Перекачка нефти по трубопроводам

Транспортировка нефти по нефтепроводу – самый недорогой способ передачи сырья конечному потребителю, в сравнении с водным, железнодорожным или автомобильным транспортом. В нефтегазовой отрасли предусматривается несколько типов трубопроводов:

• Нефте- и нефтепродуктопроводы;
• Газопроводы;
• Системы перекачивающих предприятий (НПЗ).

Трубопроводы, предназначенные для транспортировки на значительные расстояния называют магистральными, они могут иметь несколько линий, в том числе резервных. Преимущества магистралей:

• Несмотря на значительные капиталовложения на этапе строительства, проект быстро окупается;
• Нефтегазопроводы можно проложить в любом направлении: через болота и реки, сейсмические зоны;
• Бесперебойная работа круглый год;
• Нулевые потери сырья при передаче, возможность обеспечения удаленного контроля;
• Одна линия может использоваться для разных нефтепродуктов;
• Автоматизация и безопасность процессов.

Магистральный нефтепровод

Ограничениями для прокладки являются зависимость от регулярности поставок, сложный рельеф в некоторых зонах, возможность нанесения вреда экосистемам.

Объекты магистрального нефтепровода

Только что добытое сырье нельзя закачать в систему, так как оно содержит крупные фракции пород, газы, воду и другие примеси. Предварительно нефть доставляют к установкам подготовки к транспорту, где производится многоступенчатая очистка.

НПС на трассе магистрального нефтепровода

Продукт, готовый к транспортировке, называют “сырой нефтью”. Сначала она подается на головную нефтеперекачивающую станцию (ГНПС), где с помощью насосных установок получает кинетическую энергию, которая преобразуется в напор. Для поддержания нужных показателей давления на всей протяженности устанавливают промежуточные НПС.

Основные объекты магистрального нефтепровода:

• Головная нефтеперекачивающая или насосная станция (ГНПС или ГНС);
• Подводящие трубопроводы для доставки сырья с промыслов;
• Промежуточные перекачивающие станции;
• Пункт приема: НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) или нефтебаза для отправки другими видами транспорта;
• Технологическое оборудование нефтепровода (линии связи, системы защиты от коррозии и блуждающих токов).

Перед закачкой в магистраль нефть пребывает в статичном состоянии в резервуаре. На ГНПС совершается несколько операций:

• Прием и учет;
• Хранение;
• Внутристанционные перекачки;
• Закачка в магистраль;
• Пуск средств очистки и диагностики.

Основные схемы перекачки по магистральному нефтепроводу: а – постанционная перекачка, б – транзитная (1 – резервуар, 2 – насос, 3 – закрытая задвижка).

Промежуточные перекачивающие станции в зависимости от оснащения, выполняют свои функции двумя способами:

• Из насоса в насос: конец одного участка подключается к всасывающей установке следующей НПС;
• НПС с резервуарными парками.

Технологический участок состоит из 3-5 перегонов с насосными НПС, гидравлически связанными друг с другом. Затем организовывают резервуарный парк, который может некоторое время перекачивать нефть из запасов. На всем протяжении каждого отдельного участка действуют системы регуляции, работающие для предотвращения резких скачков давления.

Режимы работы нефтепровода

Режим, в котором функционирует магистраль, определяется моментом времени, энергозатратами, объемом поставок и свойствами нефтепродуктов. Возникает необходимость в непрерывном регулировании с учетом совокупности факторов:

• Реологические параметры: содержание газов, парафинов, жидкостей;
• Переменные загрузки вызванные разными расписанием работы ГНПС, перегонов, НПЗ;
• Наличие свободных резервуаров, включение и отключение насосного оборудования;
• Сезонные изменения температур;
• Срабатывание аварийной защиты.

Для поддержания баланса введено строгое определение понятий и терминов, приведенных в ГОСТ Р 57512-2017. Для управления режимами применяют следующие инструменты регуляции:

• Подпорные насосы: установки, увеличивающие напор;
• Клапаны сброса: при избыточном давлении осуществляется слив в специальные резервуары;
• Уменьшение вязкости путем предварительного нагрева, смешивания с водой, присадок.

Режим изменяется оперативно согласно регламенту, созданному с учетом разрешенных давлений, химического состава нефти, особенностей окружающей среды. Управление следует рассматривать как совокупность режимов для отдельных участков с завершенным циклом.

Защита трубопровода от внутренних отложений

Содержание линейной части нефтепроводов включает диагностические и технологические операции. Очистка магистралей от парафинов – трудозатратный процесс, который требует остановки всего участка.

Так как отложения ухудшают гидродинамические свойства трубы и увеличивают энергозатраты при перегонах, предусматривается ряд мероприятий:

• Дополнительное осаждение примесей, смешивание высокопарафинистых сортов нефти с другими;
• Увеличение скорости потока на отдельных отрезках;
• Нанесение защитных покрытий на внутреннюю поверхность труб;
• Теплоизоляция и поддержание терморежимов: при падении температуры сырая нефть расслаивается и парафин выпадает в осадок;
• Ингибиторы АСПО – химические реагенты, препятствующие отложению асфальтосмолопарафиновых компонентов.

Методы очистки углеводородов от парафинов и солей:

• Механический: скребки, эластичные поршни;
• Тепловой: электроподогрев или пуск теплоносителя;
• Химический: растворители, ингибиторы.

Защита от АСПО и кальцийсодержащих солей приобретает все более точечный характер. Так химические составы и конструкции скребков модифицируют под определенные сорта нефти, кроме этого на месторождениях внедряются физические методы: штанговые насосы, радиочастотные установки.