- •Предисловие
- •1. Роль нефти и газа в жизни человека
- •1.1. Современное состояние и перспективы развития энергетики
- •2. Краткая история применения нефти и газа
- •3. Нефть и газ на карте мира
- •3.1. Динамика роста мировой нефтегазодобычи
- •3.3. Месторождения-гиганты
- •4. Нефтяная и газовая
- •промышленность России
- •5. Основы нефтегазопромысловой геологии
- •5.4. Состав нефти и газа
- •5.5. Происхождение нефти
- •5.6. Происхождение газа
- •6. Бурение нефтяных и газовых скважин
- •6.1. Краткая история развития бурения
- •6.4. Буровые установки, оборудование и инструмент
- •6.5. Цикл строительства скважины
- •б.б. Промывка скважин
- •6.7. Осложнения, возникающие при бурении
- •6.8. Наклонно направленные скважины
- •6.9. Сверхглубокие скважины
- •6.10. Бурение скважин на море
- •7. Добыча нефти и газа
- •7.1. Краткая история развития нефтегазодобычи
- •7.2. Физика продуктивного пласта
- •7.3. Этапы добычи нефти и газа
- •7.4. Разработка нефтяных и газовых месторождений
- •7.5. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин
- •7.8. Установка комплексной подготовки нефти
- •7.9. Системы промыслового сбора природного газа
- •7.10. Промысловая подготовка газа
- •7.11. Система подготовки и закачки воды в продуктивные пласты
- •7.12. Защита промысловых трубопроводов и оборудования от коррозии
- •7.14. Проектирование разработки месторождений
- •8.2. Продукты переработки нефти
- •8.3. Основные этапы нефтепереработки
- •8.4. Типы нефтеперерабатывающих заводов
- •8.5. Современное состояние нефтепереработки
- •9.1. Исходное сырье и продукты переработки газов
- •9.3. Отбензинивание газов
- •9.4. Газофракционирующие установки
- •Ю. Химическая переработка углеводородного сырья
- •10.1. Краткие сведения
- •10.2. Основные продукты нефтехимии
- •11. Способы транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа
- •11.1. Краткая история развития способов транспорта энергоносителей
- •11.2. Современные способы транспортирования нефти, нефтепродуктов и газа
- •11.3. Область применения
- •различных видов транспорта
- •12.1. Развитие нефтепроводного транспорта в России
- •12.3. Классификация нефтепроводов
- •12.4. Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода
- •12.5. Трубы для магистральных нефтепроводов
- •12.8. Насосно-силовое оборудование
- •12.9. Резервуары и резервуарные парки
- •12.10. Оборудование резервуаров
- •12.11. Системы перекачки
- •12.12. Перекачка высоковязких
- •13.1. Развитие нефтепродуктопроводного транспорта в России
- •13.3. Краткая характеристика нефтепродуктопроводов
- •13.4. Особенности трубопроводного транспорта нефтепродуктов
- •14. Хранение и распределение нефтепродуктов
- •14.1. Краткая история развития нефтебаз
- •14.2. Классификация нефтебаз
- •14.3. Операции, проводимые на нефтебазах
- •14.4. Объекты нефтебаз и их размещение
- •14.5. Резервуары нефтебаз
- •14.6. Насосы и насосные станции нефтебаз
- •14.8. Нефтяные гавани, причалы и пирсы
- •14.9. Установки налива автомобильных цистерн
- •14.10. Подземное хранение нефтепродуктов
- •14.11. Автозаправочные станции
- •15. Трубопроводный транспорт газа
- •15.1. Развитие трубопроводного транспорта газа
- •15.2. Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта
- •15.3. Классификация магистральных газопроводов
- •15.4. Основные объекты и сооружения магистрального газопровода
- •15.5. Газоперекачивающие агрегаты
- •15.6. Аппараты для охлаждения газа
- •15.7. Особенности трубопроводного транспорта сжиженных газов
- •16. Хранение и распределение
- •16.1. Неравномерность газопотребления и методы ее компенсации
- •16.2. Хранение газа в газгольдерах
- •16.3. Подземные газохранилища
- •16.4. Газораспределительные сети
- •16.5. Газорегуляторные пункты
- •16.6. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции
- •16.7. Использование сжиженных углеводородных газов в системе газоснабжения
- •16.8. Хранилища сжиженных углеводородных газов
- •17. Трубопроводный транспорт твердых и сыпучих материалов
- •17.1. Пневмотранспорт
- •17.2. Контейнерный транспорт
- •17.3. Гидротранспорт
- •18.1. Проектирование магистральных трубопроводов
- •18.2. Особенности проектирования нефтебаз
- •18.3. Использование ЭВМ при проектировании трубопроводов и хранилищ
- •19. Сооружение трубопроводов
- •19.2. Состав работ, выполняемых при строительстве линейной части трубопроводов
- •19.3. Сооружение линейной части трубопроводов
- •19.5. Строительство морских трубопроводов
- •20.1. Состав работ, выполняемых при сооружении насосных и компрессорных станций
- •20.2. Общестроительные работы на перекачивающих станциях
- •20.3. Специальные строительные работы при сооружении НС и КС
- •Основные понятия и определения
- •Список литературы
- •Предметно-алфавитный указатель
- •Указатель рисунков
- •Указатель таблиц
- •Приложение.
