Нефтепроводы и газопроводы, назначение

При перекачке вязкой нефти и нефтяных эмульсии рабочие характеристики центробежных насосов резко ухудшаются. В таких случаях рациональнее применять поршневые или плунжерные насосы.

Работа поршневых насосов  основана на создании разрежения во всасывающем и напора в нагнетательном трубопроводе при прямолинейном возвратно-поступательном движении поршня или плунжера в цилиндре насоса. Принципиальные схемы поршневого и плунжерного насосов аналогичны, разница состоит лишь в том, что поршни в первом насосе выполняются в виде диска, снабженного уплотняющими кольцами, а во втором - в виде плунжера.

Применяемые на нефтяных месторождениях поршневые насосы имеют  кривошипно-шатунный механизм и приводится в действие электродвигателем, соединенным с насосом ременной передачей.

К основным техническим  данным поршневых насосов относятся  подача, давление нагнетания, высота всасывания, число оборотов или двойных ходов  и мощность навалу.

Поршневые насосы имеют  следующие особенности: их подача при  изменении напора остается постоянной; движение жидкости характеризуется пульсацией, для устранения которой требуется установка воздушных колпаков на нагнетательной линии. Воздушные колпаки обычно конструктивно связаны с самим насосов. При увеличении подачи жидкости в единицу времени находящийся в воздушном колпаке воздух сжимается, а при уменьшении подачи - расширяется. Таким образом, в колпаке создается упругая воздушная подушка, выравнивающая подачу жидкости в нагнетательный трубопровод.

Обвязка поршневых насосов  трубопроводами обычно выполняется так же,      как и обвязка       центробежных насосов.

 

 

 4 Резервуары

 

          Для сбора, хранения и учета нефти и нефтепродуктов на нефтепромыслах, нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах и станциях магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов служат резервуары - сосуды разнообразной формы и размеров, построенные из различных материалов.

По назначению эти  сосуды подразделяются на резервуары для хранения нефти, светлых и  темных нефтепродуктов.

По материалу - на металлические  и неметаллические. Металлические  резервуары сооружают преимущественно из стали. К неметаллическим резервуарам относятся в основном железобетонные резервуары.

Резервуары каждой группы различают по форме: вертикальные, цилиндрические, горизонтально-цилиндрические, каплевидные и других форм.

По схеме установки  резервуары делятся на: наземные, у  которых днище находится на уровне или выше наинизшей отметки прилегающей площадки; подземные, когда наивысший уровень жидкости в резервуаре находится ниже наинизшей отметки прилегающей площадки не менее чем на 0,2 м. Резервуары сооружают различных объемов от 100 до 120000 м³.

Для хранения светлых  нефтепродуктов применяют преимущественно  стальные резервуары, а также железобетонные с внутренним покрытием -листовой стальной облицовкой или неметаллическими изоляциями, стойкими к воздействию нефтепродуктов.

Для хранения больших количеств нефти и темных нефтепродуктов рекомендуется применять в основном железобетонные резервуары. Смазочные масла, как правило, хранят в стальных резервуарах.

Группа однотипных резервуаров, объединенных трубопроводными коммуникациями, называется резервуарным парком. Каждая группа наземных резервуаров ограждается земляным валом или стенкой, высота которых принимается на 0,2 м выше расчетного уровня разлившейся жидкости, но не менее 1 м при ширине земляного вала по верху 0,5 м.

Вертикальные цилиндрические резервуары подразделяются на резервуары низкого давления, с понтонами и с плавающими крышами. Каждый резервуар снабжается лестницей, необходимой для осмотра оборудования, отбора проб и контроля за уровнем нефтепродукта. У места присоединения лестницы к крышке резервуара сооружается замерная площадка, на которой устанавливают замерные приспособления и аппаратуру.

Резервуары низкого  давления с щитовым коническим или  сферическим покрытием отличаются тем, что покрытие монтируется из готовых щитов, выполненных из листовой стали толщиной 2,5 мм. Пояса корпуса резервуаров имеют толщину 4-10 мм / снизу вверх/.

Резервуары с коническим покрытием сооружают объемом 100 - 5000 м³, причем в центре их устанавливают центральную стойку, на которую опираются щиты покрытия. Резервуары со сферическим покрытием сооружают объемом 10000, 15000 и 20 000 м³ . Щиты покрытия по контуру опираются на кольцо, установленное на корпусе резервуара. Толщина листов резервуаров 6-14 мм. Толщина листов покрытия 3 мм.

