книги / Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа
..pdfА. А. КОРШАК, А. М. НЕЧВАЛЬ
ТРУБОПРОВОДНЫЙ
ТРАНСПОРТ
НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГАЗА
Допущено УМО вузов Российской Федерации по нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия для системы дополнительного профессионального образования по направлению «Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа»
Уфа Дизайн ПолиграфСервис
2005
УДК 622.692.4.053.001.63(07) ББК 39.71 (я7)
К70
Рецензенты:
доктор технических наук, главный научный сотрудник АОЗТ ЦНИИОМТП
Ю. В. Колотилов; доктор технических наук, начальник отдела
ОАО «Гипротрубопровод» В. В. Новоселов
Коршак А. А., Нечваль А. М.
К70 Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродук тов и газа: Учебное пособие для системы дополни тельного профессионального образования / А. А. Кор шак, А. М. Нечваль. —Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2005.-516 с.
ISBN 5-94423-075-4
Рассматриваются состояние и перспективы развития трубопровод^ ного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа в России. Изложены основы проектирования и эксплуатации магистральных нефте-, нефтепродукго- и газопроводов.
Учебник предназначен для слушателей системы дополнительно го профессионального образования. Кроме того, он будет полезен ин женерно-техническим работникам, связанным с трубопроводным транспортом жидких и газообразных углеводородов, и студентам спе циальности «Проектирование, сооружение и эксплуатация газопро водов и газонефтехранилищ».
УДК 622.692.4.053.001.63(07) ББК 39.71(я7)
ISBN 5-94423-075-4 О ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005 © Коршак А. А., Нечваль А. М., 2005
ВВЕДЕНИЕ
Россия обладает одним из крупнейших в мире потенциалов топливно-энергетических ресурсов: прогнозные запасы нефти оцениваются в 44 млрд т, газа —127 трлн м3.
Эти ресурсы распределены по территории нашей страны крайне неравномерно. Главной сырьевой базой России являет ся Западная Сибирь. Значительны запасы нефти и газа в Ти- мано-Печорской нефтегазоносной провинции и Урало-По- волжье. Перспективным районом нефтегазодобычи является Восточная Сибирь.
Вто же время основные потребители нефти и газа находятся
вевропейской части страны. Кроме того, Россия является круп ным поставщиком энергоресурсов на мировые рынки. Это пре допределяет необходимость транспортировки значительных объемов нефти, нефтепродуктов и газа на большие расстояния.
По сравнению с другими видами транспорта трубопроводы обладают неоспоримыми достоинствами:
они могут быть проложены в любом направлении и на любое расстояние, независимо от ландшафта;
их работа практически не зависит от внешних условий (со стояния погоды, времени года и суток);
они надежнее других видов транспорта энергоресурсов и в наи большей степени автоматизированы;
доставка грузов осуществляется практически круглый год, без холостого пробега, характерного при использовании дру гих видов транспорта.
Кроме того, использование трубопроводов позволяет высво бодить железнодорожный и водный транспорт для перевозки других грузов.
Поэтому роль трубопроводного транспорта в развитии нашей страны чрезвычайно велика.
Основы расчета нефтегазопроводов были заложены в тру дах В. Г. Шухова и Л. С. Лейбензона. Методические основы изложения дисциплины «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов» на протяжении многих лет разрабатывались
з
P. A. Алиевым, В. Д. Белоусовым, Э. М. Блейхером, В. А. Бу&- чуком, Г. 3. Закировым, H. Н. Константиновым, А. Г. НемуД' ровым, М. В. Нечвалем, В. Ф. Новоселовым, H. М. Оленевым, П. И. Тугуновым, В. И. Черникиным, В. А. Юфиным, В. С. Яб лонским, Е. И. Яковлевым и другими преподавателями нефтя ных вузов Москвы, Уфы, Тюмени.
Последнее издание учебника по данной дисциплине вышло в 1988 г. За это время многое изменилось: начиная с порядка проектирования трубопроводов, что связано с изменением эко номических взаимоотношений в стране, и кончая программой дисциплины. Наконец, ныне сняты искусственные ограниче ния на объем учебника, что позволяет излагать материал, исходя исключительно из соображений целесообразности.
Одинаковое обозначение ряда переменных в данной книге связано с тем, что авторы стремились сохранить традиции, сло жившиеся в специальной литературе.
Введение, главы 1,5—11 написаны докт. техн. наук, профес сором Коршаком А. А., главы 3, 4 —канд. техн. наук, доцен том Нечвалем А. М., глава 2, разделы 10.1,10.2 —написаны со вместно.
Авторы с благодарностью примут все замечания и пожелания по содержанию книги.
1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА В РОССИИ
Современные системы трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа сформировались, в основном, в период существования СССР. Первоначально (до 1940 г.) они состоя ли из локальных трубопроводов, связывающих поставщиков и потребителей в европейской части страны и расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. К таким трубопроводам, в частности, относятся: нефтепроводы Грозный—Туапсе, Мал- гобек—Грозный, Гурьев—Орск, Махачкала—Грозный, Ишим- бай—Уфа; нефтепродуктопроводы Армавир—Трудовая, Сала ват—Уфа; газопровод Дашава—Выгоды.
