Как работает нефтеперекачивающая станция. Нефтеперекачивающие станции

Рис. 15. Схема технологических (эксплуатационных) участков

Рис. 13. Схема головной нефтеперекачивающей станции

Классификация НПС и характеристика основных объектов

Эксплуатация нефтеперекачивающих станций

Нефтеперекачивающие станции

Часть II

НПС (рис. 13) - это сложный комплекс инженерных сооружений предна-

значенных для обеспечения перекачки заданного количества нефти или нефте-

продуктов, подразделяющийся на головные и промежуточные.

Головная (ГНПС) располагается вблизи нефтяных сборных промыслах

(МНП) или нефтеперерабатывающих заводов (МНГШ) и предназначается для

приема нефти или нефтепродуктов, для обеспечения их дальнейшей перекачки по

трубопроводу. Все объекты, входящие в состав перекачивающих станций можно раз-

делить на две группы:

Объекты основного (технологического) назначения.

Объекты вспомогательного или подсобно-хозяйственного назначения.

К первой группе относят: основную и подпорную насосные станции (насосные

цеха); резервуарный парк; сеть технологических трубопроводов с площадками фильт-

ров и камерами задвижек или узлами переключения, узлы учета; камеру пуско-приема

очистных устройств, совмещенную с узлами подключения трубопроводу; узлы пре-

дохранительных и регулирующих устройств.

Ко второй группе относят: понижающую электростанцию с открытым и закры-

тым распределительными устройствами; комплекс сооружений по водоснабжению

станции и жилого поселка при ней; комплекс сооружений по водоотведению быто-

вых промышленно-ливневых стоков; котельную с тепловыми сетями; механические

мастерские; инженерно-лабораторный корпус, пожарное депо, узел связи, мастерские

контрольно-измерительных приборов (КИП) и автоматики, гараж, административно-

хозяйственный блок с проходной, складские помещения для оборудования и ГСМ

Головные НПС - наиболее ответственная часть всего комплекса. На них вы-

полняются следующие технологические операции:

Прием и учет нефти, нефтепродуктов;

Закачка их в резервуарный парк для краткосрочного хранения;

Откачка нефти или нефтепродуктов в трубопровод;

Прием, запуск очистных, разделительных и диагностических устройств;

Внутристационарныс перекачки (перекачку из резервуара в резервуар, пере-

качку при зачистке резервуаров и т. д.);

Подкачка нефти или нефтепродуктов с других источников поступлений, на-

пример, с других трубопроводов.

Промежуточные (ПНПС) предназначены для повышения давления перекачи-

ваемой жидкости в трубопроводе; Их размешают по трассе согласно гидравлическому

расчету. Они имеют в своем составе в основном те же объекты, что и головные, но

вместимость их резервуаров значительно ниже, либо они отсутствуют. При отсутст-

вии резервуарного парка на промежуточных НПС имеются узлы учета, подпорная

насосная.

Строительство НПС магистральных трубопроводов отличается большой тру-

доемкостью и значительным капитальным вложением. Для сокращения капитальных,

эксплуатационных затрат сроков строительства используют блочно-комплексные,

блочно-модульные НПС и станции открытого типа.

Всё оборудование, технологические коммуникации, КИП и автоматика входят

в состав функциональных блоков, скомпонованных в виде транспортабельных бло-

ков, блок-боксов и блок-контейнеров.

Монтажные блоки - технологическое оборудование, собранное вместе с трубо-

проводами, КИП и автоматикой на общей раме.

Блок-боксы - транспортабельные здания внутри, которых размешаются техно-

логические установки и инвентарное оборудование.

Блок-контейнеры - технологические установки с индивидуальными укрытия-

ми, внутри которых создается микроклимат, необходимый для нормальной работы

оборудования.

Данное оборудование собирается на сварочно-комплекговочных базах или за-

водах, где происходит их испытание, потом в полностью собранном виде их достав-

ляют на строительную площадку.

На НПС открытого типа насосные агрегаты вместе со всеми вспомога-

тельными системами размещаются под навесом на открытом воздухе. От воз-

действия окружающей среды насосные агрегаты защищают индивидуальными

металлическими кожухами, внутри которых расположены системы вентиляции

с калориферами для охлаждения электродвигателей при нормальной работе и

подогреве их во время вывода агрегатов в резерв в холодное время года. Эти

НПС работают нормально при температуре окружающей среды от -40°С до

Эксплуатационные затраты наладочно-комплексные НПС ниже затрат на

эксплуатацию НПС традиционного типа за счет эксплуатации инженерных се-

тей меньшей протяженности, меньшего числа сооружений и оборудования, вы-

сокой надежностью работы оборудования. При капитальном ремонте

предусмотрена замена блок-бокса в сборе.

Конечные пункты магистрального нефтепровода (КП) находятся в конце

нефтепровода, где нефть принимается из трубопровода, распределяется по по-

Графическая работа нефтепровода характеризуется зависимостью произ-

водительности (Q, м /час) и от напора (Н, м) (рис. 14).

