Кәсіпшілік құбырлар.

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

1 Кәсіпшілік құбырлар . . .

1. 1 Құбырлардың жіктемесі . . .

1. 2 Құбырлардың гидравлмкалық есебі . . .

1. 3 Құбырлар желісінің трассасын тандау . . .

1. 4 Құбырлар желісін қысымға сынау . . .

2. Құбырлардың коррозиясы (тоттануы) . . .

3. Есептеу бөлімі . . .

4. Техника қауіпсіздігі . . .

Арматура және бақылау - өлшеу аспаптары . . .

4. 1 Құбырлық арматура . . .

4. 2 Бақылау - өлшеу аспаптары . . .

5. Қорытынды . . .

1. Кәсіпшілік құбырлар.

1. 1 Құбырлардың жіктемесі.

Ұңғы өнімдерін жинау және дайындаудың барлық элементтері бір-бірімен құбырлар арқылы байланысады. Мұнай кен орындарында көптеген әртүрлі құбырлар кездеседі.

Мұнай кен орындарындағы алаңдарда ұңғы өнімдерін тасымалдайтын құбырларды келесі түрдегідей жіктейді:

тағайындалуы бойынша -мұнай құбырлары, газ құбырлары, мұнай-газ-су құбырлары және су құбырлары;

арыны бойынша -арынды және арынсыз;

жұмыс қысымы бойынша- жоғарғы (6, 4 МПа және одан жоғары), орташа (1, 6 МПа ) және төменгі (0, 6 МПа ) қысымды;

төселу тәсілі бойынша- жерасты, жерүсті және су асты;

функциясы бойынша- ұңғы сағасынан топтық өлшеу қондырғысына дейінгі лақтыру желісі (выкидные линии) деп аталып ішкі кәсіпшілік құбырлары; кен орындарынан ұңғы өнімдерін жинау және орталық жинау пунктіне (ЦПС) немесе газ өндеу зауытына (ГПЗ) тасымалдауға арналған кәсіпшілік аралық құбырлар; магистралды - тауарлы өнәмді тұтынушыға беруге арналған ұзынынан созылған мұнай және газ құбырлары;

айдалатын өнімнің құрамы бойынша- мұнай, газ, мұнай-газ және су коллекторлары; тауарлық мұнай құбырлары.

жұмыстың гидравликалық схемасы бойынша- тармақталмаған қарапайым құбырлар, тармақталған күрделі құбырлар (оларға тұйықталған сақиналы құбырлар жатады) .

Қабат қысымын ұстау үшін суды айдау ұңғыларына тасымалдауға арналған құбырлар былай бөлінеді:

магистралды су құбырлары- қысымды көтеретін сорапты станциялардан;

жеткізетін су құбырлары- магистралды су құбырынан шоғырлы сорап станциясына (ШСС-КНС) дейін;

тарататын су құбырлары-ШСС-нан айдау ұңғыларына дейін.

Барлық құбырлар сұйыққа толық толтырылған және сұйыққа толық толтырылмаған құбырлар болып бөлінеді. Қимасы сұйыққа толық толған құбырларды арынды деп атайды, ал толық толмаған құбырларды арынды деп те арынсыз деп те атайды. Лақтыру желілері және мұнай жинау коллекторлары әдетте сұйықтармен толық толмайды. Өйткені олардың қимасының бір бөлігі газбен толтырылады.

Ұңғы өнімдері лақтыру желісінен автоматты топтық өлшеу қондырғысына (АТӨҚ) дейін сағадағы және АТӨҚ-дағы қысымдардың айырмашылығы есебінен қозғалады. Ұңғы өнімдеріне байланысты лақтыру желілерінің диаметрлері 75-150 мм аралығында қабылданып және де жер асты арқылы төселеді. Олардың ұзындығы техника-экономикалық есептер анықталады және қашықтығы 4км-ге дейін жетеді. АТӨҚ-нан сығымды сорап станциясына (ССС-ДНС) дейін немесе мұнай дайындау қондырғысына (МДҚ-УПН) дейін әдетте диаметрлері 200-500 мм болатын жинау коллекторлары төселеді және қашықтығы 10 км-ге дейін жетеді. Кен орындарында мұнайдан бөлінген газды жинау және дайындау үшін газ құбырлары төселеді.

