Краткий конспект по дисциплине «Сооружение и ремонт НГП и НХ.

Лекция №1

Выбор оптимального способа транспорта нефтяных грузов.

Существующие виды транспорта нефти, нефтепродуктов и газа:

• трубопроводный – самый эффективный и распространенный;

• морской – при наличии и необходимости;

• речной – при наличии и небольшого количества, не все сезонный;

• ж/д транспорт при его наличии;

• автотранспорт – при очень небольших объемах и не большой протяженности

Критерии оптимальности.

• объем нефтяных грузов

• наличие существующего вида транспорта

• капитальные затраты

• эксплуатационные затраты

Выбор определяется ТЭО наиболее приемлемых видов транспорта, учитывая критерии оптимальности.

Лекция №2

Состав магистральных трубопроводов (МТ) и их конструктивные схемы:

• головные Насосно - Компрессорные Станции (НКС)

• промежуточные НКС

• конечные сооружения (терминалы)

• линейная часть МТ включая попутные путевые подогреватели для горячих Нефте – Проводов (НП)

• пункты приема попутных продуктов нефти и газа

• пункты отпуска продуктов нефти и газа попутным потребителям

Лекция №3

Классификация МТ и разделение их на категории:

Магистральные газопроводы подразделяют на следующие классы: I — номинальное рабочее давление (на выходе из КС) от 2,5 до 10 (включительно) МПа, II — то же, от 1,2 до 2,5 (включительно) МПа; магистральные нефте- и нефтег.родукто-проводы — I — условный диаметр труб 1000—1400 мм, II — то же, 500—1000 мм, III —то же, 300 — 500 мм, IV —менее 300 мм.

Категория магистральных трубопроводов и их участков за­висит от коэффициента условий работы при расчете магистраль­ного трубопровода па прочность и определяет число монтажных сварных стыков трубопровода, подлежащих контролю физиче­скими методами (в % от их общего числа), а также давление предварительного гидравлического испытания трубопровода до сдачи его в эксплуатацию (табл. 1).

Магистральные газопроводы, имеющие условный диаметр труб 1200 мм и более, и магистральные нефте- и нефтепродукто-проводы, имеющие условный диаметр труб 700 мм и более, отне­сены к III категории; соответственно менее 1200 и 700 мм — к IV категории.

Лекция №4

1. Основные формулы для гидравлического расчета трубопровода:

А) исходные данные – расход Q, м3/час

- диаметр внутренний Dy, м

- протяженность L, м

- разность геом. отметок dz, м

- плотность продукта , кг/м3

- вязкость продукта , м2/с

Б) расчетные формулы –

•  = Q/(3600*0.785*Dy²) – скорость, м/с

• Re = *Dy/ – критерий Рейнольдса

•  = 0,3164/Re ^0.25 – коэф. cопротивления

• h = *L/Dy*²*/(2g)*10^-3 – линейные потери напора в труб-де, м

• H = k_m* h + dz +P_k – полные потери напора в трубопроводе,

Где k_m – коэффициент местных сопротивлений

Dz – потери напора на разность геометрических высот рельефа местности

P_k – минимально допустимое конечное давление на терминале или НКС

2. Расчет технологических параметров НГП. Расстановка НКС вдоль фиксированной трассы трубопровода:

• определение толщины стенки и допустимо максимальных рабочих давлений определим исходя из выражения:

где Р ат – пробное давление для трубопровода определяемое из выражения:

где δ – толщина стенки трубы ,мм;

;

где n _p –коэффициент надежности по нагрузке от внутреннего давления ;

р – рабочее давление, ата ;

D_н,D_вн – наружный и внутренний диаметры трубопровода, мм.

R₁ – временное сопротивление разрыву металла труб, кг/мм².

n_р=1,1 [1, табл. 13];

• гидравлический уклон

• - h = *1/Dy*²*/(2g)*10^-3

• определение перевальных точек и определение количества НС и мест их установки

dH

dh – отрицательное – наличие перевальной точки

h_2н

h_1н h_р

dh_тр

Р_к

h_р > dh_тр

h_р – располагаемый напор, м (разность геометрических высот на плотность жидкости)

h_1н, h_2н – располагаемый напор насосных станций, м;

dh_тр – потери напора в трубопроводе, м;

• определение конечной температуры горячих трубопроводов и минимально допустимого объема прокачки нефти

t_oc – температура окружающей среды

T_н – температура нефти;

K_т – коэффициент теплопередачи изоляционного слоя, Вт/м²* ⁰С

Q – количество перекачиваемой нефти, м³/час;

L_тр – протяженность трассы трубопровода, м;

p,C_p – плотность нефти и ее теплоемкость

Вывод: - данным расчетом определяем критическую температуру застывания высоковязких нефтей, т.е. место установки путевых подогревателей и соответственно минимальный объем прокачки для данного участка трубопровода.