лов «Лило-1» и «Лило-2». Установка «Лило-1» действует с 1971 г. и слу жит для доставки щебня, гравия и песка из карьера на бетонный завод на расстояние 2,2 км. Установка включает устройства загрузки контейне ров и их ввода в трубопровод, сам трубопровод диаметром 1000 мм, а так же устройство выгрузки контейнеров и их возврата на начальный пункт. Годовой объем перевозок составляет 640 тыс. т. Установка «Лило-2» пу щена в 1980 г. По трубопроводу диаметром 1200 мм и длиной 17,5 км транспортируются щебень и песбк на завод железобетонных конструк ций. Грузы перевозятся в контейнерах на колесном ходу, объединенных в поезда из 8 вагонов-контейнеров. За один рейс состав перевозит 40 т грузов. Для его движения со скоростью 40 км/ч достаточно избыточно го давления 6 кПа.
Кроме того, системы КПТ эксплуатируются в г. Волоколамске Мос ковской области (8 млн т щебня и песка в год на расстояние 3 км), в г. Дзер жинске Горьковской области (песок по трубопроводу диаметром 1220 мм на расстояние 7 км) и другие. Институтом ВНИПИтраснпрогресс подго товлено технико-экономическое обоснование строительства еще 12 сис тем контейнерного пневмотранспорта.
17.3. Гидротранспорт
Сущность данной технологии состоит в том, что транспорти руемые материалы (уголь, руда и т. д.) перекачиваются в потоке жидко го носителя, в основном, воды. Гидротранспорт твердых и сыпучих мате риалов получил наибольшее распространение и, видимо, будет основным в их перевозках на большие расстояния в будущем.
Хотя технология транспорта угольной пульпы по трубопроводам была запатентована еще в девяностые годы прошлого века, первый угле провод длиной 27 км был построен в 1944 году (СШ А). Сейчас в различ ных странах мира эксплуатируется свыше 100 трубопроводов, по которым осуществляется гидротранспорт каменного угля, железного и медного концентрата, известняка, фосфатов и других грузов. О динамике строи тельства пульпопроводов можно судить по данным табл. 17.1.
В1978 г. объем трубопроводного транспорта угля и руды за рубе жом составил 12, а в последующие два года достиг 50 млн т. В ближайшие годы этот объем может возрасти до 300 млн т.
Внашей стране по трубопроводам транспортируется свыше 80 мли т угля в год. С 1966 г. в Кузбассе эксплуатируется 2 трубопровода длиной по 10 км для транспорта кускового угля от гидрошахт «Инская»
и «Юбилейная». Действуют трубопроводы для транспорта железноруд ного концентрата, в числе которых концентратопровод Лебединский гор но-обогатительный комбинат — Оскольский электрометаллургический комбинат длиной 26 км.
Таблица 17.1 — Характеристика некоторых действую щ их пульпопроводов
|
|
|
|
Пропускная |
Год ввода |
|
Транспортируемый |
Страна |
Длина, |
Диаметр, |
способность, |
в эксплуата |
|
материал |
|
км |
мм |
млн т/г |
цию |
|
|
США |
175 |
254 |
1,3 |
1957 |
|
|
США |
440 |
457 |
4,8 |
1970 |
|
Каменный уголь |
США |
1670 |
965 |
25,0 |
1979 |
|
|
США |
288 |
558 |
10,0 |
1979 |
|
|
США |
119 |
305 |
2,8 |
1980 |
|
|
США |
35 |
229 |
2,5 |
1967 |
|
Железный |
Мексика |
43 |
203 |
1,8 |
1974 |
|
Аргентина |
32 |
203 |
2,1 |
1976 |
||
концентрат |
||||||
|
Мексика |
27 |
203 |
1,5 |
1975 |
|
|
Бразилия |
387 |
503 |
12,0 |
1977 |
|
Медный |
Индонезия |
111 |
100 |
0,3 |
1972 |
|
концентрат |
США |
18 |
100 |
0,4 |
1974 |
|
|
Тринидад |
10 |
203 |
0,6 |
1959 |
|
Известняк |
Великобритания |
92 |
254 |
1.7 |
1964 |
|
|
США |
27 |
177 |
1.5 |
1971 |
На Норильском горно-металлургическом комбинате эксплуатиру ется трубопроводная система для транспортирования концентрата по лиметаллических руд. Трубопроводы широко применяются для гидро транспорта отходов обогащения горно-обогатительных комбинатов, для золОшлакоудаления на тепловых электростанциях, для перемещения огромных масс грунта при строительстве гидротехнических сооружений.