1. 2. Құбырлардың гидравлмкалық есебі.

Мұнай кен орындарындағы жинау жүйелерін гидравликалық есептеу кезінде ұңғы өнімінің құбыр бойымен қозғалысының әр түрлі жағдайларымен кездесеміз. Қабат энергиясының әсерінен өнімді тасымалдау кезінде ұңғының лақтыру желісінде екі фазалы газ-сұйықты қоспаның қозғалысы болады. Сығымды сорапты станцияларынан соң құбырлар желісі бойынша келесі фазалар қозғалады: мұнай немесе сулы-мұнай эмульсиясы, газ, кей жағдайда су. Сулы мұнай эмульсиясы көп жағдайда тұтқылы созылымды сұйықтық болып табылады. Ағынның құрамында қатты бөлшектердің - механикалық қоспалар, парафиндер және асфальтендердің болуы өнімнің қозғалысын қиындатады.

Мұнайды тасымалдау кезінде пештерді қолдануды немесе қоршаған ортаға жылудың табиғи жоғлуын ескере отырып, процестің изотермиялық емеес екенін ескеретін гидравликалық есептерді жүргізуге тура келеді.

Келешекте өндірілетін мұнай мен газға есептелген құбырлар желісінің жобалық өткізгіштік қабілетін, осы құбырлар желісі салынып болған соң біраз уақыт өткеннен кейін ғана толық пайдаланылады. Осылайша, құбырлар желісі бірнеше жыл бойы толық жүктелмей жұмыс жасайды. Техникалық - экономикалық есептеулер нәтижесінде кіші диаметрлі құбырлар желісінің құрылысын мұнай өңдірудің ұлғаю шамасына қарай біртіндеп жүзеге асыру тиімді болуы мүмкін. Үлкен диаметрлі бір құбыр желісін екі немесе бірнеше кіші диаметрлі құбырлармен алмастыру сулы және сусыз мұнайды бөлек жинау кезінде дұрыс болуы мүмкін. Корозия белгілері байқалған кезде сұйықтар мен газдарды бөлек тасымалдайтын құбырларды пайдаланғанымыз жөн, себебі ағын жылдамдығы өскен сайын құбырлардың ішкі бетінің корозияға ұшырауы азаяды. Қоспаның жылдамдығы баяу (аз) болса, минералды су (яғни, құрамында әртүрлі тұздары бар су) құбырдың төменгі бетімен өзінше жеке ағын ретінде қозғалып, сол төңіректегі корозияның әрекеттілігін арттыра түседі. Жылдамдық пен турбуленттіліктің (яғни, құйынды ағынның) өсуіне байланысты корозияның қарқындылығы азаяды, себебі агрессивті орта құбыр қабырғаларынан оқшауланады, ал қабырғалардың өзі мұнаймен үнемі майланып тұрады. Мұнай газ қоспаларын үлкен диаметрлі құбырлармен, әсіресе жергілікті жер бедері тегіс емес (яғни, ойлы-қырлы) жерлермен тасымалдау кезінде газды тығындар пайда болып, ағыс бірқалыпты болмайды.

Үлкен диаметрлі бір құбырды бірнеше кіші диамметрлі құбырлармен алмастыру мұнайды жинау және тасымалдау жүйесінің сенімділігі мен икемділігін арттырады, себебі апаттық жағдай бола қалған кезде ұңғыны тоқтатпай жөндеу жұмыстарын жүргізуге мүмкіндік береді.

