sbornik_FTT_2015_1__1

191

Выводы. Разработана и верифицирована конечно-элементная модель РВС с поверхностной трещиной при различных температурах окружающей среды. В соответствии с планом эксперимента проведен расчет КИН по фронту трещины в стенке РВС с помощью МКЭ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Самигуллин Г.Х., Герасименко А.А. Определение коэффициента интен-

сивности напряжений для резервуара РВС - 10000 м // Научно-технический журнал «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов». - 2014. - №1. - С. 102-111.

УДК 622.692.4

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ НЕФТЯНЫХ НАСОСОВ ВО ВРЕМЕНИ В ПРОЦЕССЕ ИХ ОСТАНОВКИ

М.Д. Середюк, С.Я. Григорский, ИФНТУНГ, г. Ивано-Франковск, Украина

Наиболее характерными и распространенными примерами переходных процессов в магистральных нефтепроводах являются гидродинамические процессы, вызванные остановками отдельных центробежных насосов и НПС в целом. В шестидесятые-восьмидесятые годы прошлого века российские ученые посвятили ряд работ теоретическим исследованием закономерностей переходных процессов в трубопроводах [1,2]. В то же время следует указать на недостаточное подтверждение закономерностей гидродинамики переходных процессов в нефтепроводах результатами лабораторных и промышленных экспериментов. Приведенное выше определяет актуальность и важность экспериментальных исследований закономерностей переходных процессов в нефтепроводах. Нами выполнены экспериментальные исследования закономерностей изменения частоты вращения ротора насосных агрегатов во времени в процессе их остановки на НПС действующего нефтепровода [3]. В качестве примера исследована остановка нефтяного насоса марки НМ 3600-230 со сменным ротором 0,5 от номинальной производительности. В момент остановки параметры работы насоса были близки к номинальным. Установлено, что процесс остановки насосного агрегата не превышает 80 с. За это время частота вращения ротора насоса уменьшается от 3000 до 120 об/мин. Анализ

192

экспериментальных данных показал, что процесс уменьшения частоты вращения ротора насоса можно разбить на два этапа. Первый этап продолжительностью до 30с характеризуется интенсивным уменьшением частоты вращения, на втором этапе - частота вращения ротора насоса уменьшается значительно медленнее. Изменение частоты вращения вала указанного выше насоса во

С использованием теории подобия центробежных машин при наличии закономерности изменения частоты вращения вала насоса определено изменение во времени его давления (при плотности

870 кг/м ) и объемного расхода. В результате получена такая аналитическая зависимость давления насоса (МПа) от времени, отчитываемого от начала процесса остановки (с)

где 1,96 - давление нефти, который создавал насос до остановки при рабочем расходе и номинальной частоте вращения ротора.

Из анализа формулы (3) следует, что в течение короткого времени (до 20с) с начала остановки насосного агрегата давление, созданное насосом, интенсивно уменьшается от 2,0 до 0,2 МПа, после этого насос перестает выполнять свою функцию увеличения давления транспортируемой жидкости и превращается в местное гидравлическое сопротивление.

Полученные для каждого типа нефтяного насоса математические модели вида (1)-(3) позволяют достоверно прогнозировать изменение параметров работы насоса во времени при его остановке. Это дает возможность прогнозировать начальную амплитуду волны повышенного давления в нефтепроводе, а также ее изменение по мере прохождения по трассе нефтепровода.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Вязунов Е.В. Переходный процесс на насосной станции магистрального

нефтепровода при отключении одного из работающих насосов / Е.В. Вязунов,

193

Б.М. Прохоров // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - М.: РНТС ВНИИОЭНГ. - 1972. - №8. - С. 16-19.

2.Мороз П.А. Нестационарные процессы в магистральном нефтепроводе при изменении режима работы насосных станций / П.А. Мороз, Л.В. Полянская // Нефтяное хозяйство. - 1965. - №5. - С. 63-68.

3.Середюк М.Д., Григорский С.Я. Экспериментальные исследования переходных процессов в магистральных нефтепроводах, вызванных остановками насосных агрегатов // Научный вестник Ивано-Франковского национального технического университета нефти и газа. - 2013. - № 2(35). - С. 16-29.

УДК 330.332.5:621.643

МЕЖОТРАСЛЕВЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТОВ НЕФТЕПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА

П.Ю. Сериков, ОАО «АК «Транснефть», г. Москва

Установлено значительное влияние межотраслевых взаимодействий на формирование добавленной стоимости при строительстве магистральных нефтепроводов на создание валовой добавленной стоимости на уровне экономики страны.