Лекция №5

МТ. Общее положение:

• МТ прокладываются подземно (подземная прокладка);

• прокладка МТ по поверхности земли в насыпи (наземная) или на опорах (надземная) допускается только как исключение (в пустынях, горных р-нах, на болотах, р-нах горных выработок, оползней и р-нах распространения вечномерзлых грунтов, на переходах через естественные и искусственные препятствия);

• прокладка МТ может осуществляться одиночно или параллельно действующим или проектируемых МТ в техническом коридоре;

• не допускается прокладка МТ по территории населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а/п, ж/д станций, морских и речных портов и др. аналогичных объектов;

• вокруг МТ и их объектов устанавливаются охранные зоны согласно правил охраны МТ;

Лекция №6

Размещение запорной арматуры на трубопроводах:

• на МТ устанавливается запорная арматура согласно расчета, но расстояние между ними должно быть не более 30 км;

• кроме того : - на обоих берегах водных преград при пересечении в 2-е нитки и более, и на одиночных трубопроводах категории В;

• в начале каждого ответвления на расстоянии не менее 15 м;

• на входе и выходе НКС;

• по обеим сторонам авто. мостов (для газопровода) на расстоянии не менее 250м;

• на обоих берегах болот 3 типа протяженностью свыше 500 м;

• для контроля наличия конденсата и выпуска его на газопроводах необходима установка конденсатосборников

• на обоих концах участков газопроводов между запорной арматурой устанавливается продувочная свеча

• в верхних и нижних точках НПП устанавливаются воздушники и спусники.

Лекция №7

Основные требования к трассе трубопроводов:

• выбор трассы МТ должен производиться по критериям оптимальности,

минимальные кап. и эксплуатационные затраты на строительство и эксплуатацию ;

• условия строительства, чтобы обеспечить наиболее эффект., экономические и высокопроизводительные методы;

• перспективное развитие городов и др. нас. пунктов, пром и сельхоз предприятий и т.д.;

• не допускается прокладка МТ в тоннелях и по мостам ж/д и авто дорог, в одной траншеи с эл. кабелем и т.д.

• избегать прокладку МТ в заболоченных и горных местах, по сельхоз угодиям, над подземными горными выработками, через искусственные и естественные препятствия.

Лекция №8

Конструктивные требования к МТ:

• диаметр МТ должен определяться расчетом;

• при транспортировки нефтепродуктов в одном направлении следует проектировать с различной толщиной стенки;

• установку з/а, соединяемой при помощи фланцев, следует предусматривать в колодцах;

• допустимые радиусы изгиба МТ следует определять расчетом из условий прочности;

• на МТ должны быть предусмотрены, в пределах одного очищаемого участка постоянного внутреннего диаметра, узлы пуска и приема очистных и разделительных устройств;

• МТ и узлы пуска и приема очистных устройств должны быть оборудованы сигнальными приборами, регистрирующими прохождение очистных устройств;

• с целью уменьшения продольных перемещений МТ следует предусматривать установку компенсаторов (П, Z –образной или другой формы;

• на трассе МТ должна предусматриваться установка сигнальных ж/б или деревянных знаков высотой 1,5 – 2 м от поверхности земли.

Лекция №9

Деление МТ на испытуемые участки производится только при гидравлическом испытании, при разности геометрических отметок более 30 м, т.к. в трубопроводе при заполнении водой возникают естественные давления столба жидкости.

При создании в трубопроводе испытательного давления в нижних и верхних точках трубопровода давление будет соответствовать испытательному плюс естественное, что может привести к разрушению трубопровода или не до испытанию его, поэтому:

• разность геометрических отметок начала и конца участка не должна превышать более 20 м.