Құбырдың диаметрін және жинақтаушы коллекторлардың санын дұрыс таңдау үшін нақты шарттарды тиянақты қарастырып, техника-экономикалық талдау жүргізу керек. Алан ішіндегі әртурлі мақсатқа қолданылатын қысқа технологиялық құбырлар үшін Гипровостокнефть институты ұсынған шекті мүмкін жылдамдықтарды қолдануға болады.

Құбырлар желісін гидравликалық есептеудің көптеген әдістемесі бар. Одан әрі тек ннегізгі деген нұсқаларды келтіреміз.

1. 3. Құбырлар желісінің трассасын тандау.

Кәсіпшілік құбырлар желісінің күрделі жүйедегі трассасын таңдау кезінде кен орнын игерудің комплексті жобасының мәліметтерін, яғни ұңғылардың орналасу торын, кен орнын (қабат қысымын ұстап тұру арқылы немесе ұстамай-ақ) игеру режимін ескере отырып топографикалық картасын, құбырлар желісінің қажетті трассасын іздеуді, “Спутникті” қондырғыларды және сығымды сорап станцияларының жабдықтарын, мұнайды дайындау қондырғысын, суды дайындау қондырғысын, тауарлық парктерді және газ өңдеу зауыттарын орналастыруға арналған алаңдарды таңдауды негізге алады.

Жергілікті жер бедері (рельефі) тегіс тегіс және елді мекендері жоқ жерлерде жекелеген құбырлар желісінің трассасын таңдау қиынға соқпайды, олар ең қысқа жолмен, яғни түзу сызық бойымен төселеді. Егер кен орнының алып жатқан ауданыңда елді мекендер, ғимараттар болса немесе жер бедері тегіс болмаса, онда құбырлар желісінің трассасын таңдау және қажетті объектілерді орналастырудың тиімді жолдарын қарастыру керек. Жергілікті жердегі құбырлар желісінің жатқан жерін анықтайтын сызықты - құбырар желісінің трассасы деп атайды. Картаға немесе жергілікті жердің жоспарына түсірілген бұл сызықты - трасса жоспары деп атайды.

Құбырлар желісін жобалау барысында трассаны таңдаудан басқа келесі мәселелер шешімін табады:

металға жұмсалатын шығыны, құрылысымен пайдалауға кететін шығындары ең аз болатын лақтыру желілері мен жинау коллекторларының тиімді ұзындықтарын және диаметрлерін таңдау;

құбырлар желісінің гидравликалық, жылулық және механикалық есептеулері.

Парафинді мұнайларға арналған жинау жүйесін жобалау кезінде құбырлар желісінің жылулық есептеріне ерекше көңіл бөлу керек, яғни мұнайды қыздыратын пештердің қажетті саны мен қоршаған ортаға жылу шығының болдырмайтын жылулық оқшаулау қалындығын анықтау керек.

Траншеяға салынған немесе жер бетімен өтетін барлық құбырлар желісін гидравликалық сынаудан өткізеді.

1. 4. Құбырлар желісін қысымға сынау.

Құбырлар желісін гидравликалық сынаудан өткізудін мақсаты - бұрандалы және пісірілген қосылыстардың саңылаусыз бүтіндігін тексеру және оларды механикалық беріктікке сынау.

Қысымға сынау келесі тәсілмен іске асырылады: құбырлар желісінің екі жағынан ауа шығаратын шүммегі бар бітеу бұқтырмалар қойылады, сонан соң құбырлар желісі қысымсыз сумен толтырылады. Толтырылған құбырлар желісіне сорапты жалғап, қажетті қысым тудырады да, оны 30 минут ұстап тұрады. Егер осы уақыт аралығында құбырдағы қысым 0, 05 МПа төмендесе, онда саңылаусыз бітеу деп саналады. Қысымғат сынадың қажетті қысымы жұмыстық қысымнан 1, 5 есеге үлкен болуы керек.

2. Құбырлардың коррозиясы (тоттануы) .

