У підручнику подані теоретичні основи трубопровідного транспорту нафти і нафтопродуктів, методи технологічного проектування та експлуатації магістральних нафтопроводів і нафтопродуктопроводів. Підручник містить характеристику інфраструктури системи нафтопостачання України, фізичні властивості нафти і нафтопродуктів, методи технологічного розрахунку нафтопроводів, характеристику насосного обладнання та методи проектування і експлуатації нафтоперекачувальних станцій, технологічні основи зберігання нафти і нафтопродуктів в резервуарах, теоретичні основи послідовного перекачування різносортних рідин та перекачування високов'язких рідин з підігрівом. Наведені в підручнику алгоритми розрахунків передбачають використання обчислювальної техніки. Підручник призначений для студентів спеціальності "Газонафтопроводи та газонафтосховища" при вивченні дисциплін "Трубопровідний транспорт нафти і нафтопродуктів", "Проектування та експлуатація нафтопроводів" і "Проектування та експлуатація насосних станцій". Він може бути корисний фахівцям, що здійснюють проектування та експлуатацію нафтопроводів і нафтопродуктопроводів. ЗМІСТ ВСТУП З Розділ 1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МАГІСТРАЛЬНІ ТРУБОПРОВОДИ Т ПОРЯДОК ЇХ ПРОЕКТУВАННЯ 6 1.1 Розвиток трубопровідного транспорту нафти і нафтопродуктів в Україні 6 1.2 Схема руху нафти від промислу до споживача 13 1.3 Класифікація трубопроводів 15 1.4 Короткі попередні відомості про магістральні трубопроводи 17 1.5 Проектування магістральних трубопроводів 21 1.5.1, Порядок проектування магістральних трубопроводів 21 1.5.2 Мета і завдання вишукування траси і майданчиків під станції 25 1.5.3 Методи автоматизованого проектування систем трубопровідного транспорту 33 Розділ 2 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАФТИ І НАФТОПРОДУКТІВ 38 2.1 Густина 38 2.2 В'язкість , 41 2.3 Випаровування нафтопродуктів 46 2.4 Фракційний склад 48 2.5 Вогнебезпечність і вибуховість 48 2.6 Гранично допустимі концентрації парів нафто- продуктів у атмосферному повітрі 51 2.7 Температура застигання 52 2.8 Теплоємність 53 2.9 Теплопровідність 54 2.10 Октанове число 54 2.11 Цетанове число 55 2.і2 Вміст води, солей, механічних домішок, парафіну 55 2.13 Діелектричні властивості 56 Розділ З ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК МАГІСТРАЛЬНИХ НАФТОПРОВОДІВ 58 3.1 Зміст технологічного розрахунку магістральних нафтопроводів 58 3.2 Початкові дані для технологічного розрахунку нафтопроводів 59 3.2.1 Річний обсяг перекачування 59 3.2.2 Фізико-хімічні властивості транспортованої нафти 61 3.2.3 Температура грунту на глибині укладання трубопроводу 62 3.2.4 Механічні властивості матеріалу труб 63 3.2.5 Техніко-економічні показники 63 3.2.6 Стислий профіль траси 63 3.3 Розрахунок трубопроводів на міцність 65 3.3.1 Основні вимоги до газонафтопровідних труб 65 3.3.2 Напруження, що виникають в трубопроводі під час експлуатації 66 3.3.3 Визначення товщини стінки трубопроводу... 68 3.3.4 Трубопроводи із змінною товщиною стінки 73 3.4 Основні розрахункові формули для визначення втрат напору і коефіцієнта гідравлічного опору... 76 3.4.1 Коефіцієнт гідравлічного опору 78 3.4.2 Визначення коефіцієнта гідравлічного опору згідно з нормами технологічного проектування .. 81 3.5 Узагальнена формула Л.С. Лейбензона 82 3.6 Гідравлічний нахил в магістралі і на ділянках з лупінгами і вставками 85 3.7 Еквівалентні нафтопроводи 91 3.7.1 Нафтопроводи змінного діаметра 91 3.7.2 Паралельні нафтопроводи 93 3.8 Перевальна точка і розрахункова довжина нафтопроводу 95 3.9 Визначення кількості насосних станцій і необхідної довжини лупінга 98 З.1О Принципи оптимізації параметрів нафтопроводу 99 3.11 Вибір оптимальних параметрів нафтопроводу методом порівняння економічних показників конкуруючих варіантів 101 3.12 Гідравлічна характеристика трубопроводу 105 3.13 Рівняння балансу напорів і його використання для розрахунку режимів роботи трубопроводу.... 