Классификация трубопроводных систем

По трубопроводным системам различных морских сооружений транспортируются десятки рабочих сред, необходимых для нормаль­ной эксплуатации этих сооружений и всевозможного оборудования В качестве материалов для изготовления трубопроводов в зависимо­сти от вида транспортируемых рабочих сред и их разрушающей ак­тивности применяют углеродистые и нержавеющие стали, чугун, медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, титан, стеклопластик и поли­этилен и другие материалы. Кроме труб трубопроводные системы включают различные трубопроводные элементы, судовую арматуру, приводы, механизмы, аппараты, цистерны, резервуары, приборы, сред­ства автоматики и другое оборудование.

В гражданском строительстве трубопроводные системы принято классифицировать по роду перекачиваемой рабочей среды и в зави­симости от этого различают водопроводы, нефтепроводы, газопрово­ды, аммиакопроводы и т. п.

После извлечения продукта из земли, он должен транспортироваться с моря на берег. Одновременно с монтажом добывающего оборудования, трубоукладочные баржи и бригады занимаются укладкой трубопровода для транспортировки нефти и газа от платформы до места назначения. (рис 48.

Рис.48-Трубоукладочная баржа

Длина этих барж может доходить до 150 метров, а укладываемые ими трубы - до 1525 мм в диаметре. Трубы обычно поставляются длиной 12 метров, и могут быть покрыты бетоном для утяжеления. Трубы привариваются друг к другу вдоль линии сборки, проходящей по длине баржи. Вдоль этой линии расположен ряд сварочных постов, где работают высококвалифи­цированные сварщики на высокоэффективных сварочных машинах.

По мере перемещения каждой следующей трубы на сварочный участок, она становится частью трубопровода, который проходит через корму баржи ко дну моря, и, наконец, к терминалу, находящемуся на расстоянии в несколько сотен миль. Со сварочного участка трубопровод перемещается на участок рентгеноскопии, где каждый новый сварной шов проверяется на наличие дефектов в соединении. Если дефектов не обнаружено, сварной шов покрывается антикоррозийной изоляцией.

По мере увеличения длины трубопровода баржа переме­шается вперед, каждый раз на несколько метров. После каждого перемещения баржи новый участок трубопровода, приваренный, подвергнутый рентгеноскопии и заизолированный, спускается с кормы в воду, вниз по наклонной площадке, называемой стингером. Стингер поддерживает трубу до некоторого расстояния под водой и направляет ее под небольшим углом на морское дно.

По мере движения трубоукладочной баржи, она тянет за собой плуг, который роет траншею на морском дне. Трубопровод укладываетсяв траншею, где он будет защищен от повреждения путем естественной замывки или засыпки. Морские течения перемещают песок, вырывае­мый плугом, обратно в тран­шею, покрывая трубопровод.

В процессе укладки труб водолазы постоянно инспектиру­ют стингер и трубопровод. Они следят за отсутствием препят­ствий на морском дне, правильной укладкой трубопровода и надлежащим положением стингера.

Затем, после заверше­ния прокладки трубопровода к платформе, водолазы подсое­диняют его к стояку, участку трубопровода, который поднимается с морского дна к палубе и крепится к конструкции.

До эксплуатации трубо­провода он должен быть спрессован и проверен на плотность. Аналогично, все оборудование на палубе, трубопровод и проводка, клапаны и переключатели, насосы и системы, извлекаю­щие сырую нефть из земли, очищающие ее и проталкива­ющие ее в сторону берега, должны быть многократно испытаны, чтобы убедиться в безотказной работе и отсутствии опасности для человека или окружающей среды.

Позже укладка глубоководных трубопроводов была выполнена по новой технологии, сущность которой заключается в том, что для регулирования напряжения в трубопроводе в процессе его погружения на дно моря были применены разгружающие понтоны взамен направляющего устройства- стингера. Это позволило значительно уменьшить изгиб трубопровода и тем самым обеспечить безаварийную его укладку в жестких гидрометеорологических условиях.

Трубопроводы могут быть проложены в различные места. Одни ведут к морским сборочным станциям, где нефть и газ подвергаются дальнейшему разделению, направляются обратно в трубопровод и к берегу для дополнительной переработки.

Другие трубопроводы заканчиваются на берегу в больших нефтебазах, где жидкие углеводороды хранятся для последующего распределения по нефтеперерабатывающим заводам. Углеводороды могут транспор­тироваться по подземному трубопроводу прямо на нефтеперерабатывающий завод, или к морскому терминалу для погрузки на танкеры, напра­вляющиеся в другие части света.

