Добавил:
Я студент Уфимского Топливно-Энргетического колледжа, к сожалению этот сайт для вузов, по этому я выбрал вуз связанный с нашим дальнейшим обучением. В этом профиле я скинул всю информацию которую собрал за 4 курса, да много всякого мусора, но кое что полезное в нем тоже можно найти. Все эти файли по специальности сооружения и эксплуатации ГНП и ГНХ, подходят для Факультета Тубопроводного Транспорта УГНТУ, по этому можете смело пользоваться. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

База книг в электронке для ЭНН УТЭК / трубопроводы / krets_v_g_shadrina_a_v_antropova_n_a_sooruzhenie_i_ekspluata

.pdf
Скачиваний:
246
Добавлен:
03.06.2018
Размер:
7.47 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Институт природных ресурсов

СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И ГАЗОНЕФТЕХРАНИЛИЩ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Томск-2012

УДК 622.692(075.8) ББК 39.77я73

К806

К806 Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Cоставители: Крец В.Г., Шадрина А.В., Антропова Н.А. Учебное пособие.- Томск: Изд. ТПУ, 2012. – 386 с.

ISBN5-98298-275-X

Учебное пособие содержит системное изложение вопросов сооружения и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Освещены место и роль нефтегазового комплекса в

современной мировой и российской экономике. Приведены технология и техника транспорта и хранения нефти, газа и нефтепродуктов, Для различных условий описаны технологии сооружения газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Даны сведения о техническом обслуживании и ремонте нефтегазовых обьектов.

Учебное пособие выполнено на кафедре Транспорта и хранения нефти и газа Института природных ресурсов ГОУ ВПО НИ Томский политехнический институт и предназначено для студентов не нефтяных специальностей: «Экономика и управление на предприятии (нефтяной и газовой промышленности)» и др. Может быть использовано учащимися, слушателями и студентами нефтяного профиля.

УДК 622.692(075.8) ББК 39.77я73

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета

Рецензенты: Профессор каф.ТПМ НИ ТПУ, д.т.н.

Л.А. Саруев

ООО «Толеро Петролеум», руководитель

 

Производственно-технического департамента

М.А. Князев

Доцент каф. Менеджмента ИФЭ НИ ТПУ, к.т.н.

А.М. Клёнин

ISBN 5-98298-275-Х

© Крец В.Г., Шадрина А.В., Антропова Н.А., 2012 © Томский политехнический университет, 2012 © Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2012

Оглавление

 

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................................................................................................

8

1. Нефтегазовый комплекс в современной мировой и российской экономике.................................................................

10

1.1. Динамика нефтегазовой трубопроводной транспортной системы...........................................................................

10

1.2. Проблемы современного состояния нефтегазостроительного комплекса..............................................................

18

2. Транспорт нефти, газа и нефтепродуктов................................................................................................................................

18

2.1. Способы транспортирования нефти, нефтепродуктов и газа.....................................................................................

18

2.1.1. Железнодорожный транспорт....................................................................................................................................

19

2.1.2. Водный транспорт.........................................................................................................................................................

20

2.1.3. Автомобильный транспорт........................................................................................................................................

21

2.1.4. Трубопроводный транспорт .......................................................................................................................................

22

2.1.5. Воздушный транспорт..................................................................................................................................................

23

2.2. Трубопроводный транспорт нефти...................................................................................................................................

23

2.2.1. Свойства нефти, влияющие на технологию ее транспорта.................................................................................

23

2.2.2. Классификация нефтепроводов.................................................................................................................................

26

2.2.3. Объекты и сооружения магистрального нефтепровода( МН) ...........................................................................

29

2.2.4. Технологические схемы перекачки нефти.............................................................................................................

36

2.2.5. Назначение, способы подогрева и теплоносители................................................................................................

38

2.2.6. Перекачка высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов................................................

39

2.2.7. Потери нефти и нефтепродуктов...............................................................................................................................

43

2.3. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов................................................................................................................

46

2.3.1. Свойства нефтепродуктов, влияющие на технологию их транспорта(1,2).....................................................

46

2.3.2. Особенности трубопроводного транспорта нефтепродуктов ............................................................................

48

2.4. Трубопроводный транспорт газа .......................................................................................................................................

51

2.4.1.Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта...................................................................................

51

2.4.2. Классификация магистральных газопроводов.......................................................................................................

52

2.4.3. Основные объекты и сооружения магистрального газопровода.......................................................................

52

2.4.4. Особенности трубопроводного транспорта сжиженных газов..........................................................................

