Збільшення пропускної здатності нафтопроводів

Мета роботи: Вивчення способів збільшення пропускної здатності магістральних нафтопроводів і експериментальна перевірка їх на лабораторному трубопроводі.

В результаті проведення лабораторного заняття студенти повинні:

знати способи збільшення пропускної здатності магістральних нафтопроводів;

уміти правильно вибрати спосіб збільшення пропускної здатності магістральних нафтопроводів.

4.1 Основні теоретичні положення

Пропускна здатність нафтопроводу може бути збільшена трьома способами:

1. Подвоєнням кількості нафтоперекачувальних станцій.

2. Прокладанням лупінгів.

3. Комбінованим способом – прокладанням лупінгів при одночасному подвоєнні кількості нафтоперекачувальних станцій.

Ступінь підвищення пропускної здатності нафтопроводу характеризується коефіцієнтом збільшення продуктивності

, (4.1)

де - об’ємна витрата рідини після її збільшення;

- об’ємна витрата рідини до її збільшення.

Орієнтовним показником, за яким вибирається спосіб збільшення пропускної здатності, є величина

, (4.2)

де - показник режиму руху в формулі Лейбензона.

Якщо , то з метою збільшення пропускної здатності застосовується подвоєння кількості перекачувальних станцій, за - прокладання лупінгів, а якщо , то комбінований спосіб.

За подвоєння кількості нафтоперекачувальних станцій, обладнаних відцентровими насосами, ступінь підвищення пропускної здатності (у випадку рівнинної місцевості і нехтування підпором) визначається із виразу

, (4.3)

де

; (4.4)

- довжина трубопроводу; -коефіцієнт, що залежить від режиму руху рідини; -кінематична в’язкість рідини; - внутрішній діаметр трубопроводу; - коефіцієнт у характеристиці насоса вигляду ; - кількість перекачувальних станцій, що працюють на трубопроводі до збільшення пропускної здатності.

Якщо прокладаються лупінги і перекачування рідини здійснюється відцентровими насосами ступінь підвищення пропускної здатності дорівнює

, (4.5)

де - довжина лупінга;

, (4.6)

- внутрішній діаметр лупінга.

На етапі проектування трубопроводів збільшення пропускної здатності може досягатись прокладанням вставок більшого діаметра. У цьому випадку

, (4.7)

де ; - внутрішній діаметр вставки; - довжина вставки.

Для комбінованого способу збільшення пропускної здатності (за рівнинної місцевості і нехтування підпором) ступінь підвищення пропускної здатності можна визначити із виразу

. (4.9)

4.2 Обладнання і прилади

Лабораторна робота виконується на установці “Модель магістрального нафтопроводу”, схема якого зображена на рисунку 3.1.

Для дослідження збільшення пропускної здатності шляхом подвоєння кількості перекачувальних станцій працюють насоси № 1 (головна станція) і № 3 (проміжна станція), обладнані відцентровими насосами марки “Кама-3”. На перегоні між головною і проміжною перекачувальними станціями передбачено лупінг з внутрішнім діаметром, що дорівнює діаметру основної магістралі ( мм). Довжина лупінга м.

Лабораторна установка дозволяє порівнювати пропускну здатність трубопроводу, зібраного з труб однакового діаметра, і трубопроводу, що має вставку більшого діаметра. Довжина вставки більшого діаметра м, її внутрішній діаметр мм.

Площа дзеркала води в лівому відсіку ємності 1, яка моделює початковий і кінцевий пункти трубопроводу, м², а в правому - м². Загальна довжина трубопроводу за збільшення пропускної здатності шляхом прокладання лупінга і вставки м, а за подвоєння кількості перекачувальних станцій і комбінованого способу збільшення пропускної здатності м. Для насоса “Кама-3” коефіцієнт (с/м³)^1,75.