Проектирование нефтепровода с пропускной способностью 8,9 млн.тонн/год и длиной трубопровода 840км

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.И.САТПАЕВА

 

 

Кафедра «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

Тема: Проектирование нефтепровода с пропускной способностью 8,9 млн.тонн/год и длиной трубопровода 840км.

 

 

 

 

 

 

ПРИНЯЛ: доц.каф. ПСиЭГГ Қиябаев С. Н.

                                                                      

                                                      ВЫПОЛНИЛ:   студент группы   

                 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2009

АННОТАЦИЯ

 

Целью данного курсового проекта является определение оптимального вида транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа; количество насосных станций и точки их расположения в сжатом профиле трассы; внутренного и внешнего диаметров трубы нефтепровода с фактической пропускной способности трубопровода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Введение.................................................................................................... 4

 

2. Технологическая часть .............................................................................6

 

3. Виды транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа........................ 8

3.1. Железнодорожный вид транспортировки.....................................9

3.2. Водный вид транспортировки......................................................10

3.3. Автомобильный вид транспортировки.......................................12

          3.4     Трубопроводный вид транспортировки......................................14

 

4. Расчетная часть ......................................................................................15

4.1. Исходные данные по физико-химическим свойствам нефтепродуктов.

          4.2. Количество насосных станций и точки их расположения в сжатом профиле трассы

          4.3. Расчет трубопровода на прочность и устойчивость

4.4. Гидравлический расчет труопровода

         

5. Заключение ............................................................................................25.

 

6. Список литературы.................................................................................26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Нефть как горючий и смазочный  материал, а также как лечебное средство против некоторых болезней известна человечеству с незапамятных времен. О том, что на Апшеронском п-ове имеется нефть, знали еще в далеком. прошлом. Состояние Бакинского нефтяного промысла описано венецианским путешественником Марко Поло. С древних времен добывали нефть и на севере нашей страны - в районе р. Ухты.

Техника добычи нефти вначале была примитивной. Нефть добывали из ям, вырытых в местах ее выходов на поверхность. Позднее стали сооружать колодцы, которые крепили деревянными венцами или -камнем. Скапливающуюся нефть черпали бадьями или бурдюками вручную или с помощью конной тяги.

Несмотря на то, что начало добычи нефти в нашей стране уходит в  далекое прошлое, временем рождения отечественной нефтяной промышленности принято считать 1864 г. В этом году в долине р. Кудако на Кубани было начато бурение ударным способом первых в России нефтяных скважин, стенки которых крепились металлическими обсадными трубами. В одной из скважин 16 февраля 1866 г. с глубины 55 м забил первый фонтан нефти с суточным дебитом 12 тыс. пудов (около 200 т/сут).

В 1964г. советские нефтяники отметили столетие отечественной нефтяной и  газовой промышленности. С тех  пор в первое воскресенье сентября ежегодно отмечается Всесоюзный день работников нефтяной и газовой промышленности.

В мировой экономике  нет более цитируемых продуктов и товаров, чем нефть и газ, которые  сквозной строкой проходят через бюджеты и экономики всех стран мира.  Вот уже  полтора столетия нефть  обеспечивает современной цивилизации  быстрое развитие.

Прямо или опосредованно каждый житель Земли имеет дело с продуктами  переработки нефти. Нефть настолько вошла в нашу жизнь, что мы подчас не осознаем её значения. Можно сказать, что именно нефть, стирая границы, положила начало процессу глобализации: вначале нефть объединила людей всего мира в их стремлении жить при ярком  свете керосиновой лампы, а потом она стала незаменимой в качестве моторного топлива  и при синтезе тысяч продуктов и материалов.

   Нефть – это естественное звено в глобальном  углеродном цикле. История происхождения нефти  неразрывно связана с историей Земли и представляет собой грандиозную картину того, как развивался органический мир в целом. У нефти тоже есть свой век, который  измеряется десятками и  сотнями миллионов лет. Часть нефти выходит на дневную поверхность и теряется, часть поедается бактериями, часть переходит в битум и асфальт, часть разгружается в океаны и разносится водой, часть сгорает при соприкосновении с горячей магмой и извержениях вулканов.

Первый нефтяной фонтан в Казахстане забил в 1899 году на площади Карачунгул района недр Южной Эмбы.  В 1911-1915 г.г. введены в строй первые месторождений Казахстана - Доссор-Мақат. Проектирование танкеров и трубопроводов связано с именем русского инженера и академика - В.Г.Шухова.