Рис. 14. Совмещённая характеристика НПС и трубопровода

Для стабильной работы магистрального нефтепровода необходимо со-

блюдать два основных условия:

Первое условие - давление на приеме НПС, соответственно и на приеме

насоса должно быть не ниже предельного значения исходя из условия коовита-

ции насоса. При недостаточном давлении на приеме насоса (ниже 0,1 МПа)

происходит выделение растворенного газа, т. е. начинается вскипание жидко-

сти, что приводит к увеличению вибрации насоса, перегреву корпуса насоса,

разрушению насоса.

Второе условие - давление на выходе НПС должно быть не выше предела

прочности трубопровода.

Выполнение этих условий реализуется при работе магистрального нефтепро-

вода в режиме «из насоса в насос».

В данном случае давления приема НПС является давлением, развиваемым

предшествующей НПС. На нефтепроводах большой протяженности управление

процессом перекачки в режиме «из насоса в насос» заметно усложняется, так

как все НПС имеют гидравлическую связь между собой. Поэтому для облегче-

ния управляемости перекачкой нефти протяженные магистрали разбиваются на

отдельные технологические (эксплуатационные) участки длиной 400-600 км

(рис. 15). В начале каждого участка устанавливается нефтеперекачивающая

станция - ГНПС технологического (эксплуатационного) участка.

В результате, магистральный нефтепровод большей протяженности раз-

бивается на несколько самостоятельных нефтепроводов малой протяженности,

соединенных последовательно. В начале каждого участка находится головная

НПС. Неотъемлемой частью головной НПС является резерву арный парк. Для

стабильной работы магистрального нефтепровода в целом необходимо, чтобы в

резерву арных парках ГНПС технологического участка № 1, технологический

участок № 2 продолжает работать за счет наличия нефти на ГНПС-5. При оста-

новке технологического участка № 2, последующий технологический участок

№ 3 продолжает работать за счет наличия свободной ёмкости на ГНПС-5.

На границе технологического участка происходит и административное

деление управлении и эксплуатации магистральных нефтепроводов. Головное

НПС (ГНПС) подразделяются на:

Головную нефтеперекачивающую станцию (ГНПС) магистрального

нефтепровода, которая располагается в начале нефтепровода и служит для сбо-

ра нефти с промыслов, подготовки нефти к транспорту (смешивание или разде-

ление её по сортам) и учета принятой нефти;

Головную нефтеперекачивающую станцию (ГНПС) технологического

участка, которая располагается в начале технологического участка;

Конечные пункты находятся в конце нефтепровода.

Вопросы для самоконтроля

1. Назначение головной нефтеперекачивающей станции.

2. Назначение промежуточной нефтеперекачивающей станции.

3. Назначение головной нефтеперекачивающей станции технологическо-

го участка.

4. Объекты основного (технологического) назначения.

5. Объекты вспомогательного или подсобно-хозяйственного назначения.

6. Назначение и функции монтажных блоков, блок-боксов и блок-

контейнеров.

7. Условия стабильной работы магистрального нефтепровода (два условия).

8. Назначение конечных пунктов нефтепроводов.

УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра проектирования и эксплуатации магистральных газонефтепроводов

ОТЧЕТ ПО УЧЕБНО-ОЗНАКОМИТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ

Магистральный транспорт нефти (насосные перекачивающие станции)

Выполнил: студент группы ПЭМГ-1-08

Мусинская Ю.А.

Проверил: Леонов И.С.

Ухта 2010 год

План:

Введение;
Нефтеперекачивающие станции магистральных нефтепроводов;
Классификация НПС и характеристика основного оборудования;
Насосно-силовое оборудование для перекачки нефти;
Системы перекачки;
Заключение;
Библиографический список.

Введение

Развитие экономики России невозможно без обеспечения отечественной нефтеперерабатывающей промышленности нефтью для производства нефтепродуктов и сырья для нефтехимической промышленности, без экспорта нефти для получения валюты и закупки зарубежного оборудования, материалов и технологий. Наиболее дешевым и высоконадежным видом транспорта нефти являются магистральные нефтепроводы. С разработкой нефтяных месторождений Восточной Сибири и Крайнего Севера, началом освоения шельфа и морских месторождений происходят дальнейшее удаление мест переработки от районов добычи и рост затрат на транспортировку углеводородов. В этих условиях трубопроводный транспорт становится важнейшим элементом топливно-энергетического комплекса страны, обеспечивающим снижение издержек и повышение прибыльности добычи нефти для нефтегазодобывающих компаний.

Магистральным нефтепроводом называется трубопровод протяженностью свыше 50 км и диаметром от 219 до 1220 мм включительно, предназначенный для транспортировки товарной нефти из районов добычи до мест потребления или перевалки на другой вид транспорта.

Магистральный трубопровод состоит из подводящих трубопроводов, головной и промежуточных нефтеперекачивающих станций, конечного пункта и линейных сооружений (собственно трубопровод, линейные задвижки, средства защиты трубопровода от коррозии, переходы через естественные и искусственные препятствия, линии связи, линии электропередач, дома обходчиков, вертолетные площадки, вдольтрассовые грунтовые дороги).

