Уточнение глубины залегания нефтепровода

Уточним глубину залегания оси трубопровода:

где – заглубление нефтепроводов до верха трубы. Для трубопровода диаметром 1020 мм она составляет 1 м.

.

Расчет температуры грунта на данной глубине ведется из предположения, что распределение температуры по глубине – линейное.

Таблица 13. Распределение характеристик на глубине 1,51 м. (График в Приложении 1)

Рассчитаем основные параметры перекачки на глубине 1.51 м аналогично расчётам плотности и вязкости, приведенным ранее.

Вычисленные значения используются для расчета режимы работы трубопровода при расчетных условиях.

Определение толщины стенки

В соответствии с рекомендациями для магистральных нефтепроводов должны применяться трубы стальные электросварные прямошовные, сваренные под слоем флюса. Выбираем для трубопровода диаметром 1020 мм стальные электросварные прямошовные трубы, выполненные электродуговой сваркой под флюсом с одним продольным швом и предназначенные для строительства газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов на рабочее давление 5,4 – 5,9 МПа в северном и обычном исполнении (марка стали – 17Г1С), производитель – Челябинский трубопрокатный завод. Механические характеристики стали 17Г1С равны:

временное сопротивление –

предел текучести–

Толщина стенки определяется по следующей формуле:

δ= где

n=1.15 – коэффициент надёжности по нагрузке;

Расчётное сопротивление определяется по формуле:

где

m – коэффициент условий работы трубопровода.

Магистральные трубопроводы и их участки подразделяются на категории в зависимости от условий работы, объёма неразрушающего контроля сварных соединений и величины испытательного давления. Трубопроводы диаметром 1020 мм относятся к III категории, отсюда:

m=0.9.

Определим расчётное сопротивление растяжению (сжатию) и толщину стенки:

=342,54 МПа.

δ= =

Округляем полученное значение толщины стенки в большую сторону. Тогда в соответствии с номенклатурой завода изготовителя толщина стенки должна приниматься равной 10 мм.

δ = 10 мм

Проверяем прочность подземного трубопровода по условию:

При двуосном напряженном состоянии металла трубы:

δ =

коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, он зависит от

Вычисляем продольные осевые напряжения в трубопроводе по формуле:

, где

– 2∙δ =1020 – 2∙10 = 1000 мм;

α – коэффициент линейного расширения металла трубы:

α = 1.2∙ ;

E – модуль упругости металла:

E = 2.03∙ ;

∆t - расчетный температурный перепад, равный разности между максимальной температурой эксплуатации и минимальной температурой укладки трубопровода:

∆t = .

Тогда с учетом численных значений параметров определяем значение продольных осевых напряжений в трубопроводе:

Осевые сжимающие напряжения на прямолинейных участках трубопровода отсутствуют (напряжения растягивающие):

- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при

МПа < 1∙260.20 МПа.

Условие прочности выполняется, выбранная толщина стенки удовлетворяет всем параметрам.

Уточненный гидравлический расчет

Уточнив глубину залегания нефтепровода и толщину его стенки, проведем гидравлический расчет с измененными показателями:

;

;

h = 1.02 i·L+Dz=1.02^.0.03061·519·10³ +46 =1666,26 м.

Уточним количество НПС:

;

Расстановка станций

Определим величину необходимого подпора:

где – давление насыщенных паров, Па;

– подпор, необходимый для бескавитационной работы насоса, м.

Расстановка НПС должна производиться с учетом равномерного распределения давления по всем насосным станциям нефтепровода.

Потери по длине нефтепровода – h_τ = 1666.26 м;

Число НПС – n=4.

Напор, создаваемый одним насосным агрегатом при заданном расходе:

.

Напор, развиваемый насосной станцией:

.

Тогда напор в конце трубопровода:

.

Полученное значение превышает допустимое, поэтому следует обточить колеса на всех насосных станциях. Напор станции после обточки колес в насосах должен быть равен:

.

Требуемый напор одного насоса:

.

Новый диаметр колеса должен быть равен:

.

Величина обточки составляет % = 4,84%.

Проверка.

Коэффициент быстроходности насоса:

Рис. Зависимость величины обрезки р.к. от коэффициента быстроходности

Полученное значение величины обточки входит в допустимый интервал 9%.

Новые коэффициенты характеристики насоса:

Таблица 14. Расстановка насосных станций. (Согласно приложению 2)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: