Программный комплекс для проектирования магистральных и промысловых нефтепроводов
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
. ПРОМЫСЛОВЫЕ НЕФТЯНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ
. ВИДЫ ТРУБ
. ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ
. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ И ПРОМЫСЛОВЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение
Человечеству с древнейших времен интересна нефть. Нефть - это топливо, которое правит миром. Добыча этого природного ресурса прошла определенную эволюцию от сбора с поверхности мест, где она вырывалась наружу, до высокотехничных способов добычи с глубин океана. В середине девятнадцатого века в США началось активное бурение скважин - это и стало началом «нефтяной эры». Хотя запасы ее стремительно сокращаются, наличие нефти на определенных территориях становится причиной различных конфликтов и посягательств со стороны других государств. Российская Федерация является активным добытчиком нефти и имеет большое влияние на экономики других стран. Поэтому и не только поэтому нефть получила особое значение в современном мире, ведь не зря за ней закрепилось выражение - «черное золото». В настоящее время на рынке нефти продажу осуществляют множество государственных и частных компаний.
Перед продажей нефть квалифицируется по видам в зависимости от месторождения и основных принятых в отрасли показателей. Она разделяется на легкую, среднюю и тяжелую, исходя из этого происходит деление на марки, которые и котируются на рынке. Вообще в мире существует огромное количество марок нефти. Но касательно РФ, основные поставляемые марки - это Urals (тяжелая нефть), она же самая покупаемая, Rebco и Siberian Light.
|
|
|
Промысловые нефтяные трубопроводы
Промысловые нефтяные трубопроводы предназначены для того, чтобы перегонять нефть непосредственно от скважин к различным объектам в границах промысла. Они разделяются на несколько видов по разным параметрам: по рабочему давлению (высокое, среднее и низкое), способу прокладки (подземные или надземные, наземные или подводные), по схеме работы (без ответвлений или с ответвлениями), по типу напора (напорные или безнапорные).
Кроме того, трубопроводы на промыслах делятся на выкидные линии и сборные коллекторы.
Выкидные линии откачивают сырье из скважин и транспортируют его до замерной установки. Диаметр труб варьируется от 75 до 150 мм, а длина, в зависимости от устройства промысла, бывает более 4 километров.
Сборные коллекторы нефти перегоняют «черное золото» дальше к установке подготовки нефти, где из сырья удаляются вещества, которые замедляют движение (вода, газы, минеральные соли). После обработки нефть становится легче.
Промысловые нефтепроводы бывают самотечные, напорно-самотечные, свободно-самотечные, а так же безнапорные. Все это обусловливается рельефом - если от скважины идет уклон, то, конечно, незачем устанавливать насосы, достаточно одного, который непосредственно выкачивает сырье. Однако рельеф на промысле бывает неодинаков - и тогда трубопровод может быть комбинированным - один участок самотечный, другой - напорно-самотечный (следует заметить, что в напорно-самотечном трубопроводе течет только нефть, газа там нет, а в свободно-самотечных и безнапорных газ и нефть движутся раздельно).
|
|
|
Для того чтобы увеличить скорость движения нефти, понижают ее вязкость за счет подогрева. Это достигается путем ввода в сырье поверхностно-активных веществ. Так же можно увеличить пропускную способность нефтепровода, при помощи дополнительных насосов или проложив параллельный нефтяной коллектор, называемый лупингом.
Кроме того, на промыслах есть сеть трубопроводов, которые обеспечивают нормальную работу, как и на любом предприятии. Например, для нагнетания воды в скважины, чтобы поддержать пластовое давление. А промысловые ингибиторопроводы подают реагенты в нефтяные скважины. Например, деэмульгаторы, которые не позволяют закупорить пласт. Эта сеть и есть нефтяные технологические трубопроводы, о которых упоминалось выше.
|
|
|
Так, по нефтепроводам сырье начинает свой путь от скважины и дальше, до нефтеперерабатывающего завода. Следующим этапом продвижения нефти будут магистральные нефтепроводы, которые и доставляют продукт до нефтебаз. С этих нефтебаз осуществляется транспортировка нефтепродуктов уже непосредственно для конечного использования.
Виды труб
нефтяной трубопровод коррозионный промысловый
Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы имеют четыре класса - это зависит от условного диаметра труб:
· первый класс - от 1000 до 1200мм;
· второй класс - от 500 до 1000мм;
· третий класс - от 300 до 500мм;
· четвертый класс - до 300мм.