Нефтеперекачивающие станции магистральных нефтепроводов

Для создания и поддержания в трубопроводе напора, достаточного для обеспечения транспортировки нефти, необходимы нефтеперекачивающие станции. Основное назначение каждой нефтеперекачивающей станции состоит в том, чтобы забрать нефть из сечения трубопровода с низким напором, с помощью насосов увеличить этот напор и затем ввести нефть в сечение трубопровода с высоким напором. Основными элементами НПС являются насосные агрегаты, резервуары, системы подводящих и распределительных трубопроводов, узлы учета, устройства приема и пуска очистных устройств и поточных средств диагностики, а также системы смазки, вентиляции, отопления, энергоснабжения, водоснабжения, автоматики, телемеханики и т.п.

Классификация НПС и характеристика основного оборудования

Нефтеперекачивающие (насосные) станции подразделяются на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). Головная НПС предназначена для приема нефтей с промыслов, смешения или разделения их по сортам, учета нефти и ее закачки из резервуаров в трубопровод. Промежуточные НПС служат для восполнения энергии, затраченной потоком на преодоление сил трения, с целью обеспечения дальнейшей перекачки нефти.

Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС, можно условно подразделить на две группы: первую – объекты основного (технологического) назначения и вторую – объекты вспомогательного и подсобно-хозяйственного назначения.

К объектам первой группы относятся: резервуарный парк; подпорная насосная; узел учета нефти с фильтрами; основная насосная; узел регулирования давления и узлы с предохранительными устройствами; камеры пуска и приема очистных устройств; технологические трубопроводы с запорной арматурой.

К объектам второй группы относятся: понижающая электроподстанция с распределительными устройствами; комплекс сооружений, обеспечивающих водоснабжение станции; котельная с тепловыми сетями; инженерно-лабораторный корпус; пожарное депо; узел связи; механические мастерские; мастерские ремонта и наладки контрольно-измерительных приборов (КИП); гараж; складские помещения; административно-хозяйственный блок и т.д.

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: прием и учет нефти; краткосрочное хранение нефти в резервуарах; внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар); закачка нефти в магистральный трубопровод; пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств. На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов.

Принципиальная технологическая схема головной НПС приведена на рис. 1. Она включает подпорную насосную 1, площадку фильтров и счетчиков 2, основную насосную 3, площадку регуляторов давления 4, площадку пуска скребков 5 и резервуарный парк 6. Нефть с промысла направляется на площадку 2, где сначала очищается в фильтрах-грязеуловителях от посторонних предметов, а затем проходит через турбинные расходомеры, служащие для оперативного контроля за ее количеством. Далее она направляется в резервуарный парк 6, где производится ее отстаивание от воды и мехпримесей, а также осуществляется коммерческий учет. Для закачки нефти в магистральный трубопровод используются подпорная 1 и основная 3 насосные. По пути нефть проходит через площадку фильтров и счетчиков 2 (с целью оперативного учета), а также площадку регуляторов давления 4 (с целью установления в магистральном нефтепроводе требуемого расхода). Площадка 5 служит для запуска в нефтепровод очистных устройств – скребков.

На промежуточных нефтеперекачивающих станциях происходит повышение напора транспортируемой нефти с целью обеспечения ее дальнейшей перекачки. Принципиальная схема промежуточной НПС приведена на рис. 2. Она включает основную насосную 1, площадку регуляторов давления 2, площадку пуска и приема скребков 3, а также площадку с фильтрами-грязеуловителями 4. Нефть, поступающая из магистрального трубопровода, сначала проходит через фильтры-грязеуловители, затем приобретает в насосах энергию, необходимую для дальнейшей перекачки и после регулирования давления на площадке 2 закачивается в следующий участок магистрального нефтепровода.

При работе ПНПС в режиме «из насоса в насос» (т.е. режиме, при котором конец предыдущего участка нефтепровода подключен непосредственно к линии всасывания насосов следующей НПС) промежуточные НПС не имеют резервуарных парков; в других случаях, когда перекачка ведется через резервуары или с подключенными резервуарами такие парки на ПНПС имеются. На ПНПС устанавливаются также системы сглаживания волн давления и защиты от гидравлических ударов.

Рис. 1. Технологическая схема головной НПС:

1 – подпорная насосная; 2 – площадка фильтров и счетчиков; 3 – основная насосная; 4 – площадка регуляторов; 5 – площадка пуска скребков; 6 – резервуарный парк

Рис. 2. Технологическая схема промежуточной НПС:

1 – основная насосная; 2 – помещение с регулирующими клапанами; 3 – устройство приема и пуска скребков; 4 – площадка с фильтрами-грязеуловителями

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на так называемые эксплуатационные участки с протяженностью 400-600 км, состоящие из 3-5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме «из насоса в насос», и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом. В то же время эксплуатационные участки соединяются друг с другом через резервуарные парки, так что в течение некоторого времени каждый эксплуатационный участок может вести перекачку независимо от соседних участков, используя для этого запас нефти своих резервуаров.

