Нефтеперабатывающий сектор, как опорная отрасль всей добывающей промышленности

     Социально-экономическое  развитие области в 2001 году характеризуется  следующими показателями.    

       По итогам года область имеет  наибольший удельный вес в  республиканском объеме инвестирования  в основной капитал, главным образом в добычу нефти и газа. В стоимостном объеме национального богатства область занимает первое место в стране (балансовая стоимость основных средств составляет более 21% от республиканского объема). Объем произведенной промышленной продукции также самый высокий в стране, причем начиная с 1999 г. он возрастает год от года. В то же время валовая продукция сельского хозяйства, произведенная в области в 2001 г., находится на одном из последних мест – 13 среди 14 областей.

     

     Приоритетными направлениями развития экономики Атырауской области являются топливно-энергетическая, обрабатывающая, агропромышленная и рыбная отрасли, производство строительных материалов.     

       В структуре промышленного производства  самый высокий удельный вес  занимает добыча сырой  нефти и попутного газа, перегонка нефти, производство и распределение электроэнергии.   

        На территории области выявлены уникальные месторождения нефтегазового и газоконденсатного сырья. Запасы нефти промышленных категорий на действующих и подготовленных месторождениях составляют 840 млн. тонн. Основная часть приходится на одно из крупнейших в мире месторождение Тенгиз. По оценкам в Тенгизе сосредоточено свыше 2,5-3 млрд. тонн нефти, свыше 1800 млрд. куб. метров попутного газа.     

       Основные перспективы увеличения добычи нефти в нашей стране связаны с освоением казахстанского сектора Каспийского моря – месторождения Курмангазы, геологических структур Нурсултан, Улытау и Ракушечное – море в южной акватории казахстанского сектора Каспия и Дархан – к востоку от Курмангазы. К 2015 г. на морских месторождениях ежегодно будет добываться до 100 млн. тонн нефти. На месторождении Курмангазы предполагается пробурить две разведочные скважины глубиной 2000 и 1300 м., что может сопровождаться нарушением естественного состояния окружающей среды, хотя разработчики проекта полностью исключают химическое загрязнение морской воды. Бурение осложняется тем, что Курмангазы располагается в замерзающей части моря, 5-6 метровая глубина требует применения плавучих средств.

          

       Разработка месторождения позволит  развить местную инфраструктуру, технический и танкерный флот, создать новые рабочие места,  обучить кадры, привлечь к работам  максимальное количество местных  подрядчиков, поставщиков материалов, товаров и услуг, использовать отечественный научный потенциал, увеличить налоговые сборы, решить вопросы охраны окружающей среды, улучшить состояние мелиорации земель, увеличить воспроизводство рыбных запасов, обеспечить полноту стока в Каспий волжской и уральской воды.     

       Основные грузовые потоки в  настоящее время идут по железной  дороге. Транспортируется в основном  сырая нефть и нефтепродукты  в ближнее и дальнее зарубежье.  Трубопроводный транспорт представлен  нефтяными и газовыми трубопроводами  и магистральным водопроводом «Астрахань-Мангышлак». Протяженность нефтепроводов составляет 1237 км, их пропускная способность позволяет ежегодно экспортировать 13,0 млн. тонн нефти. Протяженность магистральных газопроводов  - 3058 км, пропускная способность – 40,8 млрд. куб. м в год.     

       Атырауский нефтеперерабатывающий  завод (АНПЗ) самый старый перерабатывающий  завод в Казахстане. Он был  построен в 1945 году. В настоящее  время ассортимент выпускаемых  нефтепродуктов достиг 15 наименований, имеет место недозагрузка производственных мощностей завода.  Реконструкция позволит АНПЗ осуществлять глубокую переработку светлых нефтепродуктов, расширить номенклатуру и производить нефтепродукты, соответствующие мировым стандартам: автобензин АИ-95, зимнее дизельное топливо без добавления присадок.   

     Атырауская  область является лидером в Казахстане по привлечению иностранных инвестиций. На регион приходится более трети  от общего объёма привлеченного иностранного капитала. Область сотрудничает с 45 странами мира. Созданы  и успешно работают 243 предприятия с иностранным участием.

          

       Основными направлениями инвестиционной  политики являются привлечение  отечественных и иностранных  капиталов в перерабатывающую  и обрабатывающую промышленности  и строительство объектов коммунального  хозяйства. Среди объектов инвестиций завод полиэтиленовых труб, реконструкция АНПЗ, развитие аэропорта Атырау, позволяющего производить приём большегрузных воздушных судов, реконструкция автомобильных дорог республиканского значения. На стадии реализации проект строительства дренажных систем для снижения уровня грунтовых вод в городе Атырау, сбора и утилизации бытовых отходов от населения. Планируется строительство завода по переработке мусора, строительство водоочистных сооружений в 37 населенных пунктах области. Реализуется пилотный проект «Водоснабжение и санитария в г. Атырау». Другим важным с точки зрения экологии является проект утилизации серы. Для города важным является строительство объектов инфраструктуры - бизнес-центра, супермаркета и гостиничных комплексов, жилых комплексов и автомобильного моста. Благодаря нефтегазовому комплексу было осуществлено финансирование строительства птицефабрики  и реконструкция тепличного комплекса в г. Атырау, а также реконструкция осетровых заводов.

