Линейные сооружения магистрального нефтепровода. Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода
Магистральный нефтепровод, в общем случае, состоит из следующих комплексов сооружений (рисунок 1.1):
Подводящие трубопроводы;
Головная и промежуточные нефтеперекачивающие станции (НПС);
Конечный пункт;
Линейные сооружения.
Рисунок 1.1 - Состав сооружений магистрального нефтепровод: 1 - подводящий трубопровод; 2 - головная нефтеперекачивающая станция; 3_промежуточная нефтеперекачивающая станция; 4 - конечный пункт; 5_линейная часть; 6 - линейная задвижка; 7 - подводный переход; 8 - надземный переход; 9 - переход под автодорогой; 10 - переход под железной дорогой; 11 _ станция катодной защиты; 12 - дренажная установка; 13 - дом обходчика; 14 _ линия связи; 15 - вертолетная площадка; 16 - вдольтрассовая дорога
В настоящее время водопроводные, дренажные и отопительные металлические трубы изготовлены из стали, оцинкованной стали, нержавеющей стали и меди. Стальные трубы изготовлены из высококачественной стали, которая является особенно прочной, легко свариваемой и прочной. Некоторые из преимуществ стальных труб - высокая прочность, низкий коэффициент линейного расширения и высокая теплопроводность. Последняя особенность полезна только для систем отопления. Если функция трубопровода является подачей холодной воды, то это является недостатком: из-за высокой теплопроводности на внешней стенке трубы образуется конденсат, что, в свою очередь, увеличивает влажность стены, прилегающей к трубе.
Подводящие трубопроводы связывают источники нефти с головными сооружениями МНП.
Головная НПС предназначена для приема нефти с промыслов, смешения или разделения ее по сортам, учета нефти и ее закачки из резервуаров в трубопровод. Головная НПС располагается вблизи нефтепромыслов.
Промежуточные НПС служат для восполнения энергии, затраченной потоком на преодоление сил трения, с целью обеспечения дальнейшей перекачки нефти. Промежуточные НПС размещают по трассе трубопровода согласно гидравлическому расчету (обычно через каждые 200 км).
Но это приводит к разрушению стены. Самым большим недостатком металлических труб является его низкая коррозионная стойкость из-за прямого контакта стали с водой. Коррозия является одной из причин образования рыхлой воды и перегрева внутреннего диаметра труб, что значительно снижает ее проницаемость. Как правило, стальные трубы корродируют через 6-7 лет обслуживания, несмотря на все гарантии производителя, которые обещают более длительный срок службы. Поэтому целесообразно, чтобы арендодатели, которых привлекали низкие цены на стальные трубы, думали о том, что, как следствие, замена дешевых труб может привести к значительным расходам позже.
Конечным пунктом магистрального нефтепровода обычно является нефтеперерабатывающий завод или крупная перевалочная нефтебаза.
На магистральных нефтепроводах большой протяженности организуются эксплуатационные участки длиной от 400 до 600 км. Граница между эксплуатационными участками обязательно проходит через промежуточные НПС. Промежуточная НПС, находящаяся в начале эксплуатационного участка, является для него головной НПС, а промежуточная НПС, находящаяся в конце эксплуатационного участка - конечным пунктом для него. Состав сооружений промежуточных НПС, расположенных на концах эксплуатационного участка, отличается от обычных наличием резервуарных парков. Таким образом, магистральный нефтепровод большой протяженности состоит как бы из нескольких последовательно соединенных нефтепроводов протяженностью не более 600 км каждый.
Стальные оцинкованные трубы Коррозия стальных труб покрыта оцинкованной сталью. Но даже такая мера не может полностью предотвратить появление коррозии - это может только замедлить ее развитие. В некоторых случаях оцинкованные поверхности абсолютно не нужны или даже опасны. Примером этого являются сварочные швы - при сварке обычными электродами защитная полоса цинка испаряется. Это, однако, вызывает коррозию уязвимых мест, а также создает дополнительную опасность - вредные вещества высвобождаются в процессе сварки, что угрожает здоровью сварщика.
К линейным сооружениям магистрального нефтепровода относятся:
1) собственно трубопровод (или линейная часть);
2) линейные задвижки;
3) средства защиты трубопровода от коррозии (станции катодной и протекторной защиты, дренажные установки);
4) переходы через естественные и искусственные препятствия (реки, дороги и т. п.);
Поэтому целесообразно комбинировать эти трубы с резьбой, а не с сваркой. Еще одно дополнительное условие заключается в том, что соединитель также должен быть оцинкован. Этот вариант, несомненно, можно назвать идеальным: он характеризуется длительным сроком службы, долговечностью, хорошей коррозионной стойкостью, которая не уменьшается даже во время сварки, а также имеет большой внешний вид. Эта очаровательная сцена только наносит ущерб чрезвычайно высоким затратам, которые объясняются как ценами на трубы, так и монтажными работами.