Рассмотрен проект строительства магистрального нефтепровода как комплексной системы со сложным уровнем организации внутренних связей, не изолированной от внешних воздействий, тесно связанной с сопряженными отраслями экономики, обеспечивающими проект технологиями, кадрами, ма- териально-техническими ресурсами и инфраструктурой на всей периоде реализации проекта.

Капитальные вложения в сооружение линейной части магистрального нефтепровода учитывают зависимость инвестиционных затрат от марки стали, влияющей на стоимость трубы (также как и от толщины стенки трубы), а также на строительно-монтажные работы (СМР) по ее укладке.

Капитальные вложения в сооружение нефтеперекачивающих станций (НПС) дифференцируется по двум основным составляющим. Затраты, зависящие от мощности (условно-переменные), включают в себя стоимость нефтеперекачивающих агрегатов, внутриплощадные коммуникации. Затраты незави-

194

сящие от мощности (условно-постоянные) предусматривают инвестиционные расходы в сооружение объектов общестанционного и вспомогательного назначения, объектов инфраструктуры НПС, а также затраты на строительство пунктов приема - сдачи нефти (ПСП), которые устанавливаются в пунктах приема нефти от грузоотправителей, в пунктах сдачи на НПЗ, экс-

портные терминалы, пункты налива и перевалки и между смежными линейными предприятиями.

Для выявления мультипликативного эффекта, возникающего при межотраслевых взаимодействиях, рассмотрена продукция в технологической цепочке: добыча и обработка железной руды - производство и прокатка металла - производство штрипса и трубных заготовок - трубная продукция - строительство трубопровода.

Для формирования объективной и экономически обоснованной информации о затратах на производство трубной продукции проведён анализ их структуры. Для примера оценивались затраты на производство так называемой «чёрной» трубы, т.е. трубы без изоляционного покрытия.

Рассмотрена цепочка формирования добавленной стоимости в последующих переделах цикла производства труб, который обеспечивается целым рядом смежных и вспомогательных производств, в рамках подхода, предложенного Р. Каплинским и Г. Джереффи. Отрасль, в рамках данного подхода оценивается с одной стороны, как генератор добавленной стоимости, с другой стороны оцениваются её возможности перераспределения добавленной стоимости других смежных отраслей в ключе оценки конкурентоспособности отрасли.

Учитывая данные проведенного исследования, представляется возможным рассмотреть вопрос о создании системы ежегодного мониторинга за цепочками создания добавленной стоимости, которая позволила бы своевременно регистрировать перераспределение добавленной стоимости между отраслями народного хозяйства.

Сделан вывод о важном влиянии инвестиционных расходов при строи-

195

тельстве магистральных трубопроводов на стимулирование роста ВВП.

УДК537.2

ВЛИЯНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НА БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ

Г.Х. Самигуллин, Р.Р. Султанбеков, Горный университет, г. Санкт-Петербург

Магистральные трубопроводы и резервуарные парки являются основными элементами системы транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов, безопасность эксплуатации которых обуславливается множеством факторов. К таким факторам относят так же и статическое электричество, возникающее при движении углеводородных жидкостей по трубопроводам[1]. При закачке, хранении и опорожнении нефти и нефтепродуктов на резервуарах происходит возникновение зарядов статического электричества, причем электризации нефти повышается с увеличением скорости перемещения.

При прохождении нефти через технологические устройства (насосы, фильтры для очистки, сепараторы для очистки от воды) происходит увеличение плотности заряда. При перекачке нефти по заземленному трубопроводу происходит снижение потенциала, а отсутствие воздушных промежутков в трубопроводе предотвращает накопление зарядов.

В резервуарах, напротив, происходит активное накапливание заряда статического электричества, во-первых, из-за наличия газового пространства над поверхностью нефти, во-вторых,из-за сливно-наливных операций.

Сейчас используются два основных способа борьбы со статическими зарядами. Первый метод - это снижение постоянной времени релаксации путем добавления в нефть специальных присадок, которые увеличивают её электрическую проводимость. Данным способом активно пользуется компания «Shell». Недостатками метода являются необходимость непрерывного контроля и точной дозировки реагента (при очистке нефти фильтрами происходит удаление присадки), а так же высокие финансовые затраты[2].

Второй метод - это заземление резервуара, что самым непосредственным образом уменьшает величину заряда либо снижение скорости движения

196

нефти при сливо-наливных операциях. Однако, несмотря на все это, сохраняется опасность воспламенения резервуара.

