Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов

В настоящее время  накоплен значительный опыт по перевозке  танкерами сжиженных углеводородных газов (СУГ). Дело в том, что многие страны не имеют собственных месторождений  газа и отделены морскими бассейнами от стран, где его добыча велика. Морской транспорт сжиженных  углеводородных газов широко используется в Англии, Дании, Италии, США, Франции, Японии и других странах. 

Первые отечественные  танкеры "Кегумс" и "Краслава" для перевозки сжиженных углеводородных газов под повышенным давлением имели четыре сферических резервуара диаметром 10 м и вместимостью по 520 м3. Дальность плавания каждого из танкеров 18000 км. 

Характеристика типов  танкеров, применяемых в настоящее  время для перевозки сжиженных  углеводородных газов, приведена в  табл.1. 

Таблица 1 Типы танкеров для перевозки сжиженных газов

Тип танкера 
 

Танкеры с резервуарами под давлением 
 

Танкеры с теплоизо-лированными резервуарами под пониженным давлением 

Танкеры с теплоизо-лированными атмосферными резервуарами (изотермические) 

Давление СУГ, МПа 

1.6 

0,3…0,6 

0,1 

Температура СУГ. °С 
 

+45 
 

-5... +3 
 

- 40 (пропан) 

103 (этилен) 

163 (метан) 

= 
 

Транспортирование сжиженных углеводородных газов  танкерами является одним из наиболее дешевых видов водного транспорта. В 1972 г. в эксплуатации находилось свыше 300 танкеров-газовозов общей вместимостью около 2 млн. м3. 

Новым направлением в организации водных перевозок  нефтепродуктов является использование  подводных лодок для их доставки в районы Крайнего Севера. В настоящее  время нефтепродукты поступают  сюда морским и речным транспортом, в танкерах и таре. Однако на отдельных  участках Северного морского пути сплошное ледовое покрытие препятствует навигации в течение семи месяцев. Кроме того, потребители нефтепродуктов очень разбросаны, а устойчивая инфраструктура распределения нефтепродуктов отсутствует. 

В настоящее время  в нашей стране разработан проект подводного танкера-ледокола, способного перевозить до 12 тыс. т нефтепродуктов за рейс. 

Достоинствами водного  транспорта являются: 

1) относительная  дешевизна перевозок; 

2) неограниченная  пропускная способность водных  путей (особенно морских); 

3) возможность завоза  нефтепродуктов в отдаленные  районы страны, не связанные железной  дорогой с НПЗ. 

К недостаткам водного  транспорта относятся: 

1) сезонность перевозок  по речным и частично морским  путям, что вызывает необходимость  создавать большие запасы нефтегрузов; 

2) медленное продвижение  грузов (особенно вверх по течению  рек); 

3) невозможность  полностью использовать тоннаж  судов при необходимости переброски  специальных нефтепродуктов в  небольших количествах; 

4) порожние рейсы  судов в обратном направлении.

1.4 Автомобильный  транспорт 

Автотранспортом можно  перевозить все типы углеводородных жидкостей. В нашей стране его  применяют для транспортирования  нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов. 

Автомобильный транспорт  используется для завоза нефтегрузов  потребителям, удаленным на небольшое  расстояние от источников снабжения (наливных пунктов, складов и баз). Например, автотранспортом отгружаются нефтепродукты  с нефтебаз в автохозяйства, на автозаправочные  станции и сельские склады горючего. 

Автоперевозки нефтегрузов  осуществляются в таре (нефтепродукты - в бочках, канистрах, бидонах; сжиженные  углеводородные газы - в баллонах), а  также в автомобильных цистерна. 

Автомобильные цистерны классифицируют: 

по типу базового шасси: автомобили-цистерны, полуприцепы-цистерны, прицепы-цистерны; 

по виду транспортируемого  продукта: для топлив, для масел, для мазутов, для битумов, для  сжиженных газов; 

по вместимости: малой (до 2 т); средней (2...5 т); большой (5. .15т); особо  большой (более 15т). 

