4.3. Нахождение перевальной точки

Перевальной точкой называется такая возвышенность на трассе нефтепровода, от которой нефть приходит к конечному пункту нефтепровода самотеком. Таких вершин в общем случае может быть несколько. Расстояние от начала нефтепровода до ближайшей из них называется расчетной длиной нефтепровода. Рассмотрим это на примере нефтепровода протяженностью L, диаметром D и производительностью Q (рис. 1.9).

Прежде чем приступить к расстановке перекачивающих станций по трассе нефтепровода, необходимо исследовать трассу на наличие перевальной точки. Для этого на сжатом профиле трассы в соответствии с выбранными масштабами длин и высот строится прямоугольный треугольник, изображающий потери напора на некотором участке трубопровода. Построения выполняются в следующем порядке:

1. В горизонтальном масштабе откладывается отрезок ab, соответствующий участку нефтепровода длиной l;

2. Определяется значение потерь напора на трение (с учетом надбавки на местные сопротивления) для участка длиной l

.

3. Из точки a перпендикулярно вверх откладываем отрезок ac , равный величине h_l в масштабе высот профиля.

Соединив точки b и c, получим треугольник abc, называемый также гидравлическим треугольником. Его гипотенуза bc определяет положение линии гидравлического уклона в выбранных масштабах.

4. Из конечной точки трассы с учетом требуемого остаточного напора H_ОТ параллельно гипотенузе bc проведем линию гидравлического уклона 1. Ее пересечение с линией профиля указывает на факт наличия перевальной точки. Для ее определения проведем параллельно линию гидравлического уклона 2, с расчетом, чтобы она касалась профиля и нигде его не пересекала. Место касания линии 2 с линией профиля обозначает положение перевальной точки ПТ, определяющей расчетную длину нефтепровода.

Это говорит о том, что достаточно закачать нефть на перевальную точку, чтобы она с тем же расходом достигла конечного пункта трубопровода. Самотек нефти обеспечен, так как располагаемый напор (z_ПТ – z_K – H_ост) больше напора, необходимого на преодоление сопро­тивления на участке от перевальной точки до конечного пункта

(z_ПТ – z_K – H_ост)>i∙(L– l_ПТ) ,

где l_ПТ – расстояние от начального пункта нефтепровода до перевальной точки.

Рис. 4.1. Графическое определение перевальной точки

и расчетной длины нефтепровода

В этом случае за расчетную длину трубопровода принимают расстояние L_P=l_ПТ, а разность геодезических отметок принимается равной z= z_ПТ – z_H. Если пересечение линии гидравлического уклона с профилем отсутствует, то расчетная длина трубопровода равна его полной длине L_P=L, а z= z_K – z_H.

Следует отметить, что перевальная точка не всегда является самой высокой точкой на трассе.

К сведению. Если на конечном пункте нефтепровода поддерживать повышенный напор H_оф (рис.), то появления перевальных точек на трассе можно избежать (линия гидравлического уклона 2 будет продолжена пунктирной линией). Разница полезного Hоф и требуемого Hот напоров может быть использована, например, для привода портативной электростанции. Проект такой электростанции разработан на нефте­проводе Тихорецк–Новороссийск в районе нефтебазы «Грушевая».

Результат нахождения перевальной точки на профиле, полученном к заданию оформить графическим любым известным способом и поместить в тексте отчета.