106 3.14 Визначення місця розташування насосних станцій на профілі траси трубопроводу 109 3.15 Розрахунок трубопроводів при заданому розміщенні насосних станцій 115 3.16 Розрахунок коротких трубопроводів 116 3.17 Методи збільшення пропускної здатності трубопроводів 117 3.17.1 Подвоєння кількості насосних станцій ….. 119 3.17.2 Прокладання додаткових лупінгів 120 3.17.3 Комбінований спосіб 121 Розділ 4 НАСОСНІ СТАНЦІЇ МАГІСТРАЛЬНИХ ТРУБОПРОВОДІВ 123 4.1 Основні терміни і визначення 123 4.2 Вибір майданчиків під насосні станції 125 4.3 Генеральний план насосної станції 127 4.4 Технологічна схема насосної станції 131 4.4.1 Вузол обліку кількості і контролю якості нафти або нафтопродуктів 132 4.4.2 Обв'язка підпірних і магістральних насосів 134 4.4.3 Обв'язка резервуарів 137 4.4.4 Вузол регулюючих пристроїв 138 4.4.5 Вузол запуску очисних пристроїв, роздільників та діагностичних пристроїв……. 139 4.4.6 Система згладжування хвиль тиску 140 4.5 Основне обладнання насосних станцій 141 4.5.1 Типи та основні параметри нафтових насосів згідно з державним стандартом 141 4.5.2 Основні конструктивні особливості нафтових насосів 146 4.5.3 Двигуни для привода нафтових насосів 156 4.5.4 Основні параметри роботи відцентрового насоса 159 4.5.5 Характеристики відцентрових насосів та їх математичні моделі 165 4.5.6 Спільна робота відцентрових насосів 169 4.6 Робота насосної станції на трубопровід 172 4.7 Вплив в'язкості рідини на режим роботи насоса (НС) і системи загалом 176 4.8 Методика перерахунку робочої зони напірної характеристики відцентрового насоса при зміні в'язкості нафти 179 4.9 Регулювання режимів роботи системи насосна станція - трубопровід 182 4.9.1 Регулювання зміною кількості працюючих насосів на НС 183 4.9.2 Регулювання зміною схеми роботи насосів на насосних станціях 183 4.9.3 Регулювання методом дроселювання на виході насосної станції 187 4.9.4 Регулювання методом перепускання частини потоку рідини по обвідній лінії (байпасування) 189 4.9.5 Регулювання шляхом обточування робочих коліс насосів 192 4.9.6 Регулювання зміною частоти обертання вала насосного агрегату 196 4.10 Нормативні вимоги до проектування насосного цеху та інших будівель НС 200 4.11 Система змащування насосних агрегатів НС 202 4.12 Розрахунок водяного маслоохолоджувача в системі змащування насосних агрегатів НС 207 4.13 Розрахунок апаратів повітряного охолодження в системі змащування насосних агрегатів НС 217 4.14 Система розвантажування та охолодження торцевих ущільнень нафтових насосів 225 4.14.1 Класифікація і конструктивні особливості ущільнень насосів 225 4.14.2 Принципи розрахунку торцевого ущільнення 227 4.14.3 Вибір матеріалів пар тертя торцевого ущільнення 230 4.14.4 Розрахунок втрат потужності в торцевому ущільненні 231 4.14.5 Груповіта індивідуальні системи розвантаження та охолодження торцевих ущільнень насосів 232 4.15 Нафтоперекачувальні станції в блочно- комплектному виконанні 235 4.16 Контроль та захист насосних агрегатів та НС 237 4.17 Запуск насосної станції за нормальних умов експлуатації 241 4.17.1 Підготовка НС до запуску 241 4.17.2 Запуск насосної станції 245 4.17.3 Планова зупинка насосної станції 250 4.17.4 Особливості запуску і зупинки насосної станції в зимовий період 251 4.17.5 Взаємозв'зок насосних станцій з іншими об'єктами 253 Розділ 5 РЕЗЕРВУАРНІ ПАРКИ НАСОСНИХ СТАНЦІЙ 255 5.1 Нормативні вимоги до об'ємів резервуарних парків насосних станцій 255 5.2 Вимоги до території резервуарних парків 258 5.3 Загальна характеристика резервуарів 266 5.4 Типові конструкції резервуарів зі стаціонарною покрівлею 271 5.5 Резервуари з плаваючою покрівлею 276 5.6 Горизонтальні резервуари 282 5.7 Обладнання резервуарів 284 Розділ 6 ПОСЛІДОВНЕ ПЕРЕКАЧУВАННЯ НАФТ І НАФТОПРОДУКТІВ 306 6.1 Суть методу послідовного перекачування нафт і нафтопродуктів 306 6.2 Основні поняття технології послідовного перекачування 308 6.3 Механізм утворення суміші при послідовному перекачуванні 310 6.4 Розподіл концентрації компонентів суміші по довжині зони змішування 313 6.5 Визначення об'єму суміші 317 6.6 Основні формули для визначення ефективного коефіцієнта змішування 319 6.7 Особливості гідравлічного розрахунку трубопроводів для послідовного перекачування нафтопродуктів 322 6.8 Технологія приймання суміші