В качестве базовых  шасси для автомобильных цистерн  используют практически все выпускаемые  промышленностью грузовые автомобили. Разделение автоцистерн по виду транспортируемого  продукта обусловлено существенным различием свойств и недопустимостью  даже незначительного их смешивания. 

Градация автомобильных  цистерн по вместимости соответствует  классификации грузовых автомобилей  по грузоподъемности. 

В марках автоцистерн  отражены сведения о типе базового шасси и вместимости цистерны. Примеры условных обозначений: 

АЦ-4,2-130 - автомобиль-цистерна вместимостью 4,2 м3 на шасси автомобиля ЗИЛ-130; 

ПЦ-5,6-817 - прицеп-цистерна вместимостью 5,6 м3 на шасси прицепа  ГКБ-817; 

ППЦ-16,3 - полуприцеп-цистерна вместимостью 16,3 м3. 

Устройство и оборудование автоцистерн рассмотрим на примере  автомобиля-цистерны АЦ-4,2-130  
 
 

Рис.3 Автомобиль-цистерна АЦ-4,2-53А: 1-огнетушитель, 2-шасси автомобиля ГАЗ-53А, 3-цистерна, 4-крышка горловины,5-лестница, 6-пенал для рукавов, 7-отстойник  с трубопроводом, 8-электрооборудование, 9-узел крепления цистерны, 10-трубопровод  гидравлической системы, 11-табличка, 12-цепь заземления, 13-глушитель 

Он предназначен для транспортировки нефтепродуктов плотностью не более 860 кг/м2 с нефтебаз на склады автотранспортных, строительных и сельских предприятий. 

Калиброванная цистерна эллиптической формы смонтирована на шасси автомобиля ЗИЛ-130. Она имеет  горловину, отстойник и отсек, закрываемый  двумя дверками. На крышке горловины  расположены наливной люк, два дыхательных  клапана, патрубок со штуцером для отвода паров, образующихся при наливе, и  указатель уровня. Наливной люк в  транспортном положении закрывают  крышкой. 

Цистерна оборудована  двумя пеналами для хранения и  транспортировки рукавов, противопожарными и заземляющими средствами, креплениями  для шанцевого инструмента и  принадлежностей, металлической площадкой  и лестницей. На АЦ-4,2-130 устанавливают  самовсасывающий вихревой насос  СВН-80. 

Полуприцепы-цистерны не имеют собственного двигателя. Их устройство рассмотрим на примере ППЦ-16,3 (рис.4). 
 
 

Рис.4 Полуприцеп-цистерна ППЦ-16,3: 1-корпус цистерны, 2-крышка компенсационной  емкости, 3-наливная горловина, 4-поручень, 5-пенал, 6-бампер, 7-цепь заземления, 8-тележка, 9-запасное колесо, 10,11-шкафы для оборудования, 12-ящик ЗИП, 13-опорное устройство, 14-опорная  плита, 15-плита наката, 16-световозращатель 

Она предназначена  для транспортировки и кратковременного хранения светлых нефтепродуктов. Они  транспортируются с помощью специальных  тягачей (например, КамАЗ-5410). 

Специальное оборудование смонтировано на шасси полуприцепа  ОдАЗ-9370 и состоит: из цистерны с  горловинами, лестницей, поручнем, пеналами, ящиком запчастей и принадлежностей; технологического оборудования, расположенного в боковом шкафу и включающего  в себя систему трубопроводов  и запорной арматуры; электрооборудования, а также средств контроля и  дистанционного управления узлами полуприцепов-цистерн. Кроме того, в состав дополнительного  оборудования, размещаемого в боковом  шкафу, входят фильтр тонкой очистки  топлива, два счетчика жидкости, раздаточные  рукава, намотанные на барабаны и раздаточные  краны. 

Основными элементами автоцистерны для перевозки сжиженных  газов являются: 

наружный стальной кожух, внутри которого на 6 вертикальных цепях подвешен латунный сосуд емкостью 2,6 м3; 

контрольно-измерительные  приборы и запорная арматура, которые  размещены на задней стенке корпуса  в специальном шкафу; 

два испарителя, расположенные  по бокам цистерны и предназначенные  для создания необходимого давления с целью передавливания жидкости. 

