1. Общие сведения

1.1. Сведения о трубопроводах

В настоящее время для транспортирования энергоносителей используют железнодорожный, водный, автомобильный и трубопроводный транспорт. Различные виды транспорта энергоносителей применяются как в чистом виде, так и в комбинации друг с другом.

Трубопроводный транспорт по сравнению с другими видами транспорта обладает ценнейшими преимуществами, основными из них являются:

• наиболее низкая себестоимость перекачки;

• небольшие удельные капитальные вложения на единицу транспортируемого груза и быстрая окупаемость затрат при строительстве трубопроводов;

• возможность прокладки трубопровода в любом направлении и на любое расстояние – это кратчайший путь между начальным и конечным пунктами;

• бесперебойная поставка в течение года, практически не зависящая от климатических условий;

• наибольшая степень автоматизации;

• высокая надежность и простота эксплуатации;

• сравнительно короткие сроки строительства;

• разгрузка традиционных видов транспорта.

Трубопроводный транспорт имеет и ряд недостатков, в определенной мере снижающих экономическую эффективность и сдерживающих темпы роста трубопроводного строительства, к ним следует отнести:

• крупные единовременные капитальные вложения в строительство, поскольку для ввода в эксплуатацию необходимо проложить весь трубопровод;

• определенные ограничения на количество сортов (типов, марок) энергоносителей, транспортируемых по одному трубопроводу;

• «жесткость» трассы трубопровода, вследствие чего для организации снабжения энергоносителями новых потребителей нужны дополнительные капиталовложения.

В зависимости от вида транспортируемого продукта различают следующие типы узкоспециализированных трубопроводных систем: нефтепроводы, нефтепродуктопроводы, газопроводы и трубопроводы для транспортирования нетрадиционных грузов. Независимо от того, что транспортируется по трубам, все узкоспециализированные системы состоят из одних и тех же элементов:

• подводящих трубопроводов;

• головной и промежуточной перекачивающих станций;

• линейных сооружений;

• конечного пункта.

Трубопроводы с постоянным диаметром по всей длине без боковых ответвлений называются простыми, а с изменяющимся диаметром по длине и с ответвлениями – сложными. Трубопроводы протяженностью более 50 км и диаметром более 219 мм называются магистральными.

1.2. Физико-химические свойства нефтей, влияющие на технологию их транспорта

Физико-химические свойства нефтей зависят от их состава. Параметры режимов транспортировки нефти по трубопроводу определяются, главным образом, плотностью и вязкостью нефти, а также зависимостью этих характеристик от температуры и давления.

Плотность и вязкость нефти определяют лабораторными анализами. Плотность обычно измеряют при 20°C (293 К). Для определения плотностей нефтей при других температурах T (в К) пользуются линейным законом Д. И. Менделеева по формуле

где ζ – температурная поправка, кг/(м³·К), которую можно рассчитать при помощи выражения

где ρ₂₉₃ – плотность при температуре 293 К, кг/м³.

Зависимость вязкости от температуры может быть представлена в виде графика. При отсутствии такового кинематическая вязкость ν_T при нужной (расчетной) температуре T (в К) может быть определена по формуле Рейнольдса–Филонова:

где ν₀ – кинематическая вязкость при температуре T₀ = 273 К (0°C);

u – показатель крутизны вискограммы, К^–1.

Для определения величины u кроме ν₀ и T₀ достаточно иметь еще одно значение вязкости ν₁ при какой-либо другой температуре T₁. Тогда этот коэффициент находится по формуле

Расчетной температурой считают самую низкую температуру, которую принимает поток нефти в трубопроводе. Эта температура определяется температурой грунта на глубине заложения трубопровода с учетом самонагревания потока в результате трения. Температура грунта на глубине заложения трубопровода определяется по материалам изысканий.