Процесс проектирования нефтегазопроводов
Нефтегазопровод (нефтепровод) – это инженерное сооружение, которое предназначено для транспортировки нефтепродуктов от добывающего предприятия к потребителю.
На рисунке ниже изображена примерная схема нефтегазопровода. На каждом предприятии, в зависимости от методов и способов разработки и добычи, климатических и ландшафтных условий, схема нефтепровода может различаться.
Рисунок 1. Схема нефтегазопровода. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Проектные работы по строительству и проектированию нефтегазопроводов должны вестись в соответствии с рядом нормативных документов таких, как СНиП 2.05.06 – 85 «Магистральные трубопроводы и ТСН 12-301-96. Обычно данные объекты сооружаются на длительный срок и поэтому требуют больших материальных затрат. Развитие, проектирование и строительство нефтегазопроводов осуществляется на основе технико-экономического обоснования, который помогает выявить самые оптимальные направления нефтяных и газовых трубопроводов. Задание на проектирование выдается инвестором или иным лицом, которое представляет его интересы.
В состав задач технологического обоснования строительства нефтегазопровода входят:
- Определение стоимости строительства нефтегазопровода на основании нормативов капиталовложений.
- Проведение полного анализа ресурсов природного газа, нефти и нефтепродуктов, которые буду перемещаться по данному трубопроводу.
- Установление очередности строительства элементов трубопровода и очередность ввода в их в эксплуатацию.
- Выбор главного направления трубопровода.
- Определение необходимого числа перекачивающих станций для нормального функционирования трубопровода, а также их диаметра.
- Определение или установление рабочей производительности трубопровода по очередям строительства и при полном развитии.
После выбора генерального направления трубопровода проектировщик проводит изыскательские работы. Целью таких работ является более детальные уточнения и сбор данных, которые необходимы для проектирования, а также разрешение возникающих вопросов строительства с местными органами самоуправления и государственными службами надзора. Результатом изыскательских работ является уточнение параметров технологического плана, продольного профиля. Продольный профиль представляет собой графический материал, с помощью которого определяют расстояние между перекачивающими станциями и построение эпюр расчетных давлений по нефтегазопроводу. Далее проводятся инженерно-геологические изыскания, во время которых производят проходку разведочных скважин и выработок, подробное исследование сложных переходов и участков, определяют объем земляных работ, глубину промерзания грунтов по участку направления трубопровода, их агрессивную и коррозийную активность, свойства добываемых газа и нефти, а также окончательный состав элементов нефтегазопровода.
Технологические расчеты
Важной операцией, входящей в состав проектных мероприятий строительства нефтегазопроводов, являются технологические расчеты. В состав технологических расчетов входят:
- Гидравлический расчет.
- Выбор оптимального диаметра трубопровода.
- Выбор оборудования, механизмов и машин.
- Механические расчеты.
- Теплотехнические расчеты.
Гидравлический расчет нефтегазопровода – это расчет, задачей которого является выявление суммарных потерь напора по всей длине трубопровода, а также определение числа перекачивающих станций и мест их расположения.
В состав гидравлического расчета входят определение и расчет пропускной способности и рабочего давления, диаметр, режим и скорость течения жидкости, от которой зависит гидравлический коэффициент сопротивления. А в конце определяют гидравлический уклон и потерю напора на трение. В конечно итоге формула для нахождения гидравлического сопротивления выглядит следующим образом:
$λ =64/Re$ ,
где $Re$ – критерий Рейнольдса, который определяется по формуле:
$Re = (w • d) / ν$
где $w$ – скорость движения жидкости; $d$ – диаметр трубы; $v$ – кинематическая вязкость жидкости.
Отсюда потеря напора на трение вычисляется по формуле:
$h = λ • (l / d) • (w^2 / 2g)$
где $l$ – длина трубопровода, $g$ – ускорение свободного падения.
Наиболее выгодным диаметром трубопровода является тот, который требует минимальных эксплуатационных расходов и капитальных затрат при максимальной пропускной способности.
Для расчета пользуются следующим уравнением:
П = Э + Е • К = min,
где П – приведенные затраты; Э-эксплуатационные расходы; К – капитальные вложения; Е – коэффициент эффективности.
К механическим и теплотехническим расчетам относятся определение таких показателей нефти или газа, как взрывопожароопасность, плотность, вязкость, токсичность, электризация и испаряемость, теплоотдача, температура и т.п.