Коррозия - кәсіпшілік құбырлардың жұмысының сенімділігі және қызмет ету мерзімі - көбінесе олардың сыртқы және ішкі ортамен әсерлесуінің нәтижесінде бірте - бірте өздігінен бұзылуынан қорғау дәрежесімен анықталады.

Коррозия жылдамдығы белгілі бір уақыт ағымында 1 метр квадрат ауданға ккелетін бұзылған металдың грамдық санымен немесе коррозияның тереңге таралу шамасымен (мм/жыл) көрсетіледі.

Құбырдың коррозияға ұшырайтын отасы коррозиялық немесе әрекетті орта деп аталады.

Кен орындарда құбырлар үш түрлі коррозияға ұшырайды: атмосфералық, топырақтық және ішкі,

Атмосфералық коррозия - бұл жердің жоғарғы бетінде төселген құбырлардың кәдімгі тоттануы және оны құбырдың бетіне лактар немесе майлы бояулар жағып жоюға болады.

Топырақтық коррозия - ең қауіптісі және күрес әдісі анағұрлым күрделі және қымбат.

Коррозия екпінітопырақтың химиялық құрамына, оның ылғалдылығына, металдың химиялық құрамына және біртекті еместігіне тәуелді.

Ішкі коррозия - құбырлар қабырғаларының сілтілі немесе қышқыл сұйықтармен шектесуінен пайда болады. Металл құбырдың ортамен әрекеттесу сипаты бойынша корррозия екі түрге бөлінеді: химиялық және электрохимиялық.

Химиялық коррозия деп - химиялық агрессивті агенттермен шектесу барысында металл бетінің толық бұзылу үрдісін айтады, бұл үрдісте металда электр тогының пайда болуы және өтуі болмайды.

Химиялық коррозияға мысал ретінде, металмен әсерлескенде оның бұзылуына әкелетін күкіртті мұнайды тасымалдау немесе сақтау кезіндегі құбырдың немесе резервуардың ішкі бетінің бұзылуын жатқызуға болады.

Электрохимиялық коррозия - бұл электр тогының пайда болуымен және өтуімен бірге жүретін металдың бұзылу үрдісі.

Химиялық коррозиядан ерекшелігі электрохимиялық коррозияда металл бетінде тұтас емес, кейде үлкен тереңдікті қуыс және малюска қабыршағы немесе дақ тәрізді жергілікті зақымданулар пайда болады.

Электрохимиялық коррозияның мәнеі - электр тогының өтуімен бірге жүретін металдың қоршаған ортамен әсерлесуі нәтижесінде металдың еруі.

Траншеяларда төселген құбыррлар топырақта тұз және ылғал болғанда электролиттік ваннада тұрғандай болады. Бұл жағдайда құбыр металының біртекті емес бөліктері арасында анодтан катодқа ағатын электр тогы пайда болатын гальванобулар жасайды. Былайша айтқанда, анодтан (құбырлар) электролитке (топырақ) оң зарядталған иондар түрінде металл бөліктері өтеді және құбырда терең жара пайда болады.

Электрокоррозияға электрленген колік релстерінен токтың шығуынан болатын адасқан токтардан пайда болуы мүмкін. Айтылған коррозиялардан басқа мұнай-газды жинайтын құбырлар жүйесінде биокоррозия пайда болуы мүмкін, бұл микроағзалардың белсенді өмір сүру әрекетінен болады.

Өмір сүру әрекеті оттегі жоқ жерде өтетін - анаэробты және өмір сүру әрекеті оттегі бар жерде өтетін - аэробты бактериялар ажыратылады. Табиғатта, әсіресе ағынды суларда, мұнай ұңғыларында және өнімді көлбеу қабатта тіршілік ететін сульфатты қайта қалпына келтіретін анаэробты бактериялар кеңінен таралған.

Олардың тіршілік ету нітижесінде белсенді коррозиялық агент болып табылатын күкіртсутектер пайда болады.