Несколько танкеров могут загружаться и разгружаться с многопричального терминала, или один танкер может загружаться и разгружаться в системе с заякориванием буя.

Многопричальные терминалы находятся в зонах, укрытых от суровой погоды. Они погружают или разгружают нефтепродукты с помощью гигантских стрел, спроектированных с целью компенсации перемещения судна, вызванного приливами и отливами или меняющейся нагрузкой.

При системе с заякориванием буя танкер соединяется шлангами крупного диаметра с шарнирным соединением. Свободное перемещение соединения обеспечивает возможность загрузки нефти независимо от перемещения судна вследствие течений и волн.

С танкеров или береговых нефтебаз, сырая нефть и природный газ поступают на береговой завод, где они перерабатываются в продукты для нефтяной, газовой и химической промышленности. На этих заводах углеводороды становятся ингредиентами для многочисленных продуктов, с которыми мы ежедневно сопри­касаемся. Они превращаются в бензин и моторное масло, в синтетические ткани и пластмассы, в асфальт и другие промышленные продукты, и в топливо для промышленности и наших домов.

Осн.: 1. [263-269], 5. [469-473]

Контрольные вопросы:

1. Как впервые прокладывали трубопроводы?

2. Что производятся на береговой монтажно-сварочной площадке?

4. Что используют для укладки трубопроводов?

5. Что такое стингер и для чего он служит?.

6. Каковы требования к изготовлениям трубопроводов?

7.Какие новые технологии были выполнены для регулирования напряжения в трубопроводе?

 

Планы практических занятий

Задание № 1. Расчет фонтанирования. КПД процесса.

Методические рекомендации. Определить режим движения нефти в НКТ, число Рейнольдса, а также забойное давление фонтанирования и КПД процесса, если известны полезная и затрачиваемая мощность.

Осн.: 6. [144-154]

Доп.: 12. 71-80 ]

Контрольные вопросы:

1. Какие факторы определяют фонтанирование скважин?
2. Формула КПД подъема жидкости?
3. Как определяются режим движения в НКТ?

Задание № 2. Расчет нормы отбора жидкости. Критерий ограничения отбора.

Методические рекомендации.Определить основные параметры компрессорного подъемника и рассчитать удельный расход газа и удельный расход нагнетаемого количества газа и общий расход газа.

Осн.: 6. [144-154]

Доп.: 12. [20-26 ]

Контрольные вопросы:

1. Что называют нормой отбора жидкости?
2. Назовите основные критерии ограничения отбора.

3. Как определяют удельный расход на оптимальном режиме?

Задание № 3. Расчет оптимального допускаемого и предельного давления на приеме ЭЦН.

Методические рекомендации. Определить значения вязкости для пластовой и дегазированной нефти, температуру и давление. Определить последовательно на известных данных оптимальное допускаемое и предельное на приеме.

Осн.: 6. [224-228]

Доп.: 12. [137-145]

Контрольные вопросы:

1.Какие факторы влияют на подачу насоса?

2.Как оценивается оптимальное давление?

3.Как оценивается допускаемое давление?.

4. Как определяют удельный расход на оптимальном режиме?

Задание № 4. Расчет допускаемого давления на приеме винтового насоса.

Методические рекомендации. Для заданных значений давления вычислить соответствующие значения газовогофактора. По графику определить давление на приеме винтового насоса.

Доп.: 12. [146-148 ]

Контрольные вопросы:

1.Как определяется глубина спуска винтового насоса?

2.Какие нефти откачивают винтовым насосом?

3.Как определяют теоретическую подачу винтового насоса?.

Задание № 5. Расчет расстановки газлифтных клапанов.

Методические рекомендации. Определить статический уровень и построить кривые распределения давления и по известным графическим методом определить установку рабочего клапана.

Осн.: 6. [164-181]

Доп.: 12. [89-92]

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение пусковому давлению.

2.какие методы применяются для снижения пускового давления?

3.На чем базируется принцип расстановки газлифтных клапанов?.

Задание № 6. Расчет параметров гидроразрыва пласта.

Методические рекомендации. Определить горное давление, давление разрыва, объем необходимой жидкости разрыва, длину и ширину образующейся трещины.

Осн.: 6. [92-96]

Доп.: 12. [148-156]

Контрольные вопросы:

1.Для чего проводят ГРП?

2.В каких случаях проводят ГРП?

3.На чем основывается эффективность применения данного метода?.