Рис. 1 – резервуары и замерные устройства 

 

1 Люк - лаз для внутреннего осмотра, ремонта и очистки резервуара;

2 Люк световой /на крыше резервуара/ для проветривания и освещения резервуара;

3 Люк замерной для контрольного замера уровня жидкости в резервуаре и взятия проб, которые нормально осуществляются специальным уровнемером и сниженным пробоотборником.

4 Хлопушка, предназначенная для предотвращения потерь нефтепродуктов в случае разрыва трубопроводов или выхода из строя резервуарной задвижки;

5 Сифонный водоспускной кран, устанавливаемый для выпуска подтоварной воды из резервуара; монтируется он снаружи резервуара на конце трубы с изогнутым отводом, находящимся внутри резервуара у его днища;

6 Дыхательный клапан, предназначенный для регулирования давления паров нефтепродуктов в резервуаре в процессе закачки или выкачки нефтепродукта, а также колебаний температуры; в зависимости от условий применения и конструкции резервуаров на них устанавливают дыхательные клапаны различных модификации и диаметров;

7 Огневой предохранитель, служащий для защиты резервуара от проникновения в его газовое пространство огня через дыхательную аппаратуру;

8 Предохранительные клапаны /гидравлический' и мембранный/ для регулирования давления паров нефтепродуктов в случае неисправности дыхательного клапана иди если сечение дыхательного клапана окажется недостаточным для быстрого пропуска газов или воздуха;

9 Пеногенератор для подачи цены при тушении пожара в резервуаре.

С целью снижения потерь легкоиспаряющейся нефти и нефтепродуктов применяют резервуары с плавающим  понтоном.

Понтон, плавающий по поверхности жидкости, уменьшает площадь испарения, благодаря чему резко снижаются /в 4-5 раз/ потери от испарения. Понтон представляет собой диск с поплавками, обеспечивающими его плавучесть. Между понтоном и стенкой резервуара оставляется зазор шириной 100 - 300 мм, перекрываемый уплотняющими герметизирующими затворами. Известны несколько конструкций затворов, однако в основном применяют затворы из прорезиненной ткани, профили которой имеют форму петли с внутренним заполнением затвора упругим материалом.

Плавающие понтоны различают  двух типов: металлические и из синтетических пенопластовых или пленочных материалов. Резервуар с металлическим понтоном в виде диска с открытка коробами. К периферийному кольцу жесткости, который одновременно служит и бортом понтона, прикрепляется герметизирующий затвор. Понтон оснащен опорами, на которые он опирается в нижнем положении. В связи с тем, что понтоны сооружают в резервуарах со стационарным покрытием, которое предотвращает попадание атмосферных осадков на поверхность понтонов, это позволяет применять облегченные конструкции понтонов из синтетических пленочных материалов.

Резервуары с плавающей  крышей не имеют стационарного покрытия, а роль крыши у них выполняет  диск из стальных листов, плавающий  на поверхности жидкости.

Каплевидные резервуары применяют для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов с высокой упругостью паров. Оболочке резервуара придают очертание капли жидкости, свободно лежащей на несмачиваемой плоскости и находящемся под действием сил поверхностного натяжения. Благодаря такой форме резервуара создаются условия, при которых все элементы поверхности корпуса под действием давления .жидкости растягиваются примерно с одинаковой силой, испытывая одни и те же напряжения, что обеспечивает минимальный расход стали на изготовление резервуара.

В связи с тем, что  каплевидные резервуары рассчитывают на внутреннее давление в газовом  пространстве 0,04-0,2 МПа и вакуум 0,005 МПа, легкоиспаряющиеся нефтепродукты хранятся почти полностью без потерь от малых "дыханий" и пары выпускают в атмосферу главным образом при наполнении резервуаров.

В зависимости от характера  изготовления оболочки различают два  основных типа этих резервуаров: гладкие и многоторовые. К каплевидным относятся резервуары с гладким корпусом, не имеющим изломов. Такие резервуары сооружают объемом 5000-6000 м³, рассчитанные на давление 0,075 МПа. Резервуары, корпус которых образуется пересечением нескольких оболочек двойной кривизны называются многокупольными или многоторовыми. Резервуары этого типа сооружаются объемом 500- 20000 м³, они рассчитаны па давление до 0,37 МПа.