Құбырлар мен резервуарларда коррозиядан қорғау активті және пассивті болып бөлінеді.

Пассивті қорғау - құбыр бетін оқшаулайтын жабдықтармен оқшаулау, оқшаулау жабдықтары ретінде битумды жабындар және полиэтиленнен жасалған жабындар немесе поливинилхлоридті таспалар қолданылады. Битумды жабындар, металы жарқылдағанша тазартыған құрғақ құбыр бетіне қабат - қабатымен жағады, кейін құбырды гидрооқшаулағышпен жабады.

Уақыт өтуімен битумды жабындар өзінің қорғаныс қасиетін жоғалтады.

Полимерлі жабындар битумды жабындармен салыстырғанда келесі артықшылықтарға ие: олар технологиялық және эконоды жағудың еңбек сыйымдылығы 2-4 есе, ал материал сыйымдылығы 8-10 есе аз, битумдыға қарағанда; химиялық тұрақтылықпен сәйкес келуімен беріктік қасиеті жоғары болады.

Полимерлі жабындар жабысқақ таспа түрінде қолданылады, олар арнайы машиналармен грунтталған және алдың ала тазартылған құбырларға жағылады.

Грунтқа терең батырылған металл резервуарды бөлектеу жер асты құбырлары үшін қолданылатын принципи бойынша және содай материалдарды қолданумен жүзеге асады. Құм негіздерде құрылатын металл резервуарлар түбі сырт жағынан битумды жабындармен бөлектендіреді және гидрофобты қабатқа қояды.

Құбырлардың барлық коррозияға қарсы жабындарына келесі талаптар қойылады: су өткізбейтіндігі, металмен байланысқан жерінің беріктігі, электр тоғынан жақсы қозғалуы, жеткілікті беріктігі, бағасының арзандығы.

Коррозиядан сыртқы қорғау құбырды пайдаланудың барлық периодында тиімді болып қалуы мүмкін емес, сондықтан бірнеше уақыттан (5-8 жыл), ал адасқан ток болған жағдайда 2-3 жылдан құбырдын катодты немесе протекторлы (активті) қорғанысын құру керек.

Катодты қорғау - құбыр бетінде теріс таңбалы потенциалды жасау осының арқасында құбырда коррозиялық желінумен бірге жүретін электр тогының шығуының алды алынады. Осы мақсатта құбырға тұрақты ток көзінің теріс таңбасы, ал арнайы жүргізілген металды жерге қосылған - анодқа оң таңбасы қосылады. Анод, топырақ құбырдың зақымдалған бөлгіші арқылы ток өткенде және ток көзінің теріс қосқышына арнайы дренаж арқылы алғанда құбырлар анодқа айналып коррозияға ұшырамайды, ал өзі де соған арналған анод бұзылады.

Катодты қорғау стадиясы тұрақты ток козінен немесе айнымалы токты тұрақты токка айналдарғыштан, жалғастырылған желілер және бақылаушы және реттеуші аспаптардан тұрады. Анодты жерге қосу ретінде графиттелген және теміркремнийлі электродтар қолданылады.

Құбыр мен анод арақашықтығы 100 - 200 м болып қабылданады. Бір катодты қорғау станциясы 10 - 15 м-ге созылған құбырларға қызмет корсетеді.

Протекторлы қорғау айнымалы ток көзі болмағандықтан катодты қорғау қолданбағанда құбырды және резервуарды қорғву үшін қолданылады. Бұл да катод принціпіне негізделген, тек бір ерекшелігі қорғауға қажетті бір ток катодты станцияда емес, қорғалатын объектіден кіші электр потенциалды болып протектордың өзінде жасалады. Протектер ретінде алюминий, рафинделген мырыш және магний қолданылады. Протекторды жерге құбырмен топырақ арасында потенциалдар айырмасы пайда болғаан жағдайда протектоор бұзушы анодқа айналып кетепді, нәтижесінде құбыр коррозиядан қорғалады.