Для снижения затрат на сооружение НПС используется метод блочно-комплектного или блочно-модульного их исполнения. Главное преимущество этого метода достигается тем, что на территории станции практически отсутствуют сооружения из кирпича, бетона и железобетона. Все оборудование станции, включая автоматику, входит в состав функциональных блоков, монтируется и испытывается на заводе, затем в транспортабельном виде доставляется на строительную площадку. При этом блочно-модульные НПС могут быть открытого типа, т.е. насосные агрегаты вместе со всеми вспомогательными системами могут размещаться под навесом на открытом воздухе. От воздействия погодных условий насосные агрегаты защищаются индивидуальными металлическими кожухами с автономными системами вентиляции и подогрева. Такие станции работают при температуре окружающего воздуха от -40 до +50 0 С. При капитальном ремонте предусматривается замена всего блок-бокса в сборе.

Насосно-силовое оборудование для перекачки нефти

Из гидравлики известно, что течение жидкости в линейной части трубопровода происходит от сечений с большим значением напора к сечениям с меньшим значением напора, причем уменьшение самого напора происходит вследствие работы сил трения. Между слоями жидкости, движущимися друг относительно друга, возникают силы трения, их называют вязким трением, благодаря чему механическая энергия движения постепенно переходит в тепло и рассеивается в пространстве. Для восстановления напора и обеспечения дальнейшего течения жидкости необходимы устройства, «создающие напор». Такими устройствами являются насосы.

Насосы – устройства для принудительного перемещения жидкости от сечения с меньшим значением напора (в линии всасывания насоса) к сечению с большим значением напора (в линии нагнетания насоса).

Движение жидкости в направлении против давления достигается принудительным путем. В так называемых центробежных насосах, которые составляют основной вид нагнетательного оборудования для перекачки нефти по магистральным трубопроводам и применяются как на головной, так и на промежуточных перекачивающих станциях, жидкость перемещается от сечения с меньшим давлением к сечению с большим давлением центробежной силой, возникающей при вращении рабочего колеса с профильными лопатками.

Принцип работы центробежного насоса следующий (рис. 3). Из всасывающего трубопровода через всасывающий патрубок жидкость поступает на быстровращающиеся лопатки рабочего колеса 8, где под действием центробежных сил отбрасывается к периферии насоса. Таким образом, механическая энергия вращения вала двигателя преобразуется в кинетическую энергию жидкости. Двигаясь по спиральной камере 3 , жидкость попадает в расширяющийся нагнетательный патрубок 4, где по мере уменьшения скорости увеличивается давление жидкости. Далее через напорную задвижку 5 жидкость поступает в напорный трубопровод 6. Для контроля за работой насоса измеряют давление в его всасывающем и нагнетательном патрубках с помощью мановакуумметра 7 и манометра 9.

Рис. 3. Принципиальная схема насосной установки на базе центробежного насоса: 5. Системы перекачки;
6. Заключение;
7. Библиографический список.

патрулирование трассы нефтепровода – визуальные наблюдения с целью своевременного обнаружения опасных ситуаций, угрожающих целостности и безопасности МН и безопасности окружающей среды;

регулярные осмотры и обследования всех сооружений с применением технических средств с целью определения их технического состояния.

Техническое обслуживание линейной части МН должно проводиться ЛЭС и специализированными организациями, имеющими лицензию на проведение соответствующих работ.

2.2 Нефтеперекачивающие станции нпс

Нефтеперекачивающие (насосные) станции подразделяются на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). Головная нефтеперекачивающая предназначается для приема нефти с установок её подготовки на промысле или из других источников и последующей закачки нефти в магистральный нефтепровод. Промежуточные станции обеспечивают поддержание в трубопроводе напора, достаточного для дальнейшей перекачки.

Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС, можно условно подразделить на две группы: первую - объекты основного (технологического) назначения и вторую - объекты вспомогательного и подсобно-хозяйственного назначения. К объектам первой группы относятся: резервуарный парк; подпорная насосная; узел учёта нефти с фильтрами; магистральная насосная; узел урегулирования давления и узлы с предохранительными устройствами; камеры пуска и приёма очистных устройств; технологические трубопроводы с запорной арматурой.

К объектам второй группы относятся: понижающая электроподстанция с распределительными устройствами; комплекс сооружений, обеспечивающих водоснабжение станции; комплекс сооружений по отводу промышленных и бытовых стоков; котельная с тепловыми сетями; инженерно-лабораторный корпус; пожарное депо; узел связи; механические мастерские; мастерские ремонта и накладки контрольно-измерительных приборов (КИП); гараж; складские помещения; административно-хозяйственный блок и т.д.

2.3 Головная нефтеперекачивающая станция

Комплекс сооружений, расположенный в начале магистрального нефтепровода или его отдельного эксплуатационного участка и предназначенный для накопления и перекачки по трубопроводу нефти и нефтепродуктов.