• на концах участка должна быть запорная арматура

• участок должен быть оборудован воздушниками и спусниками

Z = 120 м

Dh = 0м

D h=70м 20м

Z =50 м 20м

20м

20м

Dh=120м 20м

20м

Z = 0 м

3. Гидравлическое испытание МТ:

• при открытых воздушниках заполнять МТ водой, при появлении устойчивой струи поочередно закрывать воздушники;

• отстой в течении 6 часов, после чего повторить выпуск воздуха;

• после чего продавочным агрегатом повысить давление до испытуемого (пробного), выдержать в течении 6 часов и если давление не снизится более чем на 1 %, МТ испытание выдержал;

• снизить давление до рабочего, после чего осмотреть участок на предмет определения дефектов(потение сварных швов, свищи, грыжи и т.д.), при обнаружении таковых устранить дефекты и повторить испытание в той же последовательности;

Лекция № 10

Очистка внутренней полости и испытание МТ на прочность плотность:

• существуют три способа очистки ВПМТ; - воздухом, водой и газом;

• воздухом – накопление воздуха в ресивере (соседнем участке МТ) и большим потоком выдувание грязи и посторонних предметов, а также прогонка скребка с выпуском воздуха на другом конце МТ;

преимущества: отсутствует загрязнение окр. среды, все сезонное применение, безопасный метод очитки;

недостатки : отсутствие компрессоров большой производительности, ресиверов большой емкости, большие энергетические затраты;

• водой – из ближайшего водоема насосом большой производительности (скорость потока не менее 1,5 – 2 м/с) далее так же;

преимущества: не требуется сооружать накопительных емкостей, безопасный метод очитки, минимальные затраты энергии;

недостатки: невозможность производить очистку в период отрицательных температур, загрязнение окр. среды;

• нефтяным газом: из существующего действующего газопровода с обязательным соблюдением мер безопасности, заполнение МТ через трубку малого диаметра газом (вытеснение воздуха из другого конца МТ во избежании образования взрывоопасной смеси) и плавным открытием з/а газопровода;

преимущества: минимальные затраты энергии, не требуются компрессора большой производительности и сооружение ресиверов, все сезонное применение;

недостатки: опасный метод очистки, загрязнение окр. среды, большие потери природного сырья;

Лекция №11

Строительство трубопроводов в равнинных условиях

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

При строительстве линейной части магистральных трубопро­водов основной объем подготовительных работ выполняют не в подготовительный период, т. е. до начала проведения основ­ных видов работ, а с определенным их опережением.

К внеплощадочным работам здесь относят сооружение подъ­ездных дорог, а к внутриплощадочным — подготовку трассы трубопровода к проведению основных работ и работ по строи­тельству переходов трубопровода через естественные и искусст­венные преграды.

В зависимости от природно-климатических условий строи­тельства состав и структура подготовительных работ весьма разнообразны: расчистка трассы от леса и кустарника, срезка

• – подготовка трассы ( снятие плодородного слоя земли, засыпка ям, сравнивание неровностей, снятие слоя до 0,5 м торфа, засыпка заболоченных мест с глубинной до 1 м, устройство дорог, сооружение промежуточных баз, завоз материалов и техники и т.д.);

. Летом работы выполняет бригада, состоящая из следующих звеньев:

первое — размечает границы полосы отвода, ось трубопро­вода и трелевочного волока;

второе — убирает зависшие кроны деревьев, завалы, буре­ломы и т. п.;

третье — с помощью бульдозера готовит площадки для раз­делки хлыстов, прокладывает трелевочный волок;

четвертое — с помощью трелевочных тракторов, бензомотор­ных пил и сучкорезов валит лес, обрубает сучья, осуществляет трелевку хлыстов по волоку на разделочную площадку и раз­делку хлыстов на сортамент (при необходимости кустарник и мелколесье срезают бульдозерами);

пятое — с помощью корчевателей и бульдозеров выполняет работы по корчевке пней, засыпке ям и неровностей, роет тран­шеи для захоронения пней и порубочных остатков (если их не используют для устройства временных лежневых дорог), осу­ществляет захоронение и окончательную планировку полосы отвода.

