубиной коррозионного разрушения металла в единицу времени /мм/год/. К неагрессивной и малоагрессивной средам относят вещества, вызывающие коррозию стенки трубы, скорость которой менее 0,1 мм/год, среднеагрессивной — в пределах от 0,1 до 0,5 мм/год и агрессивной — более 0,5 мм/год. Для трубопроводов, транспортирующих неагрессивные и малоагрессивные вещества, обычно применяют трубы из углеродистой стали; транспортирующих среднеагрессивные вещества, — трубы из углеродистой стали с повышенной толщиной стенки /с учетом прибавки на коррозию/, из легированной стали, неметаллических материалов, футерованные; транспортирующих высокоагрессивные вещества, — только из высоколегированных сталей, биметаллические, из цветных металлов, неметаллические и футерованные.
По месторасположению трубопроводы бывают внутрицеховые, соединяющие отдельные аппараты и машины в пределах одной технологической установки или цеха и размещаемые внутри здания или на открытой площадке, и межцеховые, соединяющие отдельные технологические установки, аппараты, емкости, находящиеся в разных цехах.
Внутрицеховые трубопроводы по конструктивным особенностям могут быть обвязочные /около 70% общего объема внутрицеховых трубопроводов/ и распределительные /около 30%/.
Внутрицеховые трубопроводы имеют сложную конфигурацию с большим количеством деталей, арматуры и сварных соединений. На каждые 100 м длины таких трубопроводов приходится выполнять до 80…120 сварных стыков.
Масса деталей, включая арматуру, в таких трубопроводах достигает 41% от общей массы трубопровода в целом.
Межцеховые трубопроводы характеризуются довольно длинными прямыми участками /длиной до нескольких сот метров/ со сравнительно небольшим количеством деталей, арматуры и сварных соединений. Масса деталей в межцеховых трубопроводах /включая арматуру/ составляет около 3…4%, а масса П-образных компенсаторов — около 7%.
Стальные трубопроводы разделяют на категории в зависимости от рабочих параметров /температуры и давления/ транспортируемого по трубопроводу вещества и группы в зависимости от класса опасности вредных веществ и показателей пожарной опасности веществ.
Загрузка...