58

2.5. Нефтегазопромысловый трубопроводный транспорт .................................................................................................

61

2.5.1. Системы сбора нефти на промыслах........................................................................................................................

61

2.5.2. Системы сбора на месторождениях Западной Сибири........................................................................................

64

2.5.3. Система сбора и подготовки нефти (ОАО Сургутнефтегаз)..............................................................................

68

2.5.4. Системы промыслового сбора природного газа....................................................................................................

70

2.6. Гидравлические расчёты магистральных нефтепроводов (3, 5, 7, 19)......................................................................

74

2.6.1. Основные факторы, влияющие на перекачку жидкостей ...................................................................................

74

2.6.2. Трасса трубопровода и ее профиль...........................................................................................................................

75

2.6.3.Гидравлический уклон..................................................................................................................................................

77

2.6.4. Гидравлический расчет трубопроводов...................................................................................................................

77

2.6.5. Характеристика трубопровода...................................................................................................................................

81

3

2.6.6. Совмещенная характеристика насоса и трубопровода .......................................................................................

82

2.6.7. Расчет сложных трубопроводов ................................................................................................................................

83

2.7. Технологический расчет магистрального нефтепровода (методика, задание, пример расчета)........................

86

2.7.1. Введение ..........................................................................................................................................................................

86

2.7.2. Основные понятия.........................................................................................................................................................

89

2.7.3. Задание.............................................................................................................................................................................

91

2.7.4. Расчёт основного насоса..............................................................................................................................................

94

2.7.5. Расчёт подпорного магистрального насоса...........................................................................................................

100

2.7.6. Пересчёт характеристик основного и подпорного насоса с воды на вязкую жидкость ............................

101

2.7.7. Расстановка насосных станций по трассе нефтепровода ..................................................................................

106

2.7.8. Расчёт некоторых технико-экономических показателей работы нефтепроводного предприятия .........

115

2.7.9. Пример расчёта ............................................................................................................................................................

117

2.8. Конструктивные решения прокладки магистральных трубопроводов .................................................................

137

2.8.1. Прокладка трубопроводов.........................................................................................................................................

137

2.8.2. Компенсация тепловых удлинений трубопроводов...........................................................................................

140

2.8.3. Компенсаторы(7).........................................................................................................................................................

141

2.8.4. Опоры трубопроводов................................................................................................................................................

143

2.8.5. Расчет трубопроводов на прочность (7).................................................................................................................

148

2.9. Сортамент труб и элементы трубопроводных конструкций....................................................................................

152

2.9.1. Сортамент труб ............................................................................................................................................................

152

2.9.2. Конструкция морских трубопроводов...................................................................................................................

154

2.9.3. Рукава .............................................................................................................................................................................

160

2.9.4. Соединения труб..........................................................................................................................................................

160

2.9.5. Прокладки для фланцевых соединений.................................................................................................................

162

2.10. Арматура газонефтепроводов ........................................................................................................................................

162

2.10.1. Основные термины и определения.......................................................................................................................

163

2.10.2. Классификация арматуры.......................................................................................................................................

164

2.10.3. Запорная арматура.....................................................................................................................................................

167

2.10.4. Приводы запорной трубопроводной арматуры.................................................................................................

177

2.10.5. Размещение запорной арматуры на трубопроводах.........................................................................................

178

2.10.6. Предохранительная и защитная арматура ..........................................................................................................

178

3. Хранение нефти, нефтепродуктов и газа. ..............................................................................................................................

180

3.1. Хранение и распределение нефти и нефтепродуктов.................................................................................................

180

3.1.1. Классификация нефтебаз...........................................................................................................................................

180

3.1.2. Хранение нефти ...........................................................................................................................................................

182

3.1.3. Хранение газа ...............................................................................................................................................................

188

3.1.4. Насосы и насосные станции нефтебаз....................................................................................................................

189

3.1.5. Подземное хранение нефтепродуктов....................................................................................................................

191

3.2. Хранение и распределение газа........................................................................................................................................

192

3.2.1. Газораспределительные сети....................................................................................................................................

192

4

3.2.2. Газорегуляторные пункты.........................................................................................................................................

194

3.2.3. Cжиженный углеводородные газы в системе газоснабжения .........................................................................

195

4. Обьекты и сооружения транспорта и хранения нефти и газа...........................................................................................

196

4.1.1. Принципиальная технологическая схема КС.......................................................................................................

196

4.3.1. Технологическое оборудование и сооружения НПС.............................................................................................

202

5. Сооружение газонефтепроводов и газонефтехранилищ ...................................................................................................