Вот почему многие владельцы предпочитают альтернативные типы труб. Преимущества медных труб в основном определяются свойствами меди как металла: они также коррозионны, они пластичны и характеризуются бактерицидными свойствами. Благодаря этим особенностям трубы этого материала служат долго, отлично выдерживают низкие и высокие температуры, невоспламеняющееся замораживание воды, а также небольшую дезинфицирующую воду.
5) линии связи;
6) линии электропередачи;
7) дома обходчиков;
8) вертолетные площадки;
9) грунтовые дороги, прокладываемые вдоль трассы трубопровода.
Трубы магистральных нефтепроводов (а также нефтепродуктопроводов и газопроводов) изготавливают из стали, так как это экономичный, прочный, хорошо сваривающийся и надежный материал.
Медные трубы одинаково хорошо используются во всех домашних коммуникациях - они могут использоваться для подачи горячей и холодной воды, подачи газа, систем отопления и кондиционирования воздуха. Однако этот «идеальный» тип труб не лишен недостатков. Например, трубы из меди не могут переносить кислые воды, а также крупные механические примеси, которые деформируют стенки. Во время сборки следует помнить, что мощность не может сочетаться с оцинкованной сталью и стальными поверхностями, иначе начнутся ненужные электрохимические процессы, которые ускорят ускоренную коррозию стали.
Трубопроводная арматура предназначена для управления потоками нефти, транспортируемыми по трубопроводам. По принципу действия арматура делится на три класса: запорная, регулирующая и предохранительная.
Запорная арматура (задвижки) служит для полного перекрытия сечения трубопровода, регулирующая (регуляторы давления) -- для изменения давления или расхода перекачиваемой жидкости, предохранительная (обратные и предохранительные клапаны) -- для защиты трубопроводов и оборудования при превышении допустимого давления, а также предотвращения обратных токов жидкости.
Основное различие между полимерными трубами и металлическими трубами - это их абсолютная коррозионная стойкость, которые значительно продлевают срок их службы. На их стенах также не образуются отложения из-за гладких поверхностей, они имеют низкое гидравлическое сопротивление, и это простые и простые монтажные работы.
Но этот тип труб также имеет свои недостатки. Прежде всего, полимеры герметичны, что особенно отрицательно сказывается на системе отопления. Другим недостатком является низкая термостойкость. Кроме того, прямой солнечный свет влияет на быстро растущее и ухудшающееся состояние полимерных труб. Давайте рассмотрим некоторые из самых популярных типов полимерных трубок.
Задвижками называются запорные устройства, в которых проходное сечение перекрывается поступательным перемещением затвора в направлении, перпендикулярном направлению движения нефти. На магистральных нефтепроводах задвижки оснащают электроприводом.
Регуляторы давления -- это устройства, служащие для автоматического поддержания давления на требуемом уровне. В соответствии с тем, где поддерживается давление -- до или после регулятора, -- различают регуляторы типа «до себя» и «после себя».
Существует два типа полиэтилена - высокая и низкая плотность. Для производства труб используется полиэтилен высокой плотности. Полиэтиленовые трубы используются в системах водоснабжения, водоснабжения и канализации. Его долговечность является одним из важнейших свойств полиэтилена. Гарантийный срок для этого типа продукта составляет 50 лет, и со временем характеристики полиэтиленовой трубы улучшаются только, - внутренние поверхности остаются более гладкими в процессе шлифования.
Трубки из поливинилхлорида Поливинилхлорид устойчив к легким и химическим соединениям, но не может подвергаться воздействию слишком высоких или низких температур. Как и полиэтиленовые трубы, изделия из поливинилхлорида используются в местных сетях канализации, которые работают без давления.
Предохранительными клапанами называются устройства, предотвращающие повышение давления в трубопроводе сверх установленной величины. На нефтепроводах применяют мало- и полноподъемные предохранительные клапаны закрытого типа, работающие по принципу сброса части жидкости из места возникновения повышенного давления в специальный сборный коллектор.
Трубы из шовного полиэтилена. Трубы из этого материала значительно опережают полиэтиленовые трубы с точки зрения теплостойкости и долговечности, но они также герметичны и поэтому могут использоваться только для подачи холодной и горячей воды. Трубы сшитого полиэтилена также имеют еще один существенный недостаток - их нельзя сваривать из-за особенностей материала. По сравнению с полиэтиленовыми трубками полипропиленовые трубки характеризуются высоким уровнем прочности и длительным сроком службы. Кроме того, существует несколько типов полипропилена, которые имеют низкую воздухопроницаемость, что позволяет использовать их в системах горячей воды и отопления.
Обратным клапаном называется устройство для предотвращения обратного движения среды в трубопроводе. При перекачке нефти применяют клапаны обратные поворотные - с затвором, вращающимся относительно горизонтальной оси. Арматура магистральных нефтепроводов рассчитана на рабочее давление 6,4МПа.
Средства защиты трубопроводов от коррозии. Для защиты трубопроводов от коррозии применяются пассивные и активные средства и методы. В качестве пассивного средства используются изоляционные покрытия, к активным методам относится электрохимическая защита.
