Строительство магистрального трубопровода

Нижневартовский нефтяной  техникум 
(Филиал  федерального государственного бюджетного образовательного учреждения  
Высшего профессионального образования <Югорский государственный университет> 
                                           ( ННТ  (филиал) ФГБОУ <ЮГУ>)  

 

Проект по

Строительству магистрального трубопровода

 

 

 

Выполни студент                                                            Миннигалимов В.Р.

Группы 3СЭГ30  

 

Проверил преподаватель                                            Савельева Н.Н.

 

                                          

 

                                              Нижневартовск

                                                       2016

                     

                                            

                                                                                                                                            Содержание:

Введение

1.Теоретическая часть

   1.1 Схема магистрального нефтепровода

   1.2 Машины для  строительства трубопровода

   1.3 Трубы для магистрального трубопровода

2. Практическая часть

   2.1  Порядок проектирования  магистрального трубопровода

   2.2 Технология прокладки  магистрального нефтепровода

3. Охрана окружающей среды при строительстве магистрального

   трубопровода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Большинство людей ассоциируют  понятие «трубопровод» исключительно с  системой водоснабжения, которую они видят в своих домах. Кроме того, большинство из нас видели также трубы, по которым  бытовой газ подводиться к квартирам.

Но многие люди не знают, что существуют сотни и тысячи километров очень больших «трубопроводов», транспортирующих огромное количество сырой нефти, нефтепродуктов и газа. Не знают они этого потому, что большинство из них надежно скрыто от глаз человечества под землей или под водой.

Нефть, газ, и продукты их переработки  перевозятся между континентами в огромных танкерах,  а на земле транспортируются по трубопроводам. Эти трубопроводы бывают просто огромными  (в России диаметр трубы может доходить до  1422 мм) и могут достигать более 1000 км в длину.  

Трубопроводы  являются основными рабочими «артериями»  в нефтяной и газовой промышленности. Подобно кровеносной системе, они работают 24 часа в день,  семь дней в неделю,  и каждый день в году, постоянно обеспечивая наши энергетические потребности. Системы трубопроводов жизненно важны для экономик большинства стран.

В первые трубопроводы использовались для транспортировки жидкостей и газов многие годы назад. Так, например, китайцы применяли бамбуковые трубки для передачи природного газа, который освещал их столицу Пекин,  еще в 400 г. до н.э.

При помощи трубопроводов нефть и газ транспортируются на огромные расстояния, и преобразуются в различные формы энергии, такие как бензин для наших автомобилей, и электричество для наших домов.

Нефть и газ обеспечивают большую часть мировых потребностей в  энергии, и топливе. Лучше всего это показывают цифры.  Согласно мировой статистике, нефть дает  34% от всего производства энергии в мире, уголь - 24%, 21% приходиться на газ, ядерная энергия составляет  7%, энергия воды - 2%, и всего 1% - это остальные энергетические мощности, такие как энергия солнца, ветра, и т.д

 

1. Теоретическая часть

1.1Схема магистрального нефтепровода

 

В состав магистральных нефтепроводов (МН) входят: линейные сооружения, головные и промежуточные перекачивающие насосные станции, резервуарные парки. В состав линейных сооружений входят следующие элементы: трубопровод дальнего транспорта нефти с ответвлениями и лупингами: запорная арматура: переходы через естественные и искусственные препятствия; узлы подключения нефтеперекачивающих станций (НПС); узлы пуска и приема очистных и диагностических устройств; установки электрохимической защиты от коррозии; линии электропередачи и линии связи; средства телемеханики и устройства дистанционного управления запорной арматурой: земляные амбары для аварийного выпуска нефти: пункты подогрева нефти; противопожарные средства; постоянные дороги и указатели (рис.1.).

Собственно трубопровод представляет собой сваренные в непрерывную нитку трубы. Обычно верхнюю образующую магистральных трубопроводов (МТ) заглубляют в грунт на глубину 0,8 м, если иная глубина заложения не диктуется особыми условиями. При прокладке МН в районах с вечномерзлыми грунтами или через болота трубы укладываются на опоры или в искусственные насыпи. Для них применяют цельнотянутые или сварные трубы диаметром 300-1220 мм. Толщина стенок труб определяется проектным давлением, которое может достигать 10 МПа. Помимо магистральных существуют промысловые, технологические и распределительные трубопроводы.

На пересечениях крупных рек трубопроводы утяжеляют грузами или бетонными покрытиями и заглубляют ниже дна реки. Кроме основной нитки перехода через реки укладывают резервную нитку того же диаметра.