206

5.1. Технология и организация выполнения работ подготовительного периода........................................................

206

5.2. Основные и завершающие работы строительно-монтажных работ для линейной части магистрального

 

трубопровода................................................................................................................................................................................

211

5.3. Транспортные работы.........................................................................................................................................................

215

5.4. Земляные работы .................................................................................................................................................................

221

5.5. Изоляционно-укладочные работы...................................................................................................................................

236

5.6. Прокладка трубопроводов в горных условиях............................................................................................................

243

5.7. Прокладка трубопроводов в районах шахтных разработок......................................................................................

247

5.8. Прокладка трубопроводов в сейсмических районах..................................................................................................

247

5.9. Прокладка трубопроводов в районах вечномерзлых грунтов..................................................................................

248

5.10. Переходы трубопроводов через естественные и искусственные препятствия..................................................

249

5.10.1. Подводные переходы трубопроводов через водные преграды .....................................................................

249

5.10.2. Подземные переходы трубопроводов через железные и автомобильные дороги....................................

258

5.10.3. Надземная прокладка трубопроводов..................................................................................................................

263

5.10.4. Монтаж запорной арматуры...................................................................................................................................

268

5.10.5. Монтаж стальных вертикальных резервуаров...................................................................................................

269

5.10.6. Прием в эксплуатацию законченных строительством трубопроводов.......................................................

276

6. Техническое обслуживание и ремонт нефтегазовых объектов........................................................................................

278

6.1. Защита трубопроводов от коррозии................................................................................................................................

278

6.2. Контроль и диагностика оборудования трубопроводов............................................................................................

281

6.2.1. Контроль и диагностика линейной части..............................................................................................................

281

6.2.2. Диагностирование насосно-компрессорного оборудования (45,43) ..............................................................

287

6.2.3. Диагностирование вертикальных цилиндрических резервуаров для нефтепродуктов.............................

293

6.3. Ремонт трубопроводных систем......................................................................................................................................

295

6.4. Ремонт резервуаров (3).......................................................................................................................................................

302

6.4.1. Дефекты и повреждения и их причины.................................................................................................................

302

6.4.2. Устранение дефектов резервуара без применения сварочных работ.............................................................

303

6.4.3. Ремонт оснований и фундаментов ..........................................................................................................................

304

6.4.4. Контроль качества ремонтных работ......................................................................................................................

304

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................................................................................................................................................

305

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ .......................................................................................................................

306

ЛИТЕРАТУРА.................................................................................................................................................................................

364

ВОПРОСЫ РУБЕЖНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ .........................................................

368

5

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АРМ-автоматизированное рабочее место АВС-аварийно-восстановительные службы БИК-блок измерения параметров качества нефти ВИП-внутритрубные инспекционные приборы ВЛ-высоковольтные линии ДДК-дополнительный дефектоскопический контроль ГПЗ – газоперерабатывающий завод ГРП-газорегуляторный пункт ГРС-газораспределительная станция ДПРдефекты подлежащие ремонту

ИПТЭР-Институт проблем транспорта энергоресурсов КПП СОДкамера пуска-приема средств очистки и диагностики ЛПДС-линейная производственно-диспетчерская станция ЛЭП-линия электропередачи ЛЭС-линейная эксплуатационная служба МДП-местный диспетчерский пункт МН-магистральный нефтепровод МГ-магистральный газопровод МПР-министерство природных ресурсов

МЧС-министерство по чрезвычайным ситуациям НМ-насос магистральный ННБ-наклонно-направленное бурение НПС-нефтеперекачивающая станция

НТД-нормативно-техническая документация (ГОСТ, СНиП, ТУ, РД, ВСН, Регламенты, Нормы технологического проектирования и др.)

ОАО-открытое акционерное общество

ООО-общество с ограниченной ответственностью ПЛВА-план ликвидации возможных аварий ПНБ-перевалочная нефтебаза ПНУ-передвижная насосная установка ПОИ-проект организации испытаний ПОР-первоочередной ремонт ПОС-проект организации строительства ППИ-проект производства испытаний

ППМН-подводный переход магистрального нефтепровода МНПП-магистральный нефтепродуктопровод ППР-проектпроизводства работ ППН-пункт подогрева нефти ПСП-приемосдаточный пункт ПТЭ-правила технической эксплуатации ПУН-пункт учета нефти РВС-резервуар вертикальный стальной РДП-районный диспетческий пункт

РНУ-районное нефтепроводное управление РП-резервуарный парк РГПК-ремонтная герметичная передвижная камера