Пространство между  корпусом и латунным сосудом заполнено  тепловой изоляцией. 

Достоинствами автомобильного транспорта нефтегрузов являются: 

1) большая маневренность; 

2) быстрота доставки; 

3) возможность завоза  грузов в пункты, значительно  удаленные от водных путей  или железной дороги; 

4) всесезонность. 

К его недостаткам  относятся: 

1) ограниченная вместимость  цистерн; 

2) относительно высокая  стоимость перевозок; 

3) наличие порожних  обратных пробегов автоцистерн; 

4) значительный расход  топлива на собственные нужды.

1.5 Трубопроводный  транспорт 

В зависимости от вида транспортируемого продукта различают  следующие типы узкоспециализированных трубопроводных систем: нефтепроводы, нефтепродуктопроводы, газопроводы  и трубопроводы для транспортирования  нетрадиционных грузов. Независимо от того, что транспортируется по трубам, все узкоспециализированные системы  состоят из одних и тех же элементов (на примере нефтепровода (рис.5)):  
 
 

Рис. 5 Состав сооружения магистрального нефтепровода: 1 - подводящий трубопровод; 2 - головная нефтеперекачивающая  станция; 3 - промежуточная нефтеперекачивающая  станция; 4 - конечный пункт; 5 - линейная часть; 6 - линейная задвижка; 7 - дюкер; 8 - надземный переход; 9 - переход под  автодорогой; 10 - переход под железной дорогой; 11 - станция катодной защиты; 12 - дренажная установка; 13 - доля обходчика; 14 - линия связи; 15 - вертолетная площадка; 16 - вдольтрассовая дорога подводящих трубопроводов.

Подводящие трубопроводы связывают источники нефти с  головными сооружениями МНП.

головной и промежуточных  перекачивающих станций;

Головная НПС предназначена  для приема нефтей с промыслов, смешения или разделения их по сортам, учета нефти и ее закачки из резервуаров в трубопровод. Головная НПС располагается вблизи нефтепромыслов.

Промежуточные НПС  служат для восполнения энергии, затраченной потоком на преодоление  сил трения, с целью обеспечения  дальнейшей перекачки нефти. Промежуточные  НПС размещают по трассе трубопровода согласно гидравлическому расчету (через каждые 50... 200 км).

конечного пункта 

Конечным пунктом  магистрального нефтепровода обычно является нефтеперерабатывающий завод или  крупная перевалочная нефтебаза. 

На магистральных  нефтепроводах большой протяженности  организуются эксплуатационные участки  длиной от 400 до 600 км. Граница между  эксплуатационными участками обязательно  проходит через промежуточные НПС. Промежуточная НПС, находящаяся в начале эксплуатационного участка, является для него "головной" НПС, а промежуточная НПС, находящаяся в конце эксплуатационного участка - "конечным пунктом" для него. Состав сооружений промежуточных НПС, расположенных на концах эксплуатационного участка, отличается от обычных наличием резервуарных парков. Таким образом, магистральный нефтепровод большой протяженности состоит как бы из нескольких последовательно соединенных нефтепроводов протяженностью не более 600 км каждый. 

линейных сооружений. 

К линейным сооружениям  магистрального нефтепровода относятся: 

1) собственно трубопровод  (или линейная часть); 

2) линейные задвижки; 

3) средства защиты  трубопровода от коррозии (станции  катодной и протекторной защиты, дренажные установки); 

4) переходы через  естественные и искусственные  препятствия (реки, дороги и т.п.); 

5) линии связи; 

6) линии электропередачи; 

7) дома обходчиков; 

8) вертолетные площадки; 

9) грунтовые дороги, прокладываемые вдоль трассы  трубопровода. 

Собственно трубопровод - основная составляющая магистрального нефтепровода - представляет собой  трубы, сваренные в "нитку", оснащенные камерами приема и пуска скребков, разделителей, диагностических приборов, а также трубопроводы-отводы.