Стальные трубы применяют в трубопроводах, работающих при значительных внутренних давлениях, а также при укладке их в макропористых грунтах, в сейсмических районах, по мостам и эстакадам и при устройстве дюкеров
Существенным недостатком стальных труб является их подверженность коррозии, которая ведёт к огромной бесполезной трате металла, сокращению срока службы трубопроводов, увеличивает шероховатость внутренний поверхности стенок труб, что сопряжено с дополнительными затратами энергии на подачу жидкости. Таким образом, коррозия труб вызывает увеличение как строительных, так и эксплуатационных расходов в системах транспортировки жидкостей.
|
|
|
Для защиты от коррозии внешней поверхности стенок трубы долгие годы изменялись различные типы битумных покрытий. В настоящее время используется обмотка различными типами полимерных плёнок как в полевых так и в заводских условиях.
Для предохранения внутренней поверхности труб от коррозии применяют различные виды покрытий: цементно-песчаные, лаковые, эпоксидные, эмалевые и д.р. Одни из них имеют ограниченную область применения, а цементно-песчаные, например, обуславливают значительное уменьшение площади поперечного сечения, что приводит к увеличению гидравлических сопротивлений и снижению пропускной способности труб.
Технические характеристики покрытия труб представлены в Приложении 3.
Трубы нефтегазопроводные и общего назначения диаметром 114 - 530 мм применяются для строительства нефтегазопроводов, нефтепродуктопроводов, технологических и промысловых трубопроводов, в том числе, в районах Сибири и Крайнего Севера, водопроводов, систем отопления, конструкций различного назначения; обустройства газовых и нефтяных месторождений (см. Приложение 1).
Электросварные прямошовные (одно- и двухшовные) трубы диаметром от 508 до 1420 мм с толщиной стенки от 7 до 48 мм для магистральных газонефтепроводов, нефтепродуктопроводов и подводных трубопроводов. Изготавливаются из сталей классов прочности от К38 до К65 на рабочее давление до 250 атмосфер методом UOE и JCOE - формовки и автоматической дуговой сварки под слоем флюса. Освоено производство труб классов прочности К52-К65 для строительства газопроводов в северной климатической зоне с температурой эксплуатации до минус 60°С, промысловых трубопроводов повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, трубопроводов для транспортировки нефтегазопродуктов с повышенным содержанием сероводорода.
По требованию потребителя завод поставляет трубы с наружным трёх- или двухслойным антикоррозионным полиэтиленовым или пропиленовым покрытием, покрытием под обетонирование, внутренним гладкостным или антикоррозионным покрытием.
Продукция комплекса полностью соответствует требованиям отечественных и международных стандартов на магистральные газонефтепроводные трубы, а также требованиям действующих СНиПов и СП, в том числе СНиП 2.05.06-85 и СП 34-101-98.
Трубы также аттестованы Американским нефтяным институтом по стандарту API Spec 5L.
Информация о трубах представлена в Приложении 2.
Предложения и разработки
Коррозия нефтепромысловых трубопроводов представляет серьезную экономическую и экологическую проблему, нанося громадный ущерб нефтедобытчикам, окружающей среде и здоровью людей.
Применяемые до сих пор в нефтедобывающей отрасли трубопроводы из углеродистой и низколегированной стали подвержены интенсивному коррозионному износу и вследствие этого имеют очень низкий эксплуатационный ресурс, исчисляемый месяцами при наличии «язвенной» коррозии. Поэтому защита нефтепромысловых трубопроводов от коррозии является задачей важной и актуальной.
С практической и экономической точки зрения одним из наиболее простых в применении способов защиты стальных трубопроводов от внутренней и наружной коррозии является использование стальных труб с внутренней и наружной футеровкой полиэтиленовыми трубами.
ОАО «Первоуральским новотрубным заводом» (ПНТЗ) и ООО «Инженерно-производственным центром» (ИПЦ) был выполнен комплекс научно-исследовательских и конструкторских работ по созданию и внедрению промышленных технологий производства и монтажа футерованных полиэтиленом нефтепромысловых трубопроводов диаметром 57¸325мм, что позволило при их использовании полностью решить проблему коррозии трубопроводов для систем поддержания пластового давления и добычи нефти в разных нефтедобывающих регионах России.
Разработанный заводом способ футерования стальных труб трубами из полиэтилена базируется на релаксационном характере относительно небольшой холодной деформации полиэтиленовых труб.
Монтаж нефтепромысловых трубопроводов осуществляется с использованием уникальной бессварочной технологии при помощи неразъемного муфтового соединения труб, выполняемого методом холодного волочения муфты через сужающую фильеру на специализированном оборудовании.