Рас. 9. Зоны полосы отвода земель для строительства магистрального тру­бопровода:

а, б — расстановка механизмов без выполнения рекультивации; в, г — то же, при вы­полнении рекультивации; зоны: /—прохода строительной колонны и трактора; II — разработки траншеи и отвала грунта; III, VI — работы бульдозера; IV — рекультива­ции; У—отвала плодородного слоя; I — траншея; 2 — ось траншеи; 3, 5 — отвал со­ответственно минерального грунта и плодородного слоя; 4 — трубопровод;А — расстоя­ние, устанавливаемое по нормам

• рытье траншей при подземной прокладки или забивка свай при надземной прокладки МТ;

• сварка труб в плети, гидро – теплоизоляция, укладка плети в траншею или на сваи;

• предварительное гидро – пневмоиспытание на прочность и герметичность;

• засыпка траншеи, производство восстановительных работ, рекультивация трассы;

• очистка внутренней поверхности и испытание трубопровода на прочность и герметичность;

• ввод трубопровода в эксплуатацию.

Лекция №12

Строительство трубопроводов на болотах;

технология строительства такая же как на равнинной местности:

• особенности – устройство дорог (настил, отсыпка);

• с глубинной торфа до 0,5 м производится его выемка;

• более 0,5 м осушка, отсыпка или работы ведутся в зимний период на промерзающих болотах;

• на не промерзающих болотах работа с настилов или понтонов;

• предусматривается утяжеление МТ пригрузами или якорение от всплытия.

• повышенная гидроизоляция и повышенная защита от карозии.

Лекция №13

Подземные переходы под дорогами:

Прохождение МТ под дорогами должны предусматриваться в защитном футляре или в тоннеле, диаметр которых должен быть больше наружного диаметра МТ не менее чем на 200 мм;

На газопроводах концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала;

• устройство котлованов для установки оборудования для производства

бурения, прокалывания или продавливания грунта под дорогой;

• установка кожуха или устройство тоннеля;

• монтаж трубопровода(гидро- теплоизоляция, футеровка, испытание на плотность и прочность);

• установка на концах кожуха уплотнительных сальников;

• устройство свечей на газопроводе и дренажных устройств на НПП.

Лекция №14

Ремонт НПП на отдельном участке. Замена трубопровода.

- после сборки и испытания нового трубопровода (тр-да) необходимо: -

• остановка МТ;

• отключение данного участка установленной з/а;

• установка вантов для перекачки нефтепродукта из ремонтируемого участка в МТ после з/а по разработанной схеме и подключения компрессора;

• монтаж обвязки вспомогательных трубопроводов;

• установка и подключение компрессора и насосного агрегата(НА);

• удаление нефтепродукта с помощью НА за з/а в действующий тр-д;

• разрезание тр-да по гарантированным сварным швам с установкой стандартных поддонов;

• установка проектного скребка в начале рем. тр-да по ходу нефтепродукта;

• удаление остатков нефтепродукта с помощью компрессора и скребка;

• подключение нового тр-да при помощи сварки;

• демонтаж рем. тр-да по разработанной технологии.

Лекция №15

Краткая характеристика нефтебаз.

Основными задачами нефтебаз являются:

• Обеспечение бесперебойного снабжения потребителей нефтепродуктами, сохранности качества и сокращения до минимума потерь нефтепродуктов

Нефтебазы подразделяются:

• По назначению – на перевалочные, распределительные и базы хранения;

• По транспортным связям – на железнодорожные, трубопроводные, водные и глубинные нефтебазы.

Основными показателями нефтебаз необходимо считать:

• общую вместительность, годовой оборот, коэффициенты оборачиваемости, использования и заполнения резервуаров.

• Годовой грузооборот составляет сумму объемов принятых в резервуары и отгруженных из них нефтепродуктов в течении года. В зависимости от годового грузооборота нефтебазы делятся на 5 групп:

Группа Грузооборот, тыс. т/год

1. свыше 500

2. Свыше 100 до 500 включительно

3. Свыше 50 до 100 включительно

4. Свыше 20 до 50 включительно

5. До 20 включительно

Коэффициент использования – отношение полезного объема резервуаров к их номинальному.

Лекция №17

17. Характеристика искусственных и естественных препятствий

Лекция №18

Особенности строительства МТ в пустынях и в горах

-1-

Краткий конспект по дисциплине

«Эксплуатация и ремонт НГП и НХ»