 

 

В зависимости от рельефа трассы на трубопроводе с интервалом 10-30 км устанавливают задвижки для перекрытия участков в случае аварии или ремонта.

Нефтеперекачивающие станции (НПС) располагаются по трассе с интервалом 70-150 км и оборудуются центробежными насосами с электроприводом. Подача (расход) магистральных насосов может достигать 12500  . Головная НПС располагается вблизи нефтяного промысла и отличается от промежуточных наличием резервуарного парка объемом, равным трехсуточной пропускной способности МН. Если длина МН превышает 800 км. его разбивают на эксплуатационные участки длиной 100-300 км. в пределах которых возможна независимая работа насосов. Промежуточные НПС, расположенные на границах эксплуатационных участков, имеют резервуарные парки объемом до 1,5-суточной пропускной способности МН.

На трубопроводах, транспортирующих высокозастывающие и высоковязкие нефти, устанавливают тепловые станции с печами подогрева. Такие трубопроводы имеют теплоизоляционное покрытие.

Затраты на строительство линейной части достигают 80% от общего объема капитальных вложений. Чем больше диаметр труб, тем больше доля стоимости труб в общей стоимости линейной части. При диаметре нефтепровода 320 мм металловложение в проект составляет 60 т/км, при диаметре 1220 мм - 420 т/км. Например, при переходе от диаметра 720 мм на диаметр 1020 мм металловложение увеличивается в 1,8 раза. Поэтому трассы нефтепроводов большого диаметра стремятся максимально спрямить. С увеличением диаметра уменьшаются удельные затраты на перекачку нефти. Примерно 20% капитальных вложений приходится на неофтеперекачивающие станции.

С увеличением рабочего давления и диаметра труб возрастает толщина стенок. При повышении давления увеличивается стоимость единицы длины нефтепровода, однако удельные эксплуатационные затраты при этом уменьшаются. Например, при перекачке нефти со средней скоростью 1,5 м/с по трубам разного диаметра удельный расход энергии (  на 1000  ) составляет: диаметр 530 мм - 23,6; диаметр 720 мм - 14,8; диаметр 920 мм - 10,6.

В зависимости от прохождения трассы по равнинным участкам или через сложные естественные преграды стоимость сооружения линейной части может увеличиться в несколько раз. После определения оптимального направления трассы проводят выбор площадок для размещения НПС и уточняют на основании гидравлического расчета параметры нефтепровода.

МН подразделяются на четыре класса в зависимости от диаметра трубопровода:

I класс - диаметр  свыше 1000 мм;

II класс - от 500 до 1000 мм включительно;

III класс - от 300 до 500 мм включительно;

IV класс - 300 мм и менее.

В зависимости от класса выбираются безопасные расстояния от трубопровода до строений и сооружений.

Установлены также следующие пять категорий участков трубопроводов, которые требуют обеспечения повышенных прочностных характеристик, объема неразрушающего контроля и величины испытательного давления: B, I, II, III, IV. Наиболее высокой и ответственной является категория B.

К последней категории относятся переходы диаметром 1000 мм и более через судоходные и широкие водные преграды, газопроводы внутри компрессорных, газораспределительных станций и подземных хранилищ газа (ПХГ). К участкам IV категории относятся трубопроводы, проходящие по равнинной местности в устойчивых грунтах вдали от строений и сооружений.

Вдоль трассы МТ проходит линия связи, которая имеет в основном диспетчерское назначение. Расположенные вдоль трассы станции катодной и дренажной защиты, а также протекторы защищают трубопроводы от наружной коррозии. По трассе нефтепровода могут сооружаться пункты налива нефти в железнодорожные цистерны. Допустимые радиусы изгиба трубопровода в различных плоскостях определяют из условия прочности и устойчивости положения. На трассе МН через каждые 500 м устанавливаются знаки высотой до 2 м с надписями-указателями .

Конечный пункт нефтепровода - либо сырьевой парк нефтеперерабатывающего завода, либо морская перевалочная нефтебаза, откуда нефть танкерами перевозится потребителям.

 

Рис.1.

 

 

 

1.2 Машины для строительства трубопровода

Использование: транспортное машиностроение, оборудование для строительства магистральных трубопроводов, транспортировки секций труб, сварки стыков секций труб в траншею. Сущность изобретения: на базовом тракторе, оборудованном электрическим тяговым двигателем и силовым генератором, управляемыми блоком системы управления трактором, имеется трубоукладочное оборудование и сварочный агрегат. Последний состоит из сварочного поста и блока управления сварочным током. Выбор режима работы - сварки или переноса труб осуществляется при помощи переключающего устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования при строительстве магистральных трубопроводов, транспортировке секций труб, сварке стыков секций труб укладке тpуб в траншею.

