1 Постановка завдання та формування початкових даних

Технологічний розрахунок магістральних нафтопроводів проводиться згідно з ВНТП 2-86. Норми є обов'язковимиприпроектуваннінових, розширеннііреконструкції діючихмагістральних нафтопроводів.

Для технологічного розрахунку магістрального нафтопроводу необхідні такі початкові дані:

1. Обсяги перекачування.

2. Фізико-хімічні властивості транспортованої нафти (густина, в’язкість).

3. Температура грунту на глибині укладання трубопроводу.

4. Механічні властивості матеріалу труб.

5. Техніко-економічні показники спорудження і експлуатації лінійної частини нафтопроводу та нафтоперекачувальних станцій.

6. Креслення стислого профілю траси трубопроводу.

1. Вибір конкуруючих варіантів магістрального трубопроводу

Механічний та гідравлічний розрахунки виконуються для декількох конкуруючих варіантів, що різняться, насамперед, діаметром трубопроводу. Вибір діаметру проводиться за річним обсягом транспортування. Для М = 14,4 згідно з ВНТП 2-86 вибираємо три конкуруючих варіанти: рекомендоване значення діаметру, а також менше і більше значення діаметра.Результат заносимо у таблицю 1.1.

1.2 Визначення розрахункових величин густини, в’язкості і витрати нафти

Основними фізико-хімічними властивостями нафти, що використовуються при технологічному розрахунку магістральних нафтопроводів є її густина та в’язкість.

Таблиця 1.1 – Конкуруючі варіанти діаметрів нафтопроводу

Продуктивність,	Зовнішній діаметр, мм	Допустимий тиск, МПа
7 – 13	630	5,5
11 – 19	720	6,1
15 – 27	820	5,9

У зв’язку зі зміною температури грунту на глибині укладання трубопроводу протягом року змінюється температура транспортування нафти, відповідно змінюються її фізичні властивості. Тому для виконання проектного розрахунку і розрахунків режимів роботи нафтопроводу необхідно використовувати значення густини і в’язкості нафти, що відповідають умовам перекачування. Для орієнтовних гідравлічних розрахунків нафтопроводу як розрахункова температура нафти приймається мінімальна середньомісячна температура ґрунту на глибині залягання осі підземного трубопроводу.

Згідно з СНиП 2.05.06-85 глибина укладання нафтопроводу до верху трубиH повинна становити не менше:

• 0,8 м - при діаметрі менше 1000 мм;

• 1,0 м – при діаметрі 1000 мм і більше;

• 1,1 м – на болотах і торфових грунтах, що підлягають осушенню;

• 1,0 м – в піщаних барханах, рахуючивіднижніхпозначок міжбарханних основ;

• 0,6 м – у скельових грунтах, болотистій місцевості привідсутності проїзду автотранспорту і сільсько-господарських машин.

Розрахункову температуру знаходимо для нашого рекомендованого діаметру (DN 700), тобто Н = 0,8 м. Глибина залягання осі трубопроводу визначається за формулою

де D – зовнішній діаметр нафтопроводу.

Найближчим табличним значенням глибини залягання осі трубопроводу, для якого відомі розрахункові температури, є Згідно вимог до проектування приймаємо мінімальну середньомісячну температуру ґрунту на глибині залягання осі підземного трубопроводу,

В інженерних розрахунках досить часто використовують формулу

де – густина нафти при температурі

– температурна поправка, .

Температурна поправка визначається за формули

Обраховуємо температурну поправку за формулою (1.3), а обраховане значення підставляємо в формулу (1.2), отримаємо

Для розрахунку в’язкості скористаємось залежністю Рейнольдса-Філонова

де – відоме значення в’язкості при відомому значенню температури, сСт;

u – коефіцієнт крутизни віскограми, .

Коефіцієнт крутизни віскограми визначається за формулою

де – в’язкості нафти при температурах відповідно.

Знаходимо коефіцієнт крутизни віскограми за формулою (1.5)

Підставимо отримане значення коефіцієнту крутизни віскограмму формулу (1.4) та обчислимо в’язкість нафти при нашій розрахунковій температурі

Для подальших розрахунків обсяг перекачування переводимо в і за розрахункового значення густини нафти.

Добовий об’єм перекачування згідно з нормами технологічного проектування магістральних нафтопроводів дорівнює

де - коефіцієнт, що враховує можливість перерозподіл потоків у процесі експлуатації;

- розрахункова кількість днів роботи нафтопроводу протягом року;

- розрахункова густина нафти.

Згідно з ВНТП 2-86 значення коефіцієнта перерозподілу потоків ми приймаємо як для однониткових нафтопроводів, по яких нафта від системи нафтопроводів подається на нафтопереробні заводи, а також однониткових нафтопроводів, що з’єднують системи = 1,07.Розрахункову кількість днів роботи нафтопроводу протягом року вибираємо для нормальних умов прокладання трубопроводу при L = 650 км, DN< 800, = 354 дні.

Годинна і секундна продуктивності нафтопроводу визначаються за формулами