Неметаллические резервуары - такие резервуары, у которых  несущие конструкции выполнены из неметаллических материалов. К неметаллическим резервуарам в основном относятся железобетонные и резервуары резинотканевых или синтетических материалов, применяемых преимущественно в качестве передвижных емкостей.

Железобетонные резервуары по виду хранимого нефтепродукта  подразделяются на резервуары для: мазута, нефти, масел и светлых нефтепродуктов. Поскольку нефть и мазут практически не оказывают химического воздействия на бетон и обладают способностью за счет своих тяжелых фракций и смол тампонировать /кольматировать/ мелкопористые материалы, уменьшая со временем их просачиваемость и проницаемость, при их хранении в железобетонных резервуарах не требуется специальной защиты стенок, днищ и покрытия резервуаров. При хранении смазочных материалов во избежание их загрязнения внутренние поверхности резервуаров защищают различными покрытиями или облицовками. То же относится и к резервуарами для светлых легкоиспаряющихся нефтепродуктов, которые, обладая незначительной вязкостью, легко фильтруется через бетон. Кроме того, покрытие в данном случае должно обладать повышенной герметичностью /газонепроницаемостью/ с целью уменьшения потерь от испарения.

Железобетонные резервуары, кроме экономии металла, обладают еще  рядом технологических преимуществ. При хранении в них подогреваемой вязкой нефти и нефтепродуктов медленнее происходит их остывание за счет малых тепло потерь, а при хранении легкоиспаряющихся светлых нефтепродуктов уменьшаются потери от испарения, так как резервуары при подземной установке менее подвержены солнечному облучению. Резервуары этого типа по форме в плане сооружают круглыми и прямоугольными. Наиболее экономичны, резервуары круглой формы, однако резервуары прямоугольной формы более просты в изготовлении.

Операторы, обслуживающие  резервуары и резервуарные парки, обязаны  хорошо знать устройство и назначение каждого резервуара, схему расположения трубопроводов и назначение всех задвижек, чтобы безошибочно делать необходимые переключения при эксплуатации резервуаров наиболее ответственные операции – это наполнение и опорожнение. Расход нефти при наполнении или опорожнении резервуара не должен превышать суммарной пропускной способности установленных на резервуаре дыхательных, я также предохранительных или вентиляционных патрубков. Скорость наполнения или опорожнения резервуаров с понтонами или плавающими крышами должна быть такой, чтобы скорость подъема понтона не превышала 3,5 м/ч. Пели по измерениям уровня нефти в резервуаре пли по другим данным обнаружено, что нормальное наполнение или опорожнение резервуара нарушено, то немедленно должны быть приняты меры к выяснению причины нарушения и к ее устранению. В необходимых случаях перекачку должна быть остановлена.

Открытие и закрытие резервуарных задвижек должно быть плавное. При наличии электроприводных задвижек с местным или дистанционным  управлением должна быть предусмотрена сигнализация, указывающая положение запорного устройства задвижек.

Одновременное операции с задвижками во время перекачки  по отключению нового резервуара запрещается. Действующий резервуар должен быть выведен из перекачки только после того, как будут полностью закончены операции с задвижками по вводу в перекачку нового резервуара.

Одновременное автоматическое переключение задвижек в резервуарном палке допускается при условии  защиты трубопроводов от повышения  давления в случае неправильного переключения задвижек.

При наполнении резервуара необходимо строго следить за, высотой уровня нефти, чтобы не допустить перелив нефти или подъем понтона выше верхнего крайнего положения. Уровень нефти должен быть установлен с учетом ее расширения от нагревания. Обычно нефтяные резервуары не заполняют до верха на 3-5 %. При опорожнении резервуаров, оборудованных подогревателями, необходимо следить, чтобы уровень жидкости над подогревателем был не менее 0,5 м, так как действующий оголенный подогреватель создает пожарную опасность.

В резервуарах могут наблюдаться течи в корпусе или днище, вызванные деформацией металла, некачественной сваркой или другими причинами. Поэтому при вступлении на дежурство старший по смене должен обеспечить обход резервуаров. При осмотре сварных резервуаров особое внимание должно быть уделено вертикальным швам нижних поясов корпуса, швам приварки нижнего пояса к днищу, швам окраин днища и прилегающим участкам основного металла.