В состав головной нефтеперекачивающей станции входят: насосные станции (основная и подпорная), резервуарный парк, сеть технологических трубопроводов, электроподстанция, котельная, объекты водоснабжения и канализации, подсобные и административные здания, культурно-бытовые объекты и др. Насосные станции оборудуют центробежными насосами с подачей до 12500 м3/ч. Количество насосов на основной станции 3-4, один из них -- резервный. Соединение насосов, как правило, последовательное. В качестве привода преимущественно применяются электродвигатели мощностью до 8000 кВт. Насосы подпорной станции создают дополнительное давление на входе основных насосов, необходимое для их бескавитационной работы. Резервуарный парк головной нефтеперекачивающей станции включает металлические и железобетонные резервуары с единичным объёмом 50 000 м3. Вместимость парка зависит от объёма перекачки, а при последовательном её характере от числа циклов.

Технологические трубопроводы головной нефтеперекачивающей станции оборудуются переключающими, предохранительными и регулирующими устройствами, обеспечивающими приём нефти и нефтепродуктов, очистку их от механических примесей, замер и учёт их количества, защиту трубопроводов и резервуарного парка от повышения давления, регулирование давления на выходе станции, периодический запуск специальных устройств для очистки внутренней полости трубопровода. Схема технологических трубопроводов обеспечивает работу насосов в любых сочетаниях, а также возможность прямой, обратной и внутристанционной перекачки.

Головная нефтеперекачивающая станция при последовательной перекачке нефтепродуктов оборудуется специальной лабораторией по контролю качества нефтепродуктов и приборами для быстрого и точного определения концентрации одного нефтепродукта в другом. Головная нефтеперекачивающая станция трубопровода, по которому перекачивают подогретые нефти, снабжается подогревательными устройствами (печами, теплообменниками). При сооружении магистральных трубопроводов применяются блочно-комплектные насосные станции, включающие набор отдельных блоков технологического, энергетического и вспомогательно-функционального назначения, а также общее укрытие для магистральных насосных агрегатов с узлами обвязки их трубопроводами и другими коммуникациями. Технологическое оборудование, аппаратура, контрольно-измерительные приборы размещаются в блок-боксах, монтажных блоках и блок-контейнерах, которые изготовляют и собирают в заводских условиях, а затем в готовом виде транспортируют к месту строительства.

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: приём и учёт нефти; краткосрочное хранение нефти в резервуарах; внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар); закачка нефти в магистральный трубопровод; пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств. На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов.

Рис. 2.2 Технологическая схема ГНПС: 1.подпорная насосная, 2.площадка фильтров и счетчиков, 3. Основная насосная, 4. Площадка регуляторов,5. Площадка пуска скребков, 6. Резервуарный парк.

Технологической схемой НПС называют безмасштабный рисунок, на котором представлена схема размеще-ния ее объектов, а также внутристанционных коммуни-каций (технологических трубопроводов) с указанием ди-аметров и направлений потоков.

Сооружения НПС могут быть разделены на две груп-пы: производственного и вспомогательного назначения. К объектам первой группы относятся: подпорная на-сосная, магистральная насосная, резервуарный парк, площадка фильтров-грязеуловителей, технологические трубопроводы, узлы учета, узел регуляторов давления, камеры приема и пуска средств очистки и диагностики, совмещенные с узлом подключения к магистральному трубопроводу, узел предохранительных устройств, ем-кость сбора утечек с погруженным насосом.

Объектами второй группы являются: системы энерго-, водо- и теплоснабжения, водоотведения, автоматики, те-лемеханики, узел связи, лаборатория, мех мастерские, пожарное депо, гараж, административное здание и т.д.

Принципиальная технологическая схема головной НПС магистрального нефтепровода приведена на рисун-ке ниже. Нефть с промысла поступает на станцию через фильтры-грязеуловители, узел предохранительных уст-ройств, узел учета и направляется в резервуарный парк. Здесь осуществляется ее отстаивание от воды и мехпри- месей, а также замер количества. Для откачки нефти из резервуаров используется подпорная насосная. Из нее через узел учета нефть направляется в магистральную насосную, а затем через узел регуляторов давления и камеру пуска средств очистки и диагностики - в магист-ральный нефтепровод.

Принципиальная технологическая схема головной нефтеперекачивающей станции

I - камера приема средств очистки и диагностики; II - площадка фильтров-грязеуловителей; III - узел предохранительных устройств; IV, VII - узел учета; V - резервуарный парк; VI - подпорная насосная; VIII - магистральная насосная; IX - узел регуляторов давления; X - камера пуска средств очистки и диагностики; XI - емкость сбора утечек с погружным насосом; XII - байпасная (обводная) линия

Для очистки полости трубопровода от парафина, смол, мехпримесей, воды из камеры X периодически произво-дится запуск очистных устройств (скребков). Из нее же в трубопровод вводятся средства диагностики состояния его стенки.