Причины низкой эффективности этих методов заключаются в следующем. Заряд в резервуаре распределяется неравномерно по поверхности нефти, что объясняется релаксацией заряда на заземленные стенки. В точке, наиболее удаленной от стенок резервуара, происходит накопление большого заряда, который создает электрическое поле между этой точкой поверхности нефти и стенками. По мере накопления заряда напряженность электрического поля растет до значения, при котором возможен разряд, сопровождаемый искрообразованием. При этом выделяется накопленная в нефти энергия, и если ее величина будет равна минимальному значению энергии воспламенения, то паровоздушная смесь в газовом пространстве резервуара воспламенится, что приведет к пожару. В России в 9,5 % случаях пожаров в резервуарах источником возгорания являлись разряды статического электричества [3].

Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод о необходимости создания системы мониторинга за электростатическими зарядами, что существенно повысит эффективность использования методов защиты от электрических статических зарядов и соответственно увеличит пожаровзрывобезопасность резервуарных парков.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Максимов Б.К., Обух А.А. // Статическое электричество в промышленности и защита от него. - М.: Энергоатомиздат, 2000.

2.Жигулин С.П. // Оценка опасности статического электричества на объектах нефтегазовой отрасли // Вестник Академии ГПС МЧС России, №5, 2006.

3.ГОСТ Р 12.1.018-92 ССБТ. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования

197

УДК 622.692.4.053

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕ- И НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДОВ

В.И. Суриков, ООО «НИИ Транснефть», г. Москва

Современное состояние нефте- и нефтепродуктопроводного транспорта характеризуется длительным сроком эксплуатации действующих магистральных трубопроводов при значительном увеличении объемов перекачки по ним жидких углеводородов.

Так за последние 7 лет в России отмечается стабильный рост добычи нефти с 488,1 млн. тонн в 2008 году до 526,8 млн. тонн в 2014 году. Для обеспечения транспортировки возрастающих объемов нефти от мест добычи до внутренних потребителей и на экспорт требуется увеличение пропускной способности действующих магистральных нефтепроводов.

Однако на сегодняшний день более 50 % магистральных нефтепроводов эксплуатируются свыше 30 лет. Выполненные рядом авторов исследования показывают, что в процессе длительной (20 лет и более) эксплуатации магистральных нефтепроводов происходит изменение (в сторону ухудшения) характеристик металла труб. Механическими испытаниями образцов, вырезанных из демонтированных труб, было установлено, что в процессе длительной эксплуатации сталей 17ГС, 14ХГС, 19Г имеет место увеличение их прочностных свойств: временное сопротивление и предел текучести возрастают примерно на 10 %. Одновременно наблюдается значительное снижение пластических свойств стали. Метал в процессе длительной эксплуатации охрупчивается (относительное удлинение и относительное сужение уменьшаются на 20 - 25 %), существенно снижается ударная вязкость (у стали 19Г параметр КСУ уменьшается в два раза).

По мере повышения рабочего давления, возрастания диаметра труб, увеличения срока службы нефтепровода повышается склонность металла к хрупким разрушениям. Такие разрушения могут происходить даже при нормаль-

198

ных значениях окружных напряжений, составляющих 30...50 % от предела текучести, т.е. в заведомо упругой области работы металла трубопровода.

Как известно, на стенках труб имеется различные дефекты, возникающие в процессе получения листового металла, изготовления труб, их транспортировке и эксплуатации в составе магистрального трубопровода. Имеющиеся в настоящее время внутритрубные дефектоскопы позволяют определить многие из известных дефектов, с большой точностью, как по геометрическим размерам, так и по ориентации на теле трубы.

Наличие достоверной информации по характеристикам и расположению дефектов, а так же наличие методического аппарата основанного на многолетних исследованиях трубных сталей длительно эксплуатируемых нефтепроводов позволяет с большой точностью определять фактическую несущую способность труб линейной части магистральных нефтепроводов, что в свою очередь определяет рабочее давление на выходе НПС, а в конечном итоге и пропускную способность трубопровода.

На основании изложенного очевидно, что проблема повышения пропускной способности действующих магистральных нефтепроводов требует применения не только общеизвестных методов (строительство лупингов, увеличение числа насосных станций, применение противотурбулентных присадок), но и использование комплексного метода увеличения пропускной способности путем повышения рабочего давления на выходе НПС с заменой труб линейной части магистрального нефтепровода с недостаточной величиной несущей способности.