Следующий этап развития трубопроводных систем ( 1940— 1960 гг.) связан с началом строительства магистралей относи тельно большой протяженности, связывающих старые районы производства энергоносителей с новыми крупными потреби телями. В этот период построены, в частности, нефтепрово ды Субханкулово—Уфа—Омск, Альметьевск—Пермь, Туйма- зы—Омск—Новосибирск; нефтепродуктопроводы Уфа—Омск, Уфа—Новосибирск; газопроводы Дашава—Киев—Брянск—Мо сква, Шебелинка—Белгород—Брянск—Москва, Ставрополь— Москва, Серпухов—Ленинград и др.
С начала 60-х годов XX века СССР приступил к строитель ству трансконтинентальных трубопроводов большой протяжен ности и диаметра. Это было связано с освоением новых районов нефтегазодобычи в Западной Сибири, Казахстане, Узбекистане
исоответствующим увеличением производства нефтепродуктов.
Вданный период были построены, в частности, нефтепроводы «Дружба» (первая и вторая нитки), Узень—Гурьев—Куйбышев, Самотлор—Тюмень—Альметьевск, Александровское—Анже ро-Судженск—Красноярск—Иркутск, Нижневартовск—Кур ган —К уйбы ш ев,У сть-Балы к—Курган—Уфа—Альметьевск, Сургут—Горький—Полоцк; нефтепродуктопроводы Пенза—Ми чуринск—Брянск, Уфа—Мичуринск; газопроводы Бухара—Урал
5
(две нитки), Средняя Азия—Центр (четыре нитки), Уренгой— Ужгород, Уренгой—Новопсков, Уренгой—Петровск, Уренгой— Центр (две нитки), Ямбург—Елец (две нитки) и другие.
После распада СССР вне территории России остались либо локальные трубопроводы, либо части более крупных магистра лей и систем, связанных с российскими потребителями (Узень— Гурьев—Куйбышев, Бухара—Урал, Средняя Азия—Центр и др.) или производителями (Сургут—Горький—Полоцк, «Дружба», Уренгой—Помары—Ужгород, Уфа—Западное направление и др.) энергоресурсов.
Краткая характеристика трубопроводных систем России и пер спектив их развития приведена ниже.
1.1. Трубопроводный транспорт нефти
Современная сеть нефтепроводов России, по которым нефть различных месторождений поступает на отечественные НПЗ и на экспорт, состоит из следующих трубопроводов (рис. 1.1):
северо-западного направления (Альметьевск—Горький— Рязань—Москва; Горький—Ярославль—Кириши);
«Дружба» (Куйбышев—Унеча—Мозырь—Брест; Мозырь—Бро ды—Ужгород; Унеча—Полоцк—Венспилс);
западного направления (Усть-Балык—Курган—Уфа—Аль метьевск; Нижневартовск—Курган—Куйбышев; Сургут— Горький—Полоцк, трубопровод Каспийского трубопровод ного консорциума);
восточного направления (Алексавдроское—Анжеро-Суд женск—Красноярск—Иркутск);
южного направления (Усть-Балык—Омск—Павлодар);
юго-западного направления (Куйбышев—Лисичанск— Кременчуг—Херсон; Куйбышев—Тихорецк—Новороссийск; Тихорецк—Туапсе).
Управление российскими нефтепроводами осуществляет ак ционерная компания «Транснефть», образованная в соответ ствии с Указом Президента РФ от 17.11.92 № 1403 и Постанов лением Совета министров РФ от 14.08.93 № 810.
Основными функциями ОАО АК «Транснефть» являются: перекачка, координация и управление транспортировкой нефти по магистральным нефтепроводам на нефтеперераба тывающие предприятия России и за ее пределы;
профилактические, диагностические и аварийно-восстано вительные работы на нефтепроводах;
координация деятельности по комплексному развитию сети магистральных нефтепроводов и других объектов нефтепро водного транспорта;
взаимодействие с нефтепроводными предприятиями других государств по вопросам транспортировки нефти в соответ ствии с межправительственными соглашениями;
координация деятельности организаций в решении задач на учно-технического прогресса в трубопроводном транспорте нефти, во внедрении новых технологий и материалов;
привлечение инвестиций для развития производственной базы, расширения и реконструкции акционерных обществ, входящих в компанию;
организация работы по обеспечению охраны окружающей среды в районах объектов нефтепроводного транспорта.
В состав компании входит 11 нефтепроводных предприятий: ОАО «Балтнефтепровод» (г. Санкт-Петербург); ОАО «Верхневолжскнефтепровод» (г. Нижний Новгород); ОАО «МН «Дружба» (г. Брянск); ОАО «Центрсибнефтепровод» (г. Томск);
ОАО «Приволжскнефтепровод» (г. Самара); ОАО «Северные МНП» (г. Ухта); ОАО «Северо-Западные МНП» (г. Казань); ОАО «Сибнефтепровод» (г. Тюмень);
ОАО «Транссибнефтепровод» (г. Омск); ОАО «Уралсибнефтепровод» (г. Уфа);
ОАО «Черномортранснефть» (г. Новороссийск), а также институт по проектированию магистральных трубо
проводов ОАО «Гипротрубопровод», ОАО «Центр технической диагностики «Диаскан», а также предприятия ОАО «Подвод-
8
трубопроводстрой», ОАО «Стройнефть», ОАО «Связьнефть», ОАО «Волжский подводник» и др.