Для примера, можно привести коррозию металла труб на трубопроводах повышения пластового давления Западного - Тэбукского нефтяного месторождения Республика Коми и пути их повышения и надёжности. В 2002 году на трубопроводах частота аварий составило 19,45 штук/км в год.
ООО«ИПЦ» произвёл замену стальных трубопроводов на Западного - Тэбукском нефтяном месторождении Республика Коми на трубопроводы, футерованные полиэтиленовыми трубами с общей протяжённостью около 44 км. Первые трубопроводы были проложены 5,5 лет тому назад. За время эксплуатации трубопроводов из стальных труб с протяжённостью 44 км должно было бы произойти более 2600 аварий. Трубопроводы находятся в безаварийной эксплуатации.
Для нужд нефтедобычи освоено производство стальных футерованных труб по ТУ14-ЗР-63-2002 и ТУ размерами 57x3,5-6 мм, 76x3-8 мм, 89х2-10мм, 108x4-10 мм, 114x4-12 мм, 133x5-12 мм, 159x6-14 мм, 168x6-14 мм, 219x8-20 мм, 273х8 мм и 325х8 мм.
Эксплуатационная надежность и долговечность трубопроводов из труб, футерованных полиэтиленовыми трубами, обеспечивающим коррозионную защиту стальной трубы в течение 30-50 лет, зависят главным образом от конструкций, применяемых соединений и технологии монтажа. Соединения кроме необходимых прочностных характеристик, соответствующих давлению в трубопроводах, должны обладать коррозионной стойкостью, не меньшей чем основная труба.
Для монтажа футерованных трубопроводов была разработана конструкция технология исполнения бессварочного муфтового соединения типа «механический замок».
Герметичность и прочность соединения обеспечиваются силами трения по площади контакта внутренней поверхности муфты и наружной поверхности стальной трубы и прочностью на срез замков, зависящей от утолщений по концам муфт, толщины стенок трубы и муфты, а также марки сталей, из которых изготовлены трубы и муфты. В каждом конкретном случае в зависимости от эксплуатационного давления в трубопроводе производится расчет геометрических размеров элементов соединения (как правило, на максимальное давление, на которое рассчитана труба).
Для монтажа трубопроводов в полевых условиях разработана поточная, автономная мобильная линия, которая позволяет вести монтаж трубопроводов в любых климатических условиях.
Выводы:
. В качестве защиты от коррозии трубопроводов на нефтепромыслах в футерованной трубе используются трубы из полиэтилена, обладающего универсальной химической стойкостью к любым агрессивным средам, которые могут встретиться при нефтедобыче или применяться в ней.
. Механическая прочность футерованных трубопроводов определяется прочностью стальных труб, надежно защищенных от коррозии. При расчетах на прочность и долговечность отпадает необходимость введения поправок на толщину стенки по коррозии, что снижает расход металла на изготовление отдельных труб и снижает вес трубопроводов.
. Стоимость футерованных трубопроводов незначительно выше стоимости стальных. Получаемый экономический эффект от их применения за счет надежности и долговечности многократно превосходит все затраты на изготовление футерованных труб, монтаж и эксплуатационные затраты.
Программный комплекс для проектирования магистральных и промысловых нефтепроводов
Система Трубопровод 2012 - это программный комплекс на платформе AutoCAD 2008/2009/2010/2011/2012/2013, созданный для проектирования магистральных трубопроводов. Проверенные временем инструменты в разы повышают производительность, уменьшают ошибки, и обеспечивают выдачу качественного проектного материала для строительства.
Специалисты сообщают, что использование Трубопровод 2005/2008 повысило их производительность в 8 раз, в сравнении с ручной работой в AutoCAD.
В Системе Трубопровод 2012 реализованы сотни новых требований, которые на протяжении последних лет поступали от инженеров из десятков институтов, проектирующих такие трубопроводные системы как ВСТО, БТС, Харьяга-Индига. А сейчас комплекс используется многими институтами при проектировании Южного потока. Система Трубопровод 2012 поможет Вам предоставлять проектную документацию заказчику быстрее и с меньшими затратами времени.
Система Трубопровод 2012 это шесть модулей обеспечивающие автоматизацию от изысканий до проектирования:
LotWorks - проектирование трубопровода на профиле; расчеты отводов, вставок и совмещенных поворотов; оформление профилей и планов; расчет объема земляных работ; создание отчетных документов, включая ведомость укладки труб, отводов, спецификацию изделий и ведомость объемов работ.