Первый нефтепровод диаметром 50мм был сооружен в России в 1878 году от промыслов Баку до нефтеперерабатывающих заводов. Первый магистральный продуктопровод был построен в России в 1896-1906 г.г. Он перекачивал экспортный бензин Баку в Батуми. Его длина 883 км, диаметр 203 мм, имел 17 насосных станций.

Природного газа использовали в  Китае более тысячи лет назад. Его транспортировали при помощи бамбуковых газопроводов. А первый металлический газопровод построен в 1825 году в США из свинца (Фредония). Он транспортировал горючий газ. В той же стране в 1881 году введен в строй двухниточный газопровод от промыслов штата Индиана до Чикаго. Первые крупные магистральные газопроводы были построены в США в 1928-1932 г.г. для подачи газа из месторождения Панхендл в Чикаго и Детройт (протяженностью  1570 и 1375 км).

Самый  длинный нефтепровод диаметром 1100 мм, протяженностью  4650 км в США. Он соединяет Хьюстон (штат Техас) с  Нью-Йорком. Самый  длинный магистральный  газопровод  в странах СНГ. Общая  длина системы газопроводов Ямбург-Западная граница СНГ составляет 28,7 тыс. км, а диаметр -  1420мм.

Главные нефтедобывающие страны мира – это страны Персидского залива, как Саудовская Аравия, Иран, Ирак, ОАЭ, Кувейт, в Африке - Нигерия, в Америке - США, Мексика и Венесуэла, в Европе - Норвегия, а также Китай и страны СНГ - Россия, Казахстан, Азербайджан, Туркмения. В этих же странах в основном добывают природный газ. Самая крупная газодобывающая страна – Россия. Большой объем газа добывается и в Туркмении и Узбекистане.

Главные нефте-газопотребляющие страны мира – это Европа, США, Япония, Австралия, а также крупнейшее  государство мира Китай. Между двумя вышеперечисленными группами добывающих и потребляющих стран происходит транспортировка нефти и газа. Для транспортировки нефти и газа в основном используются морские танкера и трубопроводы. Грузоподъемность крупных танкеров, построенных в основном в Японии, превышает млн. тонн. Большинство таких танкеров используются для перевозки нефти из стран Персидского залива в США и Японию. Танкера есть и в Казахстане. Они в Каспийском море, перевозит нефть из порта Актау в Баку. Пока их трое (Астана, Алматы и Атырау) с небольшими грузоподъемностями (из-за малой глубины Каспийского моря их грузоподъемность в пределах 10-15 тыс. т.). Вообще число танкеров 8 (5 их них Азербайджанские), они в год транспортируют 10 млн. тонн Казахстанской нефти из Актау в порт Баку. Запасы нефти есть почти во всех областях Казахстана. Их больше всего в западных и восточных регионах Казахстана, а также в Кызылординской области.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Производственно-технологическая  структура нефтегазового комплекса  такова, что разведка, добыча, транспортировка  и переработка углеводородов  являются одинаково важными звеньями этого комплекса.

Самые умеренные подсчеты  показывают, что объем оставшейся в недрах нефти на отработанных месторождениях,  по крайней мере, равен объему нефти, извлеченной на поверхность. Нельзя рассматривать миллиарды тонн оставшейся в недрах нефти безвозвратно утерянными. Поэтому следует совершенствовать технологию добычи  той нефти, которая в настоящее время является недоступной для извлечения.

 В настоящее время около  30% нефти и газа добывается  у берегов и на шельфе 50 стран.  При составлении проектов разработки  и обустройства месторождений  нефти и газа необходимо уделять внимание  вопросам охраны окружающей среды. Человечество  обеспокоено экологическим состоянием среды обитания и ухудшением экологической обстановки в связи с широким использованием нефти и газа.

Решение сложных технических и  практических задач, возникающих при бурении нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, невозможно без учета механики горных пород и обеспечения устойчивости стенок скважин.

Чтобы месторождение поступило  в разработку, геологи и геофизики  должны определить его параметры, буровики и специалисты по буровым растворам должны пробурить скважины и успешно вскрыть нефтяной горизонт, затем технологи по добыче должны преодолеть и решить множество вопросов, связанных с извлечением нефти  на поверхность. Далее, нефтепереработчики должны получить из нефти  необходимые технические продукты, а инженеры-транспортники должны обеспечить эффективную подачу и распределение нефтепродуктов к месту их потребления.