Периодически возникает необходимость во внутри- станционных перекачках: при зачистке резервуаров, при их освобождении перед диагностикой и ремонтом, при компаундировании (приготовление нефтяных смесей с требуемыми свойствами) и т.д.

Таким образом, технологическая схема головной НПС позволяет выполнять следующие основные операции:

прием нефти с промыслов;
ее оперативный и коммерческий учет;
хранение нефти;
запуск очистных и диагностических устройств;
внутристанционные перекачки.

Принципиальная технологическая схема промежуточ-ной НПС магистрального нефтепровода приведена на ри-сунке ниже. Она отличается от изображенной на рисунке выше тем, что не содержит узлов учета, резервуарного парка и подпорной насосной. Соответственно, на таких НПС не выполняются операции учета и хранения нефти.

Принципиальная технологическая схема промежуточной нефтеперекачивающей станции

I - камера приема средств очистки и диагностики; II - площадка фильтров-грязеуловителей; III - узел предохранительных устройств; IV - емкость для сброса ударной волны; V - емкость сбора утечек с погружным насосом; VI - магистральная насосная; VII - узел регуляторов давления; VIII - камера пуска средств очистки и диагностики

Необходимо подчеркнуть, что такой состав сооруже-ний промежуточных НПС имеет место только при систе-ме перекачки «из насоса в насос», если: а) они не распо-ложены на границе эксплуатационных участков (и по-этому не являются для них головными); б) на них не производятся операции приема нефти с близлежащих месторождений.

Рассмотрим элементы технологической схемы. Узел подключения НПС к магистральному трубопроводу (первый рисунок) состоит из камер приема и пуска очистных и диагностических устройств, а также байпасной (обвод-ной) линии. В период между очистками задвижки I, II, IV, VI, VII закрыты, а задвижки III, V открыты. Поток нефти из предшествующего участка трубопровода через задвижку V поступает во всасывающую линию НПС, а из нагнетательной линии — через задвижку III в следующий участок трубопровода. При проведении очистки предше-ствующего участка трубопровода, после того как скре-бок пройдет линейный сигнализатор, открываются зад-вижки VI, VII и закрывается задвижка V. После того как скребок окажется в приемной камере, задвижка V открывается, а задвижки VI, VII закрываются. Далее нефть из приемной камеры самотеком сливается в под-земную дренажную емкость ЕП, концевой затвор прием-ной камеры открывается, и скребок извлекается из нее, а концевой затвор закрывается.

При необходимости очистки последующего участка трубопровода сначала при закрытых задвижках I, II от-крывается концевой затвор камеры, и в нее запассовывается скребок. Далее после закрытия концевого затвора открываются задвижки I, II, закрывается задвижка III, и скребок входит в очищаемый участок трубопровода.

При неработающей НПС открыты только задвижки III, IV, V, и поток нефти из предшествующего участка направляется в последующий, минуя станцию.

Площадка фильтров-грязеуловителей располагается на входе в НПС. Фильтры-грязеуловители предназначе-ны для улавливания крупных механических частиц, по-ступающих из магистрального (или подводящего) трубо-провода. Количество параллельно включенных фильтров выбирается таким образом, чтобы по мере засорения од-них можно было включить в работу другие. О работоспо-собности фильтров судят по разнице давлений на входе и выходе из них. При увеличении перепада давлений до величины более 0,05 МПа (что свидетельствует об их за-грязнении) или уменьшении до величины менее 0,03 МПа (свидетельствует о повреждении фильтрующего элемен-та) производится переключение на резервный фильтр.

Узел предохранительных устройств служит для предохранения приемного коллектора технологических трубопроводов НПС от чрезмерных давлений на приеме станции, возникающих при ее внезапных отключени-ях. В качестве предохранительных устройств использу-ются либо система сглаживания волн давления, либо предохранительные сбросные клапаны. Сброс избыточ-ного давления производится в безнапорные технологи-ческие емкости. Принцип работы предохранительных устройств будет рассмотрен ниже.

Узел учета нефти состоит из нескольких параллель-ных линий, каждая из которых включает следующие элементы: отсекающие задвижки, манометры, фильтры, струевыпрямитель, счетчик, термометр, отводы к конт-рольному счетчику или пруверу, контрольный кран. Повышение точности замера расхода достигается допол-нительной очисткой нефти в фильтре, уменьшением тур-булентности потока в струевыпрямителе (представляющем собой пучок параллельных трубок малого диаметра, по-мещенных в основную трубу), а также внесением тем-пературной поправки на основе показаний термометра.

В зависимости от количества трубопроводов, подклю-ченных к резервуарам, различают однопроводную и двух-проводную (рисунок ниже) технологические схемы. В первом случае для приема и отпуска нефти используется один и тот же Трубопровод, во втором — разные. Для снижения скорости закачки нефти резервуары могут иметь несколь-ко приемо-сдаточных патрубков.