По состоянию на 1 января 2003 г. ОАО АК «Транснефть» экс плуатировала 48,4 тыс. км магистральных нефтепроводовдиаметром от 400 до 1220 мм, 322 нефтеперекачивающие станции, 855 резервуаров общей емкостью 12,6 млн м3. Магистральные тру бопроводы диаметром 800... 1220 мм составляют более половины протяженности трубопроводов системы и обеспечивают транс порт 93 % добываемой в России нефти. Средний диаметр неф тепроводов ОАО АК «Транснефть» составляет свыше 800 мм; средняя дальность перекачки равна 2300 км; 20 % действующих нефтепроводов базируется на месторождениях нефти в Запад ной Сибири.
В таблице 1.1 приведены сведения о крупнейших нефтепро водах в системе АК «Транснефть».
Видно, что крупнейшие нефтепроводы мира сосредоточе ны, в основном, в нашей стране. А сама система нефтепрово дов ОАО АК «Транснефть» является уникальной и не имеет аналогов в мире.
|
|
|
Таблица 1.1 |
|
Крупнейшие нефтепроводы в системе ОАО АК «Транснефть» |
||||
Нефтепроводы |
Диаметр, |
Длина, |
Год ввода |
|
мм |
км |
в эксплуатацию |
||
|
||||
Туймазы—Омск—Новосибирск— |
720 |
3662 |
1959-64 |
|
Красноярск—Иркутск |
||||
|
|
|
||
«Дружба» (первая нитка) |
529-1020 |
5500 |
1962-64 |
|
«Дружба» (вторая нитка) |
529-720 |
4500 |
1966 |
|
Усть-Балык-Омск |
1020 |
964 |
1967 |
|
Узень—Гурьев-Куйбышев |
1020 |
1394 |
1971 |
|
Уса-Ухта-Ярославль-Москва |
720 |
1853 |
1975 |
|
Усть-Балык—Курган— |
1220 |
2119 |
1973 |
|
Уфа—Альметьевск |
||||
|
|
|
||
Александровское—Анжеро-Судженск— |
1220 |
1766 |
1973 |
|
Красноярск-Иркутск |
||||
|
|
|
||
Куйбышев-Тихорецк-Новороссийск |
1220 |
1522 |
1979 |
|
Нижневартовск-Курган-Куйбышев |
1220 |
2150 |
1976 |
|
Сургут—Горький—Полоцк |
1020 |
3250 |
1979-81 |
|
Для сравнения в таблице 1.2 дана информация о крупнейших нефтепроводах в различных странах мира.
|
|
Таблица 1.2 |
||
Крупнейшие нефтепроводы за рубежом |
|
|||
Нефтепровод |
Страна |
Диаметр, |
Длина, |
|
м |
км |
|||
|
|
|||
Трансаляскинский |
С Ш А |
1220 |
1280 |
|
Сальяко—Байе—Бланка |
А ргентина |
356 |
630 |
|
Рио-де-Жанейро-Белу-Оризонти |
Б разилия |
457 |
370 |
|
Сикуко-Ковеньяс |
Колумбия |
307 |
534 |
|
Южноевропейский (порт Лаверт- |
Западная Европа |
864 |
772 |
|
Страсбург, Карлсруэ) |
||||
|
|
|
||
Центрально-Европейский |
Западная Европа |
660 |
1000 |
|
(Генуя—Феррары—Эгли, Уильям) |
||||
|
|
|
||
Южноиранский |
И ран |
305 -762 |
600 |
|
Трансиракский |
И рак |
920 |
550 |
|
Трансаравийский (первая нитка) |
Саудовская А равия |
787 |
1200 |
|
Трансаравийский (вторая нитка) |
» |
1200 |
1210 |
|
|
||||
Восточно-Аравийский |
|
254 -9 1 4 |
1620 |
|
Эджеле—Ла Скирра |
Алжир |
610 |
790 |
|
Перспективы развития трубопроводного транспорта нефти в России связаны с расширением четырех генеральных экспорт ных направлений: Восточно-Сибирского, Северо-Балтийского, Центрально-Европейского и Южно-Черноморско-Каспийско го, а также созданием двух новых: Северо-Западного и Южного.
Восточно-Сибирское направление связано с поставками неф ти в Китай и страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Для этого предполагается построить нефтепровод Ангарск—Наход ка с отводом на Дацин (Китай). На первых порах будет постро ен нефтепровод Ангарск—Дацин диаметром 900 мм и протяжен ностью около 2500 км. Его производительность должна быть не менее 20 млн т в год, для чего будут использованы ресурсы за падносибирской нефти, поступающей в Ангарск по трубопрово ду Александровское—Анжеро-Судженск—Красноярск—Иркутск,
ю