Нефтепроводом принято называть трубопровод, предназначенный для перекачки нефти и газа. Если хотят подчеркнуть, что перекачиваются именно нефтепродукты, то употребляют термин нефтепродуктопровод. В зависимости от вида перекачиваемого нефтепродукта, трубопровод, также называют бензинопроводом, керосинопроводом, мазутопроводом. По своему назначению, нефтепроводы и нефтепродуктопроводы делятся на следующие группы: внутренние - соединяют различные объекты и установки на промыслах, нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) и нефтебазах; местные - по сравнению с внутренними, имеют большую протяженность (до нескольких десятков километров) и соединяют нефтепромыслы с головной станцией магистрального нефтепровода; или НПЗ с пунктами налива на железной дороге или в наливные суда либо НПЗ с головной станцией нефтепродуктопровода; магистральные - характеризуются большой протяженностью (сотни и тысячи километров), поэтому перекачка ведется не одной, а несколькими станциями, расположенными по трассе. Магистральным газопроводом принято называть трубопровод, предназначенный для транспортировки газа из района добычи или производства в район его потребления, или трубопровод, соединяющий отдельные газовые месторождения. Ответвлением от магистрального газопровода называется трубопровод, присоединенный непосредственно к магистральному газопроводу и предназначенный для отвода части потока транспортируемого газа к отдельным населенным пунктам и промышленным предприятиям.

В состав сооружений магистральных  трубопроводов входят:

• линейные сооружения, представляющие собой собственно трубопровод, систему противокоррозионной защиты, линии связи и т. д.;
• перекачивающие и тепловые станции;
• конечные пункты нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, газораспределительные станции (ГРС), на которых принимают поступающий по трубопроводу продукт и распределяют его между потребителями, подают на завод для переработки или отправляют далее другими видами транспорта.

В некоторых случаях в состав магистральных трубопроводов входят и подводящие трубопроводы, по которым нефть или газ от промыслов подается к головным сооружениям трубопровода.

Линейные сооружения магистральных трубопроводов.

Основным элементом  магистрального трубопровода являются сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод. Как правило, трубопроводы прокладывают одним из следующих способов:

• подземным;
• наземным в искусственной насыпи (на обводненных или заболоченных участках);
• надземным, на опорах (на участках распространения многолетнемерзлых пород).
• При подземном способе прокладки магистральные трубопроводы заглубляют в грунт обычно на глубину 0,8 м до верхней образующей трубы, если большая или меньшая глубина не диктуется особыми геологическими условиями или необходимостью поддержания температуры перекачиваемого продукта на определенном уровне. Для магистральных трубопроводов применяют цельнотянутые или сварные (прямо - и спирально-шовные) трубы диаметром от 300 до 1420мм. Толщина стенок труб определяется проектным давлением в трубопроводе, которое может достигать 10 МПа.

На пересечениях крупных рек  газопроводы (а в некоторых случаях и нефтепроводы) утяжеляют закрепленными на трубах железобетонными грузами или сплошным бетонным покрытием и заглубляют ниже дна реки. Кроме основной нитки, укладывают резервную нитку подводного перехода того же диаметра. На пересечениях железных и крупных шоссейных дорог трубопровод прокладывают в «патроне» из труб. Диаметр патрона на 100 - 200 мм больше диметра трубопровода.

Для удовлетворения потребностей в  нефтепродуктах и газе населенных пунктов, находящихся вблизи трасс нефтепроводов и газопроводов, от них прокладывают ответвления или отводы из труб сравнительно малого диаметра, по которым часть потока нефтепродуктов (периодически) и газа (непрерывно) поставляется в эти населенные пункты. С интервалом 10 - 30 км в зависимости от рельефа трассы на трубопроводе устанавливают линейные краны (на газопроводах) или задвижки (на нефтепроводах) для перекрытия участков в случае аварии или ремонта. С обеих сторон линейного крана на газопроводе устанавливают свечи для выпуска газа в атмосферу при авариях. Вдоль трассы проходит линия связи (телефонная, радиорелейная), которая имеет диспетчерское назначение. Ее можно использовать для передачи сигналов телеизмерения и телеуправления.