
База книг в электронке для ЭНН УТЭК / трубопроводы / krets_v_g_shadrina_a_v_antropova_n_a_sooruzhenie_i_ekspluata
.pdfМИНИСТЕРСТВО 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