на кінцевому пункті нафтопродуктопроводу 326 6.9 Гранично допустимі концентрації одних нафтопродуктів в інших 329 6.10 Розрахунок розкладки суміші на кінцевому пункті нафтопродуктопроводу 332 6.11 Оптимальний варіант розділення суміші 335 6.12 Фактори, що впливають на змішування нафтопродуктів 336 6.12.1 Вплив режимів перекачування на змішування нафтопродуктів 336 6.12.2 Вплив зупинок перекачування на процес сумішоутворення 337 6.12.3 Вплив структури технологічної обв'язки ПС і лінійної частини трубопроводів на процес сумішоутворення нафтопродуктів 339 6.12.4 Вплив властивостей нафтопродуктів і об'ємів партій на кількість суміші при послідовному перекачуванні нафтопродуктів 341 6.13 Заходи щодо зменшення сумішоутворення нафтопродуктів 342 6.14 Застосування роздільників при послідовному перекачуванні . 343 6.14.1 Тверді роздільники . 344 6.14.2 Рідинні роздільники . 346 6.14.3 Напіврідкі роздільники .. 347 6.15 Питання економіки послідовного перекачування. Поняття про цикли послідовного перекачування 348 6.16 Контроль при послідовному перекачуванні нафтопродуктів. Методи і прилади контролю …….. 351 6.17 Розрахунок розгалужених нафтопро- дуктопроводів 354 6.17.1 Поняття про розгалужений нафто- продуктопровід 354 6.17.2 Типи розгалужених нафтопродуктопроводів і кількість можливих режимів їх роботи 357 6.17.3 Теоретичні основи гідравлічного розрахунку розгалужених нафтопродуктопроводів 359 6.17.4 Поняття про оптимізацію режимів роботи розгалуженого нафтопродуктопроводу 363 Розділ 7 ПЕРЕКАЧУВАННЯ ВИСОКОВ'ЯЗКИХ І ЗАСТИГАЮЧИХ НАФТ 365 7.1 Реологічні властивості високов'язких і застигаючих нафт 365 7.1.1 В'язкість ньютонівська 368 7.1.2 Пластична в'язкість 368 7.1.3 Ефективна в'язкість 368 7.1.4 Початкове напруження зсуву 369 7.1.5 Граничне динамічне напруження зсуву.... 369 7.2 Коротка характеристика способів перекачування високов'язких і застигаючих нафт 370 7.2.1 Перекачування з підігрівом 370 7.2.2 Перекачування з попереднім поліпшенням реологічних властивостей 374 7.2.3 Гідроперекачування 376 7.2.4 Перекачування в потоці-носії 378 7.3 Тепловий режим системи "труба-грунт" і визначення кількості пунктів підігріву 379 7.4 Тепловий режим системи "труба-грунт" із врахуванням тепла тертя потоку 383 7.5 Режими руху рідини в трубопроводі при перекачуванні нафти з підігрівом 385 7.6 Повний коефіцієнт теплопередачі 387 7.7 Втрати напору на тертя при перекачуванні підігрітої нафти 391 7.8 Розміщення станцій на трубопроводі при перекачуванні нафти з підігрівом 395 7.8.1 Розміщення НТС 396 7.8.2 Розміщення НТС і ТС 397 7.8.3 Розміщення НТС і НС 399 7.9 Характеристика Q-H трубопроводу при перекачуванні підігрітої нафти. Стійкість роботи трубопроводу 400 7.10 Оптимальна температура підігріву нафти 402 7.11 Застосування теплової ізоляції 408 7.12 Збільшення продуктивності трубопроводів при перекачуванні нафти з підігрівом 414 7.12.1 Збільшення продуктивності трубопроводів прокладанням лупінгів 415 7.12.2 Збільшення продуктивності трубопроводів подвоєнням кількості НТС………………………. 415 7.12.3 Збільшення продуктивності трубопроводів подвоєнням кількості НС........................................ 415 7.12.4 Збільшення продуктивності трубопроводів подвоєнням кількості ТС..... 418 7.13 Пуск в експлуатацію трубопроводу при перекачуванні нафти з підігрівом 419 7.14 Обладнання трубопроводів для перекачування нафти з підігрівом 422 Розділ 8 ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ ТА ТЕХНОЛОГІЯ ОЧИЩЕННЯ НАФТОПРОВОДІВ І РЕЗЕРВУАРІВ ВІД ВНУТРІШНІХ ВІДКЛАДЕНЬ 424 8.1 Види відкладень, способи і засоби видалення відкладень 424 8.2 Технологія очищення ділянок нафтопроводу 436 8.3 Реєстрація і оцінювання стану внутрішньої порожнини трубопроводу 443 8.4 Боротьба з парафінистими відкладеннями в резервуарах 446 Розділ 9 ОБЛІК НАФТИ В ТРУБОПРОВІДНОМУ ТРАНСПОРТІ 452 9.1 Загальні положення 452 9.2 Визначення маси нафти при облікових операціях з використанням вузлів обліку нафти.. 453 9.3 Визначення маси нафти в резервуарах 461 ЛІТЕРАТУРА 465 Додаток А ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ НАФТОПЕРЕКАЧУВАЛЬНОЇ СТАНЦІЇ 467