LandProf - прокладка трассы трубопровода и подготовка исходного набора профилей; широкий набор инструментов для трассирования (перетрассировка, объединение, перенос); создание отчетных документов, включая ведомость косогорных участков, продольных уклонов, угодий и согласований, ведомость пересечений по трассы в форматах MS Word и MS Excel.
GeoDraw - построение геологических разрезов и ведения каталога скважин; создание различных ведомостей: ведомость прогнозных уровней ИГЭ, гидрогеологических условий, болот, каталог горных выработок, литологические разрезы скважин и др.
Топоплан - создание цифровых моделей ситуации инженерного назначения и подготовки топографических планов и карт различных масштабов; стандартный каталог объектов местности определенный в ГОСТ Р 52439-200.
Геолог - обработка данных лабораторных паспортов грунтов по ИГЭ, статистическая обработка и вычисления нормативных и расчетных значений физико-механических и других свойств грунтов, обработка статического зондирования и вычисления несущей способности грунтов для различных длин и сечений свай.
Лаборатория - ввод, хранение и обработки результатов лабораторных испытаний грунта: физико-механические свойства, включая мерзлые грунты, органоминеральные свойства, химический анализ, определение гранулометрического состава, анализ скальных грунтов и экологический анализ, генерация комплекта документации.
В Системе Трубопровод 2012 реализован новый принцип распределенного хранения проектной информации: информация о проектируемом объекте хранится непосредственно в чертеже (dwg-файле), с которым работает инженер. Эта информация может быть внесена в базу проекта, которая содержит данные по всем объектам данного проекта. Наличие базы проекта обеспечивает совместную работу проектного и изыскательских подразделений, позволяя инженерам обмениваться проектными данными. Каждый участник может работать над проектом одновременно с другими и делать результаты своей работы доступными для других. Таким образом, инженеры могут одновременно на разных компьютерах работать с разными участками одной трассы и затем объединять результаты в базе проекта, и создавать на основе этой информации отчетные документы.
Заключение
Сейчас нефтепроводы делаются из стали или пластика, диаметр труб варьируется от 10 до 120 сантиметров. Основная масса нефтепроводов находится на глубине 1-2 метра под землей. Для того чтобы предавать нефть по нефтепроводам была изобретена специальная система насосов, расположенных через определенное расстояние по всей длине нефтепровода. Эта система обеспечивает передачу нефти по трубам со скоростью от 1 до 6 метров в секунду.
Еще существуют многофункциональные нефтепроводы, которые способны передавать два или несколько продуктов одновременно по одному трубопроводу. Интересен тот факт, что содержимое внутри при передаче нескольких нефтепродуктов никак не разделяется. Сходные по свойствам продукты смешиваются, при этом между ними образуется разделительная пленка, которая при доставке удаляется.
При транспортировке сырой нефти следует учитывать тот факт, что нефть содержит в себе некоторые воска и парафины. При транспортировке нефти в холодном климате эти воска и парафины могут создавать дополнительные проблемы, например, застывая при определенной температуре, начинают затруднять проходимость нефти по трубам.
Поэтому для северных территорий были разработаны специальные аппараты, запускающиеся внутрь нефтепровода и очищающие его поверхности от различных отложений. Они вводятся в эксплуатацию на специальных станциях, чистят загрязнившиеся участки и изымаются на других станциях.
Список литературы
1. Гумеров Р.С. Понятие, классификация магистральных нефтепроводов. - М., Нефть и газ, 1999.
2. Векштейн М.Г. Состав сооружений магистральных нефтепроводов. - М., Промиздат, 2001.
. Промысловый трубопровод. //http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/4145/ Промысловый
. Нефтепровод как наиболее экологичный способ транспортировки нефти. // http://test.finansy.asia/node/229
. Трубы. //http://оао-вмз.рф/Продукция/Продукция1/pipe
. Айдуганов В.М., Волкова Л.И., Рабинзон О.В., ООО «Инженерно-производственный центр» г.Бугульма, ОАО «Первоуральский новотрубный завод». Коррозия нефтепромысловых трубопроводов. //http://neftegas.info/korroziya-tng/3467-18-letniy-opyt-proizvodstva-stalnyh-trub-futerovannyh-polietilenovymi-trubami-i-stroitelstvo-iz-nih-promyslovyh-truboprovodov-s-ispolzovaniem-nerazemnogo-muftovogo-soedineniya-trub-v-usloviyah.html
. Первый этап транспортировки нефти - промысловый трубопровод. //http://www.oilcatalog.ru/stat/1071_stat.html
. Классификация трубопроводов. // http://росстальэкспорт.рф/articles/ classification_pipeline/
Приложение 1
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 165; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!