6

САР-система автоматического регулирования СДКУ-система диспетчерского контроля и управления СИ-средства измерения СИКН-система измерения количества и качества нефти СМР-сварочно-монтажные работы СОД-средства очистки и диагностики СУГ-сжиженные углеводородные газы

УМН-управление магистральных нефтепроводов ФГУ-фильтры-грязеуловители ЦДП-центральный диспетчерский пункт ЦРС-центральная ремонтная служба ЭХЗ-электрохимическая защита

КИПиА-контрольно-измерительные приборы и арматура ЦПС – центральный пункт сбора КСП – комплексный сборный пункт

УКПН – установка комплексной подготовки нефти ДНС – дожимная насосная станция УПН – установка подготовки нефти УПВ – установка подготовки воды УПГ – установка подготовки газа УПШ – установка подготовки шлама

ППД – поддержание пластового давления КНС – кустовая насосная станция БКНС – блочная кустовая насосная станция ПАВ – поверхностно-активные вещества УОВ – установка очистки воды ГХК – газохимический комплекс ГНС – головная насосная станция

НПЗ – нефтеперерабатывающий завод ГКС – газокомпрессорная станция КС – компрессорная станция ГРС – газораспределительная станция ПХГ – подземное хранилище газа

ОАО – открытое акционерное общество НИПИ – научно-исследовательский и проектный институт МНП – морские нефтегазовые промыслы

УПСВ – установка предварительного сброса воды

7

ВВЕДЕНИЕ

Трубопроводный транспорт широко применяется в системах хозяйствования различных стран. По трубопроводам транспортируются вода, растворы, нефть, нефтепродукты, газ, газоконденсаты. Кроме этого, к настоящему времени сложились такие направления трубопроводного транспорта твердых и сыпучих материалов (уголь, руда, щебень, песок и др.), как пневмотранспорт, контейнерный (в том числе капсульный) транспорт и гидротранспорт.

Вучебном пособие содержится системное изложение вопросов сооружения и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Освещены место и роль нефтегазового комплекса в современной мировой и российской экономике. Приведены технология и техника транспорта и хранения нефти, газа и нефтепродуктов. Изложена методика технологического расчета магистрального трубопровода, а также расчет показателей объемов производства и финансовые показатели. Для различных условий описаны технологии сооружения газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Даны сведения о техническом обслуживании и ремонте нефтегазовых обьектов.

Впособии приведены сведения о машинах и оборудовании для сооружения и эксплуатации газонефтепроводов: машины для землеройных работ, машины и оборудование для сооружения переходов трубопроводов траншейным и бестраншейным способом под искусственными и естественными преградами, средства для разработки траншей на заболоченных и обводненных участках, арматура трубопроводов и др.

Информационная карта дисциплины, составленная нами, приведена ниже (рис. 1).

Вработе использованы различные наработки ведущих научноисследовательских и учебных учреждений России нефтегазового направления, материалы отечественных и некоторых зарубежных разработчиков и предприятий-изготовителей, собственный опыт (собственные наработки и опыт), Интернет-ресурсы.

8

Рис. 1. Информационная карта дисциплины

9

1. НЕФТЕГАЗОВЫЙ КОМПЛЕКС В СОВРЕМЕННОЙ МИРОВОЙ И РОССИЙСКОЙ ЭКОНОМИКЕ

1.1. Динамика нефтегазовой трубопроводной транспортной системы

Трубопроводная транспортная система занимает исключительно важное место во всей инфраструктуре как нефтяной, так и газовой промышленности и постоянно развивается (рис. 1.1.1). Доля нефти и газа в энергетическом балансе промышленно развитых стран составляет около 7580%. Доля капитальных вложений на сооружение линейной части составляет 70-80 % от общего объема капитальных вложений на создание газо-, нефте-, и нефтепродуктопроводов. 20-30% приходятся на нефтеперекачивающие станции(НПС) и компрессорые станции (КС) со вспомогательными сооружениями (30). Трубопроводы связывают места добычи (месторождения) с местами переработки и потребления нефти и газа.

Различают трубопроводы нескольких видов:

нефтепроводы — трубопроводы для транспортировки нефти;

продуктопроводы — трубопроводы для транспортировки нефтепродуктов;

газопроводы — трубопроводы для транспортировки газа;

промысловые трубопроводы —трубопроводы, соединяющие непосредственные места добычи с местами первичной обработки нефти или газа и подготовки их для магистральной транспортировки;

магистральные трубопроводы — трубопроводы, соединяющие пункты первичной обработки с пунктами потребления или переработки и имеющие протяженность в десятки тысяч километров.

10