Возможные схемы обвязки резервуаров

а - для головных и промежуточных станций; б - для головных станций; I-IV - номера резервуаров

Соединение насосов на НПС может быть параллель-ным, последовательным или комбинированным. При па-раллельном включении (рисунок ниже) насосы имеют общие всасывающий и нагнетательный коллекторы. Поэтому напор группы насосов равен напору одного из них, а по-дача увеличивается в число раз, равное количеству рабо-тающих насосов. При последовательном включении (рисунок ниже) нефть проходит один насос за другим, полу-чая в каждом из них приращение напора. Для предот-вращения работы насосов самих на себя их всасывающая и нагнетательная линии разделены обратным клапаном, который пропускает поток, двигающийся слева направо, но закрывается для потока, двигающегося в обратную сторону.

На современных нефте- и нефтепродуктопроводах параллельное включение чаще применяется для подпор-ных насосов, а последовательное - для магистральных. Нередко встречается комбинированное (последовательно-параллельное) соединение насосов (рисунок ниже).

Возможные схемы соединения насосов на НПС

а - параллельное; б - последовательное; в - комбинированное (параллельно-последовательное)

Обвязка насосов должна обеспечивать работу НПС при выводе в резерв любого из насосных агрегатов станции.

Обратный клапан устанавливается также после по-следнего по ходу магистрального насоса. Делается это для защиты магистральной насосной от гидравлических уда-ров в последующем участке трубопровода.

Узел регуляторов давления служит для установле-ния требуемого начального давления в обслуживаемом участке трубопровода.

Все перечисленные объекты соединяются технологи-ческими трубопроводами. На НПС они служат для вы-полнения всех технологических операций с поступающей, хранящейся и откачиваемой нефтью. Границы техноло-гических трубопроводов определяются входными и вы-ходными задвижками НПС.

На технологических схемах указывают диаметры тру-бопровода и направление движения нефти.

НПС или нефтеперекачивающая станция – это комплекс различного рода оборудования и сооружений, главным предназначением которого является создание (при помощи насосов) в нефтепроводе давления для перекачки нефти от нефтепромыслов или НПЗ до конечной точки. В самом начале нефтепровода находиться ГНПС (головная нефтеперекачивающая станция), назначение этого объекта — принимать подготовленную нефть с промысла или нефтепродукт с заводов. Нефть приходит на ГНПС с мест добычи, проходит через систему фильтров и поступает в резервуары. Оттуда начинается транспортировка по основной магистрали. Большинство НПС в Российской Федерации принадлежат ПАО «Транснефть».

ППС — Промежуточные нефтеперекачивающие станции, на нефтепроводе они размещаются через определенные расстояния (от 50 до 200 км), которые зависят от разных факторов: физических свойств нефти (в первую очередь — вязкости), заданного расхода нефти (т.е. какое количество необходимо перекачивать за определенную единицу времени), диаметра нефтепровода, характеристики применяемых насосов и других условий. Текущая нефть преодолевает силу трения стенки трубы. Давление в нефтепроводе постепенно снижается, а на НПС оно снова повышается до параметров, которых будет достаточно для продолжения перекачки нефти до следующей станции.

Нефтепродуктоперекачивающая станция – перекачивает готовый нефтепродукт с заводов до мест потребления. Ее состав и назначение такие же как НПС.

Основное и вспомогательное оборудование НПС

В состав нефтеперекачивающей станции входит различное оборудование, которое условно делят на две группы: основное и вспомогательное.

Основное или технологическое оборудование НПС

резервуарный парк (РП);
узел фильтров — грязеуловителей;
магистральная насосная (МНС);
подпорная насосная;
система сглаживания волн давления (или ССВД, которая ставиться только на ППС);
технологические нефтепроводы и запорно-регулирующая арматура;
регуляторы давления;
КПП СОД (камеры пуска и приема средств очистки и диагностики).

Подсобно – хозяйственное или вспомогательное оборудование НПС

система водоснабжения;
узел связи;
административно — хозяйственные здания;
системы отвода стоков (бытовых и промышленных);
ремонтные и механические мастерские;
пожарное депо;
понижающая трансформаторная;
котельная;
склады;
гаражи и т.д.

Схема работы НПС

Оборудование ГНПС предназначено для выполнения следующих операций: нефть выкачивается из резервуарного парка (с помощью подпорных насосов) и проходит через сеть узлов учета. При прохождении через них определяется оптимальное количество нефти, которое должно попасть в магистраль, чтобы процесс перекачивания не был нарушен. При выходе из насосной станции нефть следует очистить от различного рода загрязнений. Для этого предназначен такой элемент как фильтры-грязеуловители.

После очистки нефть оказывается в узле предохранительных устройств. По сути, это заключительный этап перед ее попаданием непосредственно в магистраль. Проходя через этот узел, определяются показатели давления, если они выше предельно допустимых значений, то излишки нефти возвращаются обратно в резервуары, а нужное количество отправляется по магистрали.

Повышение давления потока нефти в магистральном нефтепроводе, для дальнейшей транспортировки осуществляется на промежуточных нефтеперекачивающих станциях (ППС). В состав промежуточных НПС может входить резервуарный парк или станция может быть без РП. Есть разные способы работы нефтеперекачивающих станций, выбор режима работы зависит от наличия в составе НПС резервуаров.

