Нефтепроводы: назначение, категории

Нефтепровод — это трубопроводное инженерно-техническое сооружение, по которому транспортируют нефть с места ее добычи на нефтеперерабатывающие предприятия и затем потребителям.

Классификация нефтепроводов

Инженерные системы для транспортировки нефти и нефтепродуктов различают по назначению нефтепровода. Существует три основные группы — промысловые, магистральные и технологические нефтепроводы.

Промысловые

Промысловые нефтепроводы соединяют нефтяные промыслы и месторождения, где находятся скважины, с точками, где расположены центральные пункты сбора добытых углеводородов.

Магистральные

Это трубопроводы, отличающиеся внушительной производительностью и предназначенные для переправки нефти и нефтепродуктов на нефтеперерабатывающие заводы, нефтебазы, самостоятельные индустриальные предприятия. Пропускная способность таких магистралей высокая, что обеспечивается их техническими параметрами: диаметр труб — 219–1400 мм, давление рабочей среды — 12–100 кгс/см².

Технологические

Трубопроводные системы, по которым нефтепродукты перемещаются внутри предприятия, называются технологическими трубопроводами. По ним транспортируют сырье, нефтепродукты, являющиеся результатом индустриальной деятельности компании или промежуточной продукцией, задействованные в технологических процессах или необходимые для функционирования оборудования.

Классы и категории магистральных нефтепроводов

В СНиП 2.05.06-85 на основании такого показателя, как условный диаметр трубы, определены следующие классы (показан минимальный и максимальный диаметр в метрах, последнее значение рассматривается как «включительно»):

• I класс — 1–1,2.
• II класс — 0,5–1.
• III класс — 0,3 –0,5.
• IV класс — 0,3 и менее.

Помимо классов, указанных в СНиП, существует деление на категории, которые так же обозначаются римскими цифрами и информируют о такой характеристики, как прочность трубы на любом участке:

• если диаметр трубы меньше 0,7 м, а способ прокладки подземный, то это IV категория;
• если диаметр меньше 0,7 м, а способ прокладки наземный, то это III категория;
• если диаметр равен или более 0,7 м, а магистральный трубопровод проложен наземным или подземным методом, то он относится к III категории.

Классы и категории учитывают при обустройстве нефтепроводов, чтобы была обеспечена прочность и неразрушимость трубы на всех участках. Для климатических зон северных территорий рекомендована третья категория нефтепроводов. Это требование справедливо в отношении как всей трубопроводной системы, так и ее каждого отдельного участка. Классификация введена, чтобы правильно учитывать природно-климатические условия местности, где будет эксплуатироваться инженерное сооружения, и были четко описаны последствия, если произойдет разрушение конструкции.

Существует еще несколько категорий: В — высшая, I и II:

• трубопроводы диаметром от одного метра, проложенные над реками, по которым налажено (или отсутствует) судоходство, относятся к высшей категории;
• магистрали, проходящие под руслами рек, болотами (тип II, III), на участках с вечной мерзлотой, в горной местности, — это трубопроводы первой категории;
• магистральные трубопроводы под и над рекой, болотом (тип II), на косогорах, под дорогами и другие, не входящие в пункты I и В, — вторая категория.

Разрешено прокладывать трубопроводы в технических коридорах, регламентированных СНиП 27.05.06-85: это ветки, проложенные параллельно друг другу, в рамках одной трассы.

Оборудование нефтепроводов

Магистральный трубопровод, как базовый элемент нефтепровода, прокладывается на расчетной глубине. Она зависит от следующих факторов:

• климатические условия местности;
• геологические характеристики участка;
• температура рабочей среды.

От организаций, эксплуатирующих магистральные трубопроводы, требуют соблюдать правила безопасности. Монтируя трубопроводную ветку, в обязательном порядке предусматривают ее оснащение контрольными датчиками. На них возложена функция мониторинга всех компонентов магистрали сети.

Состав магистрального нефтепровода

Трубопроводная система — это комплекс взаимосвязанных компонентов, в него входят:

• трубы, колодцы, защитное оборудование, дренаж, переходы — это линейные устройства;
• головные нефтеперекачивающие станции (НПС), где происходит сбор углеводородов, сортировка, учет, затем нефтепродукты направляются на следующую НПС;
• подводящие трубопроводы, промежуточные повысительные насосные станции (ПНС);
• приемные пункты, куда поступает нефть и продукты ее переработки с целью их распределения по потребителям или отправки в цистернах по ж/д, автомобильным транспортом, морским или речным путем в танкерах.

Это сложнейший механизм, функционирование которого зависит от стабильной работы каждого компонента системы.

Трубы для нефтепроводов при прокладке магистральных трубопроводов

Производство магистральных труб для нефтепроводных сетей ведут из материалов, отвечающих следующим условиям:

• экономичные;
• обладающие соответствующей прочностью;
• имеющие такую характеристику, как высокая свариваемость;
• надежные.

Всем указанным требованиям соответствует сталь.

Типы труб по технологии производства:

• бесшовные;
• со спиральным сварным швом;
• сварные, шов продольный.

Такие параметры, как толщина стенки трубы и ее внешний диаметр, стандартизованы.

Так как нефтепроводные сети прокладывают и используют в разных климатических условиях, предлагается два вида исполнения труб — обычное и севернее:

• обычное — предназначено для южных регионов и средней полосы, допустимая температура эксплуатации от 0 °C, t строительства — от –40 °C и более;
• северное — рекомендовано для сооружения трубопроводных системы для эксплуатации в условиях Крайнего Севера, разрешенная температура эксплуатации — (–20… –40) °C, строительных работ — не ниже –60 °C.

Для каждого климатического исполнения полагается выбирать соответствующую марку стального сплава. В изготовлении труб для магистральных трубопроводов применяют углеродистые стали и сплавы с низким содержанием легирующих присадок.

Трубопроводная арматура

Чтобы регулировать, контролировать и перекрывать поток нефтепродуктов в системе, предназначена трубопроводная арматура. По свои функциям она разделяется на следующие виды:

• запорная — необходима, чтобы перекрыть в трубе поток рабочей среды;
• регулирующая — изменяет давление и объем расхода нефти;
• предохранительная — защищает магистрали и оборудование от разрушения в случае увеличения давления до критических значений и предотвращает обратное течение среды.

К запорной арматуре нефтепровода относятся задвижки, принцип действия которых заключается в перекрывании тока среды за счет поступательного движения запирающего элемента перпендикулярно течению нефти. Конструкция задвижки:

• корпус (литой или сварной);
• патрубки с фланцами или с кромками, разделанными под приварку;
• шпиндель, управление которым осуществляется при помощи маховика или приводного механизма;
• запорный элемент задвижки, приводимый в движение шпинделем;
• уплотнительные детали (сальники), герметизирующие место, где вал шпинделя выведен из корпуса задвижки.

Виды задвижек по типу затвора:

• клиновые;
• параллельные.

Для магистральных трубопроводов предназначены задвижки с электрическим приводом.

Регулирующая арматура поддерживает напор рабочей среды в заданном диапазоне значений. Существует два типа регуляторов:

• «до себя» — регулируют напор до точки установки;
• «после себя» — давление регулируется после места монтажа регулятора.

К предохранительной арматуре относятся клапаны, способные сбросить давление в системе, если оно превышает критическое и возникает риск прорыва. Устройства, устанавливаемые на трубопроводах, принадлежат к типу закрытых полно- и малоподъемных. Принцип их работы заключается в стравливании некоторого объема рабочей среды с участка, где выявлено повышение давления. Жидкости сбрасывается в особый сборный коллектор.