8.Классификация нпс. Технологические схемы нпс.

НПС делятся на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). На ГНПС осущ-ся след. тех-е операции:

прием и учет н.,

краткосрочное хранение н. в резервуарах.

внутрестационарные перекачки н.

закачка н. в маг-й т\д.Пуск в маг-й т\д очистных и диагност-х устройств.

На ГНПС м. применятся подкачка н. из др. н\проводов или попутных н\промыслов. На ПНПС производится повышение напорной трубопроводной н. для ее дальнейшей перекачки. При перекачки из насоса в насос не имеет резервуарных парков. Если же перекачка ведется ч\з резервуары или с подключением резервуара, резервуарные парки имеются.

На ПНПС т.ж. устанавливают системы сглаживания волн давления и защиты от гидр. ударов.

Для снижения затрат на сооружения НПС используются метод блочно-комплектного или блочно-модульного их исполнения.

Все оборудование станций включает автоматику – в блочном исполнении монтируется, испытывается на заводе и доставляется на строй. площадку. Блочно- модульные НПС м. б. открытого типа т.е. расположение под навесом на открытом воздухе. Сами агрегаты защищены индивидуальными мет.-ми кожухами с автоматич. сист. вентиляции и подогрева.

Технологические схемы НПС. Тех. схемы НПС – наз. внемасштабный рис., на кот. приведена принципиальная схема работы НПС в виде сист. внутрестационарного коммуникаций т\да. Основными элементами изображения на т.с. НПС являются:

сист. обвязки НПС (трубопроводные коммуникации);

сист. обвязки рез. парка;

сист. обвязки подпорных и основных насосов;

узлы тех. задвижек манифольды;

размещение тех. оборудования (фильтрогрязеуловителей регуляторов давления, улавлив-я и сбора утечек дренажа и т.д., узлы учета н., узлы приема и ввода в т\д очистных и диагност.-х устройств, предохр-е клапаны.

9.Расчет на прочность т\да

Уложенный в грунт т\д испытывает кольцевые, продольные и радиальные напряжения.

1)Кольцевые напряжения возникают под действием внут-го давления Р. Величину _к выразим следующим образом. Давление создает на единице длины трубы разрывающее усилие равное Р. Ему противодействует сила сопротивления

(внутренний диаметр трубы)

2)Продольные напряжения создаются под действием внутрен­него давления, температуры и изгибающих усилий.

Где µ_п - коэффициент Пуассона,=0,3; Е - модуль упругости для стали=206000МПа; α_L-коэффициент линейного расширения = 12*10⁶ 1/град; ∆T - расчетный температурный перепад; R_и — радиус изгиба трубопровода. +- растягивающие напряжения, а - - сжимающие.

Напряжения изгиба возникают на поворотах трассы трубопровода, а также при прохождении через вершины и впадины профиля трассы.

3) Радиальные напряжения малы и в расчетах не учитываются.

Расчет на устойчивость трубопровода в продольном направлении в плоскости наименьшей жесткости системы производят по неравенству S≤m₀N_кр

Фактическое же эквивалентное продольное усилие в сечении трубы:

F-площадь сечения ТП, N_кр –продольное критическое усилие.

10.Основные этапы технологического расчета маг-го н\провода

Тех. расчет маг. н\да предусматривает решение следующих основных задач: определение оптим-ых параметров н\да. К ним относ. диаметр т\да, давление на НПС, толщина стенки т\да, число НПС; расстановка станций по трассе н\да; расчет экспл.-ых режимов н\да. Для определения оптимальных параметров н\да обычно задаются несколько значений его диаметра, после чего выполняются гидравлический и механический расчеты. Результатом этих расчетов является опред-е числа НПС и толщины стенки трубы для каждого конкурирующего варианта. Наилучший вариант находят из сравнительной оценки эффективности инвестиций, т. е. экономическим расчетом. Расчет эксплуатац-х режимов заключается в опред-ии производительности н-да, давления на вых. станций и подпоров перед ними при условиях перекачки, отличающих-ся от проектных. Одновременно рассматр-тся вопросы регулирования работы н\да.

Исходными данными для технол-ого расчета н\дов являются: плановое задание на перекачку G_г (млн. т/год); свойства перекачиваемой нефти (плотность, вязкость, давление насыщенных паров и др.); температура грунта на глубине заложения н\да; характеристики труб и насосного оборудования; сжатый профиль трассы н\да; технико-экономич-е показатели сооружения и эксплуатации линейной части н\да и насосных станций.

Технологич. расчет выполняется в следующей послед-ти.

Опред-ся средневзвеш. температура грунта вдоль трассы н\да

где Т_0i - температура грунта на глубине заложения н\да для участка длиной l_i.

По формулам вычисляются параметры перекачиваемой н. при расчетной температуре: λ_р и р_р.

Вычисляется расчетная часовая пропускная способность н\да

где N_р - расчетное число суток работы н\да.

В соответствии с расчетной часовой пропускной способностью н\да Q_ч выбираются осн.-ые насосы насосных станций так, чтобы выполнялось условие

где Q_нОМ - подача выбранного типа насосов при максимальном К.П.Д.

Рассчитывается рабочее давление на выходе головной насосной станции

где g- ускорение свободного падения, g=9,81м/с²; m_мн-число последовательно включенных маг.-х насосов (обычно , m_мн⁼3); h_МН,Н₂- напоры соответственно маг.-го и подпорного насоса при расчетной производ.-ти Q_ч,.

Найденная величина Р должна быть меньше доп-го давления Р_д, определяемого из условия прочности запорной арматуры. Если условие не выполняется, то необх. либо уменьшить число маг-х насосов, либо воспользоваться сменными роторами меньшего диаметра.

Находятся секундный расход Q и средняя скорость н. в т\де

Потери напора на трение в трубе круглого сечения определяют по формуле Дарси — Вейсбаха

Режим движения потока в т\де характеризуется числом Рейнольдса

При ламинарном режиме течения, т.е. при Rе<2320, коэф. гидравлического сопротивления определяют по формуле Стокса

Гидравлический уклон есть потеря напора на трение на единице длины т\да

На линейной части т\да имеются местные сопротивления - задвижки, повороты, сужения и т.п. Потери напора на них определяют по формуле

Т. о., полные потери напора в т\де

Станции, расположенные на границах эксплуатационных участков, являются как бы головными для своих участков. Поэтому на них устанавливаются подпорные насосы, развивающие суммарный напор n_э-Н₂. Суммарный напор, развиваемый насосными станциями н\да, склад.-тся из напора, развиваемого всеми подпорными насосами «головных» насосных станций N_э • Н₂ и суммарного напора n станций, т.е.

Уравнение баланса напоров имеет вид

Из формулы следует, что расчетное число насосных станций равно