Если нефтеперекачивающая станция не имеет в своем составе резервуарного парка, то такой режим работы называется «из насоса — в насос» (т.е. предыдущий участок нефтепровода своим концом входит (подключается) напрямую во всасывающую линию насоса следующей станции);
Если в составе станции есть резервуарный парк, то перекачка жидкости производится через резервуары.

На НПС также устанавливаются камеры приема и пуска средств очистки и диагностики, которые используются для запуска и извлечения средств очистки стен трубопровода от загрязнений (парафиновых отложений), а также диагностических приборов, которые выявляю дефекты трубы. Система регулирования давления при избыточном давлении сбрасывает излишки нефти в специальный накопительный коллектор. ССВД (системы сглаживания волн давления), назначение этой системы — защита нефтепровода от гидравлических ударов, которые могут возникнуть во время аварийных остановок.

Нефтеперекачивающие насосы и электроприводы НПС

В качестве основного оборудования нефтеперекачивающих станций используются:

нефтеперекачивающие насосы различного уровня (высоконапорные или низконапорные);
электроприводы.

Типы нефтеперекачивающих насосов и их применение

Что касается нефтеперекачивающих насосов, то они должны быть, прежде всего, высокопроизводительными (особенно если дело касается длинных нефтепроводных магистралей). Наиболее эффективно использование высоконапорных нефтеперекачивающих насосов. Объясняется это тем, что для более быстрого процесса перекачивания нефти давление внутри трубопровода должно быть как можно более высоким.

Насосы устанавливается в магистральной насосной, они могут соединятся параллельно или последовательно.

Низконапорные нефтеперекачивающие насосы могут использоваться в нефтепроводах средней и малой протяженности. Кроме того, их можно использовать в магистральном трубопроводе, однако только в качестве подпорных насосов (через который нефть попадает в резервуарный парк).

Приводы как элемент основного оборудования

В качестве приводов используются электрические двигатели. Поскольку их мощность должны быть как можно большей (для управления работой высоконапорных нефтеперекачивающих насосов), для обеспечения функционирования таких двигателей нужно наличие высоковольтной электросети.

Крупнейшие нефтяные компании (например, «Транснефть») устанавливают приводы в тех же помещениях, что и нефтеперекачивающие магистральные насосы. Это объясняется, прежде всего, тем, что, во-первых, тратится меньше средств на дополнительное оборудования, а во-вторых, такая система является более безопасной в плане эксплуатации. Иногда в целях пожарной безопасности здание насосной разделяется особой (брандмауэрной) стенкой на два зала

Вспомогательные системы НПС

К вспомогательным системам нефтеперекачивающих станций относится различного рода вспомогательные устройства – маслосистема, система вентиляции. Кроме того, сюда же относят комплекс устройств, обеспечивающих безопасное использование НПС.

Важность обеспечения НПС качественной системой вентиляции.

Обеспечение нормальной работы насосной нефтеперекачивающей станции не может осуществляться без хорошей вентиляции. В непосредственной близости от трубопровода воздух обладает повышенной влажностью. Кроме того, здесь же могут образоваться достаточно опасные для оборудования и работников пары нефти. Чтобы отвести их от системы, необходимо организовать подходящую вентиляционную систему. Кроме того, не менее важным является система пожаротушения и водоотведения.

Также к вспомогательному оборудованию относят и систему автономного обеспечения электроэнергией НПС. При отключении электроэнергии происходит экстренное переключение на автономную систему, благодаря чему производственный процесс не останавливается.

Сооружение нефтеперекачивающей станции

Сооружение нефтеперекачивающих станций – это комплекс работ, проводимых в несколько последовательных этапов:

подготовительный;
начальный;
основной.

Начальные этапы и их особенности

Первый этап является, скорее, организационным. На нем рассматривается и утверждается проект будущего нефтепровода, расположения на нем НПС. Кроме того, здесь же готовится основная документация, определяются сроки и особенности строительства. При составлении проекта необходимо учитывать, прежде всего, такие параметры как длина трубопровода, особенности геологического состояния окружающей среды т.д.

На втором этапе начинается строительство подземных объектов. Копаются траншеи, прокладывается трубопровод, а также устанавливаются его составные элементы (которые, в свою очередь, являются элементами и нефтеперекачивающей станции).

Основной этап возведения НПС

Третий этап включается в себя возведение надземных зданий и сооружений. По сути, применительно к сооружению НПС этот этап является основным. Именно на нем после строительства здания осуществляется установка насосного оборудования, электроприводов, прочих сопутствующих элементов.

Перед строительством здания понадобится определиться с тем, какие приборы возможно будет установить внизу (чаще всего такие сооружения оборудованы, помимо основного помещения, подвальным). Это позволит несколько сократить сроки строительства.

Завершение строительства

После окончания строительства перед запуском НПС понадобится провести гидравлические и прочие испытания трубопроводов и резервуаров. Благодаря этому, можно предварительно выявить наличие недостатков и оперативно их исправить.