Предисловие

Целью и задачей изучения дисциплины является приобретение студентами знаний по проектированию, сооружению и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ.

Дисциплина «Основы сооружения объектов транспорта нефти и газа» формирует следующие компетенции:

– способность обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути её достижения (ОК-1);

– стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);

– самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ПК-1);

– способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

– применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику (ПК-6);

– осуществлять и корректировать технологические процессы при строительстве, ремонте и эксплуатации скважин различного назначения и профиля ствола на суше и на море, транспорте и хранении углеводородного сырья (ПК-7);

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: – назначение, состав, классификация и категории магистральных трубопроводов;

– конструктивные решения магистральных трубопроводов;

– материалы для строительства магистральных трубопроводов;

Уметь: – применять весь комплекс полученных знаний, научно-техническую литературу и нормативную документацию при разработке проектов инженерных объектов транспорта и хранения нефти и газа с учетом реальной несущей способности грунтовых оснований;

– выполнять технологический расчет трубопровода;

Владеть: – методами производства основных видов работ при сооружении и ремонте магистральных трубопроводов;

– методами выбора трассы магистрального трубопровода;

Раздел 1 Транспорт нефти и газа

Тема 1. Способы транспортировки нефти и газа

В настоящее время для транспортирования энергоносителей используют железнодорожный, водный, автомобильный и трубопроводный транспорт.

Железнодорожный транспорт – наиболее распространенный вид транспорта для перевозки грузов. Перевозка жидких нефтяных грузов осуществляется в специальных стальных вагонах-цистернах грузоподъемностью 50, 60 и 120 т, выполненных из листовой стали толщиной 8 - 11 мм. Налив нефтепродуктов в цистерну, как правило, производится сверху, а слив снизу. Цистерны оборудуются смотровыми площадками, внутренними и наружными лестницами, нижними сливными приборами и другими необходимыми устройствами для надежной эксплуатации в пути следования и при сливно-наливных работах.

В качестве тары для нефтегрузов применяются металлические, пластмассовые и деревянные бочки и бидоны, фанерные и металлофанерные ящики и барабаны, стеклянные бутылки, хлопчатобумажные и бумажные мешки и др.

Водный транспорт нефти делится на речной – по внутренним водным путям (рекам, озерам) и морской – по морям и океанам (как по внутренним морям континента, так и между континентами). По рекам и озерам нефть перевозится в баржах (в том числе самоходных) и в речных танкерах - специальных самоходных судах, предназначенных для перевозки нефтегрузов. Баржи отличаются от танкеров тем, что не имеют собственных насосов. Морской транспорт нефтегрузов осуществляется морскими танкерами – судами большой грузоподъемности, способными пересекать океаны и моря. Чем больше грузоподъемность танкера, тем дешевле перевозка. Грузоподъемность современных морских супертанкеров достигает миллиона тонн. Эффективность использования супертанкеров повышается с увеличением дальности перевозок, на малых расстояниях они перестают быть рентабельными.

Танкер – это самоходное судно, корпус которого системой продольных и поперечных переборок разделен на отсеки. Для сбора продуктов испарения нефтегрузов и регулирования давления в танках на палубе танкера устроена специальная газоотводная система с дыхательными клапанами.

Сооружаются балктанкеры – комбинированные суда, предназначенные для перевозки нефтей и нефтепродуктов, навалочных грузов и руды.

Имеются танкеры класса «река – море» грузоподъемностью 5000 т повышенной прочности. Эти суда даже способны совершать рейсы в открытых морях - таких, как Средиземное, Охотское.

Нефтеналивные суда характеризуются следующими основными показателями:

– водоизмещением – массой воды, вытесняемой груженым судном. Водоизмещение судна при полной осадке равно собственной массе судна и массе полного груза в нем, включая все необходимые для плавания запасы;

– дедвейтом – массой поднимаемого груза (транспортного и хозяйственного);

– грузоподъемностью – массой транспортного груза;

– осадкой при полной загрузке;

– скоростью при полной загрузке.

Автомобильный транспорт – основной вид транспорта для доставки нефтепродуктов с распределительных нефтебаз и наливных пунктов непосредственно к местам потребления (на АЗС, заводы, фабрики, автобазы и т.д.). Автотранспортом можно перевозить все типы углеводородных жидкостей. В нашей стране его применяют для транспортирования нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов (СУГ). Для перевозки сырой нефти автотранспорт практически не используют.

Перевозки нефтепродуктов и СУГ автомобильным транспортом осуществляют, в основном, в пределах от 10 до 300 километров. При больших расстояниях автотранспорт неэкономичен по сравнению с железнодорожным, и его применяют лишь там, где отсутствует сеть других видов транспорта (например, на Севере и т. д.). Массовые нефтепродукты (бензин, дизельное топливо, мазут, некоторые масла) перевозят в специализированных автомобильных цистернах и автоприцепах, мелкие партии нефтепродуктов - в таре на бортовых машинах.

