2.1. Определение параметров перекачки

Перед проведением расчетов по значениям координат сечений (x) и соответствующих геодезических отметок (z) на миллиметровой бумаге строят чертеж сжатого профиля трассы участка трубопровода (см. подразд. 1.3, рис. 1) и приводят его краткое описание.

Затем определяют необходимые для расчетов физико-хи­ми­чес­кие величины перекачиваемой нефти при расчетной температуре участка трубопровода (см. подразд. 1.2).

Согласно методике, применяемой при расчете и проектировании магистральных трубопроводов, сначала предварительно принимают ориентировочное значение средней скорости движения нефти (w). В качестве первого приближения следует взять ее значение из интервала w = 0,2…0,8 м/с.

При заданной производительности, т. е. расходе перекачки G, внутренний диаметр трубопровода d рассчитывают по уравнению расхода¹:

(2)

Таким образом, величину диаметра определяют выбором значения скорости.

Затем по сортаментам, приведенным в табл. П.1 (Приложение 2), выбирают трубу ближайшего диаметра, т. е. определяют наружный диаметр трубы (D).

Расчетную толщину стенки трубопровода  определяют по формуле

где n – коэффициент надежности по нагрузке (для нефтепроводов без промежуточных или с промежуточными НПС n = 1,10);

p – рабочее (нормативное) давление, МПа – максимальное значение из приведенного диапазона (см. Приложение 2);

R₁ – расчетное сопротивление растяжению, МПа (можно приближенно принять R₁ = 250 МПа).

Расчетную толщину стенки трубопровода округляют в большую сторону до ближайшей в сортаменте труб (Приложение 2). Принятая толщина стенки трубопровода должна быть не менее 1/140 значения наружного диаметра трубы и не менее 4 мм.

По найденным значениям D и δ рассчитывают новое значение внутреннего диаметра трубопровода (d).

Далее по уравнению расхода (2) определяют новое значение средней скорости движения нефти (w).

Затем находят критерий Рейнольдса (Re), коэффициент гидравлического сопротивления (λ)¹ и гидравлический уклон (i) (см. подразд. 1.4).

2.2. Вычисление напоров в заданных сечениях трубопровода

Перед проведением дальнейших расчетов, анализируя характер профиля трассы нефтепровода, делают предварительное заключение о месте возможного возникновения самотечного (безнапорного) участка (см. подразд. 1.5).

Затем вычисляют напор в конце участка трубопровода:

После чего последовательно определяют напоры в заданных сечениях трубопровода, начиная с предпоследнего (т. е. против хода перекачки):

(3)

Здесь x_j – координата сечения (если x_j в км, то i выражают в м/км), а x_j+1 – координата последующего сечения (в начале определения x_j+1 = x_к = L).

Каждое полученное значение напора сравнивают с величиной z_j + p_у/ρg для соответствующего сечения. Расчеты проводят до тех пор, пока соблюдается условие:

(4)

Если полный напор в каком-либо сечении оказывается меньше высотной отметки этого сечения [неравенство (4) не выполняется], то это указывает на наличие на данном интервале самотечного участка¹ (рис. 3), причем сечение x_j является перевальной точкой (см. подразд. 1.5).