     Для Казахстана устойчивое  развитие  Атырауского  региона имеет особое значение не только потому, что здесь сосредоточены огромные запасы нефти и газа и вкладываются значительные инвестиции в освоение углеводородных ресурсов, что должно позволить улучшить  качество жизни населения прикаспийского региона и всего народа Казахстана, но и потому, что город Атырау расположен прибрежной зоне крупного внутреннего водоема и при неразумной экологической политике  это может повлечь рост загрязнения морской среды и приводить к нарушениям в состоянии морской экосистемы, в конечном   итоге отрицательно сказываясь на благополучии людей.

     РАСЧЕТ  ТРУБОПРОВОДА

     1.1 Механический расчет

       

     Целью механического расчета является расчет магистрального нефтепровода на прочность, то есть определение толщины  стенки труб, напряжений действующих в трубопроводе и проверке. Для сооружения магистрального нефтепровода используются трубы контролируемой прокладки, изготовленные на Выксунском заводе. Согласно ТУ14-1370-84 коэффициент надежности по материалу для этих труб принимаем n=1,1 временные сопротивления материала после разрыва (приложение 2).

        1)Расчет толщины стенки трубопровода.

     Расчет сопротивления растяжению металла труб.

                               (1)

            (2)

     Где R₁^н- нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб, принимается равным минимальному значению временного сопротивления (предела прочности) R₁^н=510 мПа. (приложение 4).

     m-коэффициент условий работы трубопровода принимаем по I и II категории m =0,75, по III и IV категории m =0,9. (приложение 1).

     k₁, k_н- коэффициент надежности, соответственно, по материалу и назначению трубопровода, принимаемые по приложению, k₁=1,4,  k_н=1,05. (приложение 2).

     Расчет толщины стенки трубопровода.

          (3)

          (4)

     

     Где n- коэффициент надежности по нагрузке внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по приложению, n=1,1. (приложение 2).

       Р_р – рабочее давление (по заданию).

     R₁ и R₂-расчетное сопротивление металла трубы.

     D_н - наружный диаметр трубопровода (по заданию).

     Расчет  внутреннего диаметра трубопровода.

          (5)

         (6)

     Где D_н - наружный диаметр трубопровода (по заданию).

     d- расчетная толщина стенки.

     Определение температурного перепада:

            (7)

     где  t₁- температура наружного воздуха при укладке трубопровода принимается t=25⁰С,  t_гр- температура грунта (по заданию). 

     Расчет  продольного осевого сжимающего напряжения.

 (8)

(9)

     Где α, μ, E – физические характеристики стали, принимаемые по приложению, α=1,2×10^-5 1/⁰С,  μ=0,3  Е=2,1×10⁵ мПа.

     Р_р – рабочее давление (по заданию).

     Коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб, определяется по формуле:

         (10) 

        (11)

     

     Толщина стенки трубопровода при наличии продольных осевых сжимающих напряжений высчитывается по формуле:

         (12)

   (13)

     Где - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб.

     n- коэффициент надежности по нагрузке внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по приложению, n=1,1.  (приложение 2).

     Р_р – рабочее давление (по заданию).     

               К расчету принимаем δ=15 мм 

 Расчет нагрузок на трубу.

Собственный вес трубопровода учитываемый в  расчетах как вес единицы  длины  трубопровода:

           (13)

где: п -коэффициент надежности по нагрузке, принимаем п=1,1

F- площадь поперечного сечения трубы, мм² 

  (14)

Д_вн= 1120-2×15 =1190 мм    (15)

_ст  – удельный вес стали, принимаем _ст =78500 Н/м³

    Определяем нагрузок от веса  перекачиваемого продукта на  единицу длины трубопровода:

   (16)

где: - r - плотность транспортируемой нефти, кг/м³

    Определяем напряжение от упругого  изгиба, создаваемое за счет упругого  изгиба при поворотах оси трубопровода: 

   (17)

где: Е  – модель упругости материала  трубы, (равная 2,1×10⁵)

R – радиус упругого изгиба оси трубопровода, м

R  = 1000×Д_н=1000×1,20=1220м       (18)

     Трубопровод уложенный в грунт,  находиться при воздействий внешних  сил. Эти силы вызывают сложные  напряжения . В результате действия  внутреннего давления возникают  следующие напряжения:

     - радиальные 

     - кольцевые

     - продольные.

    Радиальные напряжения обусловлена  внутренним давлением, с которым  равно по величине и противоположно  по направлению: 

                                                                  (19)

     Для определения кольцевых напряжений, возникающих в трубе под действием  внутреннего и внешнего давления, воспользуемся формулой Мариотта:

          (20)

где: Р – рабочее давление, МПа

- толщина стенки  трубопровода (принимаем минимальную  толщину стенки  из расчета15мм);