Воздушный транспорт нефтепродуктов из-за значительной стоимости применяют лишь для снабжения отдельных пунктов на Крайнем Севере, дрейфующих станций и зимовок в Арктике. Доставку нефтепродуктов воздушным транспортом осуществляют, как правило, в бочках.

Трубопроводный транспорт нефтегрузов осуществляется по специальным трубопроводам от мест производства к местам потребления. По перекачиваемому продукту трубопроводы подразделяют на нефтепроводы, перекачивающие нефть, и нефтепродуктопроводы, перекачивающие бензины, дизельные топлива, керосины, мазуты.

В зависимости от вида транспортируемого продукта различают следующие типы узкоспециализированных трубопроводных систем: нефтепроводы, нефтепродуктопроводы, газопроводы и трубопроводы для транспортирования нетрадиционных грузов. Достоинства и недостатки видов транспорта газа, нефти и нефтепродуктов представлены в таблице 1.

К магистральным нефтепроводам относятся трубопроводы диаметром от 529 до 1220 мм и протяженностью не менее 50 км, предназначенные для доставки нефти из районов добычи на нефтеперерабатывающие заводы или пункты налива нефти в железнодорожные вагоны-цистерны или в места погрузки ее на танкеры. Производительность магистральных нефтепроводов составляет от 0,7 до 80 млн. т нефти в сутки.

К магистральным нефтепродуктопроводам относятся трубопроводы диаметром не менее 219 мм и протяженностью не менее 50 км, предназначенные для транспортировки нефтепродуктов из районов их производства, а также перевалочных нефтебаз в районы потребления – до распределительных нефтебаз, наливных станций, портов, крупных промышленных предприятий, ТЭЦ и др.

Таблица 1. – Достоинства и недостатки видов транспорта газа, нефти и нефтепродуктов

Вид транспорта	Достоинства	Недостатки
Железнодорожный	– универсальность (перевозка всех видов нефти и нефтепродуктов, газа в любых объемах); – равномерность доставки грузов в течение всего года с более высокой скоростью, чем водным транспортом; – доставка газа и нефтепродуктов в большинство пунктов потребления в связи с наличием разветвленных железнодорожных сетей в густонаселенных промышленных и сельскохозяйственных районах.	– большие капитальные затраты при строительстве новых, ремонте и реконструкции существующих линий; – относительно высокие эксплуатационные затраты; – относительно низкая эффективность использования мощности подвижного состава (цистерны в обратном направлении идут незагруженными); – значительные потери нефти и нефтепродуктов при транспорте и разгрузочно-погрузочных операциях; – необходимость специальных сливно-наливных пунктов и пунктов зачистки вагонов-цистерн, автоматических газонаполнительных компрессорных станций.
Водный	– неограниченная пропускная способность водных путей; – в большинстве случаев нет необходимости в создании дорогостоящих линейных сооружений;	– провозная способность флота ограничивается грузоподъемностью и другими показателями передвижных средств флота, производительностью причального и берегового нефтебазового хозяйства.
Автомобильный	– доставка небольших партий нефтепродуктов на различные расстояния с большой скоростью; – большая маневренность и высокая проходимость; – высокая оперативность.	– высокие затраты на эксплуатацию, в 10 – 20 раз стоимость перевозок автотранспортом выше, чем по железной дороге; – сравнительно небольшая грузоподъемность автоцистерн, неполная загрузка подвижных средств из-за порожних пробегов цистерн; – зависимость от наличия и технического состояния дорог.
Воздушный	– доставка небольших партий нефтепродуктов на различные расстояния с большой скоростью; – отсутствует необходимость в дорогах; – высокая оперативность.	– высокие затраты на эксплуатацию; – сравнительно небольшая грузоподъемность; – зависимость от погодных условий.
Трубопроводный	– наиболее низкая себестоимость перекачки; – небольшие удельные капитальные вложения на единицу транспортируемого груза и быстрая окупаемость затрат при строительстве трубо­проводов; – бесперебойная поставка в течение года, прак­тически не зависящая от климатических усло­вий; – высокая производительность труда; – незначительные потери нефтей, газа и нефтепродуктов при перекачке; – сравнительно короткие сроки строительства; – возможность перекачки нескольких сортов нефти и нефтепродуктов по одному трубопроводу; – возможность наращивания пропускной способности трубопровода за счет строительства дополнительных насосных станций, компрессорных станций и прокладки параллельных участков (лупингов).	– крупные единовременные капитальные вло­жения в строительство (необходимо проложить весь трубопровод); – потребность в крупных материальных затратах на заполнение всего трубопровода нефтью или нефтепродуктом при вводе в эксплуатацию. Особенно велики эти затраты для маги­стральных нефтепродуктоводов: большая металлоемкость, необходимость устойчивого грузопотока на длительное время, небольшая скорость движения нефти и нефтепродуктов (5–10 км/ч).

Контрольные вопросы:

1. Железнодорожный транспорт.

2. Автомобильный и водный транспорт.

3. Трубопроводный транспорт.

4. Достоинства и недостатки видов транспорта газа и нефти.