Наиболее близкой к предлагаемой является машина для строительства трубопроводов типа "Катерпиллер", содержащая базовый трактор с двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, блок системы управления трактором, установленные на несущей раме, на которой закреплено трубоукладочное оборудование.

Недостаток известной машины связан с ее малофункциональностью. В частности, для осуществления процессов сварки стыков труб необходимо наличие трубосварочной базы со своим двигателем.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей подобной машины.

Поставленная задача решается тем, что машина для строительства трубопроводов, содержащая базовый трактор с двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, блок системы управления трактором, установленные на несущей раме, на которой закреплено трубоукладочное оборудование, оборудована электромеханической трансмиссией, включающей тяговый двигатель и силовой генератор, и сварочным агрегатом, состоящим из сварочного поста и блока управления сварочным током, обладающим способностью выбора режима с тяговой характеристикой и сварочной характеристикой, установленных на раме базового трактора, а также устройством для перевода генератора в режим сварки.

 

 

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой машины 
 

 

 

 

 

 

 

на фиг. 2 - функциональная схема ее электроустановки

На базовом тракторе 1 (в качестве него используется трактор ДЭТ-250М или ДЭТ-350) имеется электромеханическая трансмиссия 2, включающая в себя тяговый электродвигатель 3, силовой генератор 4 и систему управления 5. На раме трактора установлены трубоукладочное оборудование 7, сварочный агрегат 8, состоящий из сварочного поста 9 и блока управления сварочным током 10, обладающего способностью выбора режима работы с тяговой характеристикой или сварочной характеристикой. Выбор режима выполняется при помощи устройства для перехода генератора в режим сварки 11. Силовой генератор 4, используемый для сварки, получает питание через блок управления сварочным током 10.

Работает машина следующим образом.

При помощи трубоукладочного оборудования 7 труба поднимается к стоящему с трубой другому трубоукладчику. При этом движение производится за счет pаботы электpического тягового электродвигателя 3, работающего с силовым генератором 4. После стыкования двух труб машина останавливается. Тяговый электродвигатель 3 отключается от силового генератора 4 при помощи устройства для перевода генератора в режим сварки 11, и подключается сварочный агрегат 8. Далее производится сварка двух труб и плеть опускается в траншею либо устанавливается на постамент. Затем процесс повторяется.

Таким образом, существенно расширяются функциональные возможности машины.

Формула изобретения

Машина для строительства трубопроводов, содержащая базовый трактор с двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, блок системы управления трактором, установленные на несущей раме, на которой закреплено трубоукладочное оборудование, отличающаяся тем, что машина оборудована электромеханической трансмиссией, включающей тяговый двигатель и силовой генератор, и сварочным агрегатом, состоящим из сварочного поста и блока управления сварочным током, обладающим способностью выбора режима работы с тяговой характеристикой и сварочной характеристикой, установленных на раме базового трактора, а также устройством для перевода генератора в режим сварки.

 
 
1.3 Трубы для магистрального трубопровода

Трубы магистральные часто ассоциируют с трубами больших диаметров, причем абсолютно необоснованно причисляют к ним трубы диаметров от 530 мм, хотя отечественными стандартами не определена классификация труб по диаметру, а используемый в качестве ссылочного документа ГОСТ 20295-85 «Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов» определяет трубы магистральные в диаметрах от 114 мм. Более корректно деление труб в общеевропейских нормативно-правовых актах, где к трубам больших диаметров, в том числе трубам магистральным относят трубы из разных материалов с диаметрами более 200 мм, а трубы с диаметрами до 200 мм формируют емкий ассортимент трубной продукции различного назначения, часть которого ориентирована на формирование локальных сетей инженерно-технического обеспечения и присоединения локальных сетей к магистральным трубопроводам.

В части технических трубопроводов, связывающих поставщиков энергоносителей (воды, газа, тепла) и потребителей или поставщиков услуг (очистка стоков) и потребителей магистральные трубы по целевому назначению можно разделить на трубы водопроводные, трубы газопроводные, трубы тепловых сетей (отопления и горячего водоснабжения) иканализационные трубы. Из этих магистральных труб с диаметром, определяемым объемом транспортируемой среды и в зависимости от условий эксплуатации формируют напорные или безнапорные трубопроводы, что определяет деление магистральных труб на напорные и безнапорные трубы по внутреннему давлению транспортируемой среды. Как правило, трубы магистральные водоснабжения, газоснабжения и тепловых сетей – напорные, магистральные трубы систем водоотведения – напорные или безнапорные.