13 Транспортування і зберігання нафти і газу

13.1 Транспортування газу, нафти і нафтопродуктів

На великі відстані транспортування здійснюють чотирма основними ви­дами: трубопровідним, залізничним, водним і автомобільним. У ряді випадків використовують авіаційний транспорт (літаки, вертольоти). Нескраплені гази транспортують тільки трубо­проводами.

Трубопровідне транспортування найбільш економічне. Воно забезпечує низьку собівартість подавання продукції на великі відстані, безперервність у роботі, велику можливість автоматизації, зменшення втрат нафти і нафтопродуктів під час транспортування, можливість прокладання трубопроводу по найкоротшій відстані, якщо це економічно доцільно.

Трубопровід з комплексом підземних і наземних споруд, призначених для транспортування нафти і нафтопродуктів не далекі відстані, називається магістральним. Магістральні тру­бопроводи залежно від типу перепомповуваної рідини нази­ваються нафтопроводами (перепомповування нафти) і нафтопродуктопроводами (перепомповування гасу, дизельного па­льного, мазуту).

Магістральний трубопровід складається з таких елементів:

а) станції, що перепомповують (комплекс споруд і при­строїв для прийому та перепомповування нафти і нафтопро­дуктів);

б) насосного цеху (спорудження перепомповувальної стан­ції з насосними устаткуваннями);

в) резервуарного парку (комплекс взаємозв'язаних резервуарів для виконання технологічних операцій з приймання, зберігання і відпомповування нафти);

г) лінійної частини (сукупність ділянок трубопроводу, що з'єднують перепомповувальні станції між собою, або з приймально-здавальними пунктами та споруд: ЛЕП, лінії зв'язку, переходи, устаткування захисту від корозії, пристрої дистанційного керування, протипожежні засоби та інше).

Сучасні магістральні трубопроводи обладнані комплек­сом головних, проміжних перепомповувальних насосних станцій великої потужності, а також наливними станціями з усіма

необхідними виробничими та допоміжними спорудами Про­пускна здатність їх сягає 50 млн. т. нафти у рік і більше. Спо­руджують трубопроводи зі сталевих труб умовним діаметром 500, 700, 800, 1000, 1200 і 1400 мм.

Трубопровідний транспорт поряд з економічністю забез­печує цілодобову роботу і майже не залежить від природних умов, чим вигідно відрізняється від інших видів транспорту. Розрізняють постанційну і транзитну системи перепомповування нафти чи нафтопродуктів.

Постанційна система полягає в тому, що продукт надходить у резервуар проміжної станції, заповнює його, а потім відпомповується з нього на наступну станцію Якщо на станції розташовано декілька резервуарів, то перепомповування про­дукції здійснюється безперервно: в один резервуар продукція поступає, а з іншого відпомповується в трубопровід.

Для транзитної системи характерно те, що продукт, який подається в резервуар однієї насосної станції, одразу ж відпом­повується насосом у резервуар іншої насосної станції. Аль­тернативним варіантом реалізації транзитної системи є перепомповування за системою "з насоса в насос": продукція по­передньої насосної станції направляється безпосередньо на наступну насосну станцію, минаючи аварійний резервуар. Ця схема перепомповування найбільш досконала і економічна, бо забезпечує максимальну герметизацію системи і запобігає втратам від випаровування в проміжних резервуарах.

Усі магістральні трубопроводи оснащуються необхідними засобами автоматики, дистанційним керуванням.

Магістраль розбивається на окремі ділянки, кожна з яких закріплюється за визначеною насосною станцією, де крім об­слуговуючого персоналу є також ремонтні бригади.

Перепомповувальні насосні станції обладнуються насос­ними агрегатами і допоміжним устаткуванням. Головну стан­цію розташовують на початковій ділянці трубопроводу, тобто в районі нафтових промислів чи НПЗ, а проміжні - по трасі трубопроводу, по можливості на різних відстанях і ближче до населених пунктів, шосейних доріг та залізниць.

Розрахунок трубопроводу ведуть у такій послідовності.

1. За пропускною спроможністю (максимальна кількість нафти чи нафтопродукту, що може бути перепомповувана по трубопроводу за рік) і в'язкістю рідини визначають діаметр трубопроводу і режим течії (критерій Рейнольдса), від якого залежить коефіцієнт гідравлічного опору. Розраховані розміри діаметра труби округляють до найближчого стандартного діаметра. Товщину стінки труби встановлюють за результатами механічного розрахунку

2. Знаходять втрати напору і гідравлічний нахил основного трубопроводу і лупінга (паралельно включеного трубопроводу) чи вставки (ділянки трубопроводу збільшеного або зменшеного діаметра, включеного послідовно в основну магістраль).

3. За профілем траси визначають розрахункову її довжину до початкової точки і відповідну різницю геодезичних відміток.

4. Встановлюють кількість насосних станцій.

Під час транспортування по одному трубопроводу декількох видів нафтопродуктів використовують метод послідовного перепомповування. При цьому необхідно дотримуватися умови їх мінімального змішування у трубопроводі.

Для зменшення об'єму утворюваної суміші продуктів змінюють режим перепомповування і застосовують різномані­тні розділювачі між двома нафтопродуктами, що перепомповуються.

У першому випадку збільшують швидкість перепомповування, чим досягається високий ступінь турбулізації і найменший об'єм суміші. У другому випадку використовують рідинні і механічні розділювачі. Рідинний розділювач - це рідинна пробка, що подається між двома послідовно перепомпованими рідинами. До механічних відносять різноманітні механічні пристрої (поршні, кульки).

Під час транспортування залізницею використовують вагони-цистерни. Невелика частина нафти і нафтопродуктів (біля 2 %) транспортується у дрібній тарі (бочках, контейне­рах, бідонах і балонах).

Вагон-цистерна - сталева горизонтальна циліндрична ємність (двовісна або чотиривісна). Цистерни спеціального призначення теплоізольовані або постачаються з нагріваючи­ми пристроями. Об'єм 50.. .60 м³.

Зливання та наливання нафтопродуктів у залізничні цистерни виконують за допомогою залізничних естакад (стаціонарні пристрої у вигляді містків, розташовані вздовж залізничної колії), які поділяються на наливні, зливні та зливо-наливні.

Водний транспорт представлений нафтоналивними суд­нами (морські та річні танкери, самохідні і несамохідні баржі), причальними пристроями в пунктах відправки і прибуття нафтовантажів, пристроями для зливання та наливання нафти і нафтопродуктів.

Морське самохідне нафтоналивне судно називається танкером (вантажопідіймальність досягає 50 тис. т. і більше), а несамохідне - морською баржею або ліхтером.

Ліхтери, що випускаються вантажопідіймальністю до 10 тис. т. і більше, призначені для перевезення нафтопродуктів на великі відстані, а також для операцій щодо зливання та наливання танкерів, якщо останні не мають можливості підійти до берегового причалу.

Річні баржі - несамохідні вантажні судна, що пересуваються буксиром або штовхачем, виготовляють вантажопідіймальністю від 100 т до 12 тис. т. Для наливання і розванта­ження нафтоналивних суден передбачені гавані і причали.

Автомобільний транспорт використовують для перевезеннях, нафтопродуктів з розподільчих нафтобаз безпосередньо споживачу, а також у районах, куди неможливо доставити нафтопродукти залізничним і водним шляхами. Перевезення нафтопродуктів автомобільним транспортом здійснюється за допомогою автоцистерн (до 25 м³), автопаливозаправників, контейнерів (металеві або еластичні гумово-тканеві до 20 м³), бочок (0,05-0,5 м³), бідонів (0,005-0,062 м³).