Трубы из полипропилена могут использоваться для подачи холодной воды и установки внутренних дренажных сетей путем установки дренажных систем дна и сточных вод и муниципальных дренажных систем. По сравнению с полиэтиленом и полипропиленом полубутин способен выдерживать более низкие и более высокие температуры. Из-за повышенной эластичности полибутен часто используется для подгонки теплых полов. Вставка труб в конструкцию пола может быть выполнена в сложных конфигурациях.
Как следует из названия, этот тип трубы получается путем объединения металлов и полимеров. Металло-полимерная трубчатая структура включает алюминиевый слой, который размещается между двумя высококачественными полиэтиленовыми слоями. Толщина стенки трубы в этом случае составляет около 2 мм.
Насосно-силовое оборудование. Насосами называются гидравлические машины, которые служат для перекачки жидкостей. При трубопроводном транспорте нефти используются в основном центробежные насосы. Для успешного ведения перекачки на входе в центробежные насосы должен поддерживаться определенный подпор. Его величина не должна быть меньше некоторого значения, называемого допустимым кавитационным запасом. Основное назначение подпорных насосов -- создание на входе в основные насосы подпора, обеспечивающего их устойчивую работу. Основные и подпорные насосы устанавливаются соответственно в основной и в подпорной насосных.
Резервуары и резервуарные парки в системе магистральных нефтепроводов служат:
Для компенсации неравномерности приема-отпуска нефти на границах участков транспортной цепи;
Для учета нефти;
Для достижения требуемого качества нефти (отстаивание от воды и мехпримесей, смешение и др.).
В соответствии с этим резервуарные парки размещаются:
На головной НПС;
На границах эксплуатационных участков;
В местах подкачки нефти с близлежащих месторождений или сброса нефти попутным потребителям.
Резервуарным парком в конце магистрального нефтепровода является либо сырьевой парк НПЗ, либо резервуары крупной перевалочной нефтебазы или пункта налива.
По своему назначению нефтепроводы подразделяются на три группы:
внутренние – предназначенные для соединения различных объектов и установок на промыслах, нефтескладах и перекачивающих станциях;
местные – соединяющие промыслы с головными сооружениями магистрального нефтепровода, нефтеперерабатывающие заводы с пунктами налива в железнодорожные цистерны или водный транспорт. Их протяженность может достигать нескольких десятков километров;
магистральные – предназначенные для транспортирования больших грузопотоков нефти на значительные расстояния (до нескольких тысяч километров). Характеризуются наличием нескольких перекачивающих станций и относительной непрерывностью работы. Рабочее давление в магистральных нефтепроводах обычно достигает 5…7,5 МПа.
Согласно нормам технологического проектирования ВНТП 2-86 к магистральным нефтепроводам относятся трубопроводы протяженностью свыше 50 км, диаметром от 219 до 1220 мм включительно, предназначенные для перекачки товарной нефти из районов добычи или хранения до мест потребления (перевалочных нефтебаз, НПЗ, пунктов налива и др.) .
В соответствии со строительными нормами и правилами СНиП 2.05.06-85 магистральные нефтепроводы подразделяются на четыре класса :
1-й класс – Dу от 1000 до 1200 мм включительно;
2-й класс – Dу от 500 до 1000 мм;
3-й класс – Dу от 300 до 500 мм;
4-й класс – Dу менее 300 мм.
В состав магистрального нефтепровода входят следующие комплексы сооружений (рис. 1) :
К линейным сооружениям магистрального нефтепровода относятся:
трубопровод, который в зависимости от условий прокладки (геологических и климатических) прокладывается в подземном (в траншее), наземном (в насыпи) либо в надземном (на опорах) вариантах. Для магистральных нефтепроводов обычно применяются стальные сварные трубы диаметром до 1220 мм.
линейная запорная арматура, предназначенная для перекрытия участков нефтепровода при авариях и ремонте. В зависимости от рельефа местности интервал между линейными задвижками должен составлять 15…20 км.
переходы через естественные и искусственные препятствия:
подводные переходы (выполняются в две нитки при ширине водной преграды в межень 75 м и более);
переходы через автомобильные и железные дороги , прокладываемые в защитных кожухах (футлярах);
надземные переходы через овраги, ущелья и т. п.;
устройства приема и пуска скребка, предназначенные для очистки трубопровода в процессе эксплуатации, а также для запуска и приема средств внутритрубной диагностики. Они размещаются на расстоянии до 300 км друг от друга и, как правило, совмещаются с перекачивающими станциями. Устройства приема и пуска скребка должны предусматриваться также на лупингах и резервных нитках протяженностью более 3 км, и на отводах протяженностью более 5 км;
станции противокоррозионной (катодной, дренажной) защиты трубопровода;
линии связи и электропередачи. Линия связи имеет в основном диспетчерское назначение и является ответственным сооружением. Линия электропередачи (ЛЭП) предназначена для питания вспомогательных систем и станций катодной защиты (СКЗ);
вдольтрассовые дороги, аварийно-восстановительные пункты (АВП), дома линейных ремонтеров, вертолетные площадки.