Такой транспорт снижает себестоимость перевозок по сравнению с ленточными конвейерами в 1,5...2 раза, с железнодорожными перевозка ми на короткие расстояния—в 2,5...4 раза, с автотранспортом—в 6...8 раз.
Одним из главных факторов, влияющих на выбор диаметра трубо провода и концентрации твердых материалов в пульпе, является их плот ность. В табл. 17.2 приведены рекомендуемые параметры пульпы, полу чаемой из ряда материалов.
Таблица 17.2 — Рекомендуемы е параметры пульпы
Материал |
Плотность, |
Максимальный размер |
Средняя весовая |
концентрация твердых |
|||
|
кг/м3 |
твердых частиц, мм |
частиц в пульпе, % |
Каменный уголь |
1,4' |
2,2 |
50 |
Известняк |
2,7 |
0,3 |
70 |
Медный концентрат |
4,3 |
0,23 |
55 |
Железный концентрат |
5,0 |
0,15 |
60 |
При соблюдении указанных рекомендаций и скорости перекачки около 1,5...2,0 м /с пульпа находится практически в гомогенном состоя нии. Дальнейшее увеличение скорости ограничивается усилением абра зивного износа труб.
Как уже отмечалось, традиционно в качестве жидкого носителя ис пользуется вода.
Впоследние годы обсуждается вопрос о выборе новых видов носите лей, что связано с дефицитом воды в районах добычи минерального сы рья, необходимостью ее последующей очистки и осушки транспортируе мых материалов. Для устранения этих недостатков рекомендуются раз личные решения. Так, в США предложено использовать в качестве но сителя природные воды с большим содержанием солей, непригодные для использования в быту, например, морскую воду, засоленные грунто вые воды и т. п., предварительно повысив в них концентрацию солей с та ким расчетом, чтобы носитель имел плотность 1,025... 1,2 кг/м3. Благодаря тому что плотности носителя и частиц станут более близки, осаждение транспортируемого материала будет затруднено.
ВАвстралии разработана технология транспортировки угля совмест но с водой, маслом и небольшим количеством присадок. Перед смешени ем уголь размалывают. Достоинством этой технологии является то, что
впроцессе последующего движения по трубопроводу вода вымывает по роду, а уголь с маслом и присадками образует гранулы. Теплотворная спо собность гранулированного угля на 20 % выше, чем негранулированного.
Обсуждается вопрос об использовании в качестве носителей таких жидкостей, как нефть, метанол, сжиженный нефтяной газ и водо-нефтя ные смеси. Теплотворная способность угля, транспортируемого в потоке нефти, существенно увеличивается, а устойчивость пульпы вследствие более высокой вязкости носителя возрастает. Отметим, что метанол мо жет быть получен непосредственно из самого же угля.
Стем чтобы исключить затраты на отделение носителя, в Англии угольный порошок транспортируют в смеси с 50% топливного мазута. Смесь подается к паровым котлам, где сжигается с распылением в фор сунках. В СШ А для аналогичных целей используется смесь, состоящая
из 50% угля, до 40% мазута и Ю...20% воды. Ультразвуковая обработка смеси предотвращает выпадение осадка.
Другое направление совершенствования технологии гидротранспор та—это поиск новых материалов и конструкций труб, способных сокра тить абразивный износ оборудования и внутренней поверхности трубо провода. С этой целью используются закаленная сталь и трубы из полиэ тилена низкого давления или металлические с различными покрытиями.
Наиболее прогрессивные технические решения планируется исполь зовать и при расширении сети пульпопроводов в нашей стране. В 1985 г. выполнены разработки, обосновывающие целесообразность строитель ства углепровода Кузбасс—Урал —Поволжье —Центр протяженностью 3000 км, диаметром 1420 мм с 32 насосными станциями.
Согласно проекту предусматривается технология приготовления, транспортирования и прямого сжигания,в котлах электростанций нового вида жидкого топлива—водоугольной суспензии, содержащ ей около 70% по массе тонкоизмельченного угля с химическими добавками, обеспечи вающими достаточную текучесть и длительную стабильность суспензии. При такой технологии требуется меньшее количество воды, упрощает ся перекачка суспензии по разветвленным трубопроводам, допускается ввод системы на неполную производительность и регулирование сезон ной производительности аналогично нефтепроводам. Кроме того, умень шается абразивный износ оборудования, упрощается аккумулирование и хранение суспензии, уменьшаются вредные выбросы в атмосферу при сжигании.
Для отработки указанной технологии предназначен опытно-промыш ленный углепровод Белово—Новосибирск протяженностью 260 км.