Протекторлы қорғаудың артықшылығы: катодты қорғау станциясын құрудын керек еместігі, үлгісінің қарапайымдылығы, пайдалану шығынының жоқтығы.

Кемшіліктеріне: түсті металды шығындаудын қажеттілігі. Соған байланысты үлкен қаржылай енгізуге болады.

Құбырды ішкі коррозиядан қорғау үшін әртүрлі лактарды, эпоксидті шайырларды және ингибиторларлды қолданады. Қазіргі уақытта коррозиялық ортамен және металл арасында тосқауыл жасауыға қабілетті, коррозия ингибиторларын қолданудын болашагы зор екені даусыз. Олардың күкіртсутекті және комірқышқылды коррозиялар кезінде, сондай-ақ мұнай кәсіпшілік қондырғыларының ішкі коррозиялық бұзылуларының басқа да түрлерінде қолдану, техникалық және экономикалық тұрғыдан ақтайды. Пайдаланудың нақты жағдайлары үшін ингибиторларды дұрыс таңдай білу қажет, бұдан оның, үнемділігі және тиімділігі айтарлықтай шамада тәуелді болатынына көңіл аудару қажет.

3. Есептеу бөлімі.

Мұнай мен газдың ұңғымаларын пайдалану кезінде әр типті жіксіз жалғанатын сорапты компрессорлы құбырды (насоано - компрессорные трубы) қолданады.

Сорапты компрессорлы құбырдың түрлері:

муфталы
муфтасыз
муфтасыз тура трапециялы бұранда

Осының қозғау жері әсер еткендегі күшті анықтау:

$Р_{стр} = \frac{\pi Д_{СР}в\ \delta_{\tau}}{1 + \eta\frac{Д_{СР}}{2l}\ ctg(\alpha + \beta) }$ $Р_{стр} = \frac{\pi Д_{СР}в\ \delta_{\tau}}{1 + \eta\frac{Д_{СР}}{2l}\ ctg(\alpha + \beta) }$

мұнда:

Д _ср - орташа диаметр анықталады

в - құбырдың бұранда асты қалындығы

𝛿 _𝜏 - аққыштық шегі

𝜂 - келтіру коэффициенті

l - бұранданың ұзындығы

α - бұрандалардың бұрышы

β - үйкеліс бұрышы

Осы күш анықталғаннан кейін сорапты компрессорлы құбырдың шекті жүгін анықтау керек.

$Р_{пр}\ = \ \frac{\pi}{4}\ (Д_{р}^{2}\ - d^{2}) \bullet \delta_{\tau}$ $Р_{пр}\ = \ \frac{\pi}{4}\ (Д_{р}^{2}\ - d^{2}) \bullet \delta_{\tau}$

Д _р - бұранданың диаметрі

шекті күшті ескере отырып құбырдың қажетті теріңдікке енгізуін анықтаймыз.

$L_{тпр} = \frac{Р_{рас}}{q \bullet n \bullet g}$

Р _рас = Р _сорт

q - құбырдың 1м-ге есептелген салмағы

n - қосымша коэффициент

Осы көрсеткіштер анықталғаннан кейін құбырдың ішкі қажетті қысымын анықтаймыз

$Р_{вн} = \frac{2\delta\lbrack\delta_{\tau}\rbrack}{Д_{н}}$

Есеп:

Сорапты компрессорлы құбырдың беріктілігі ішкі қысыммен резбалы қосылыстардың жылжыту күшін ескеріп сорапты компрессорлы құбыр колоннасының еңгізу тереңдігін анықтау керек L _тр сорапты компрессорлы құбырының “Д” “К” тобының ұзындығы 2800м ұңғыма тереңдігі 5000м абсолюдты колоннаның диаметрі $114 \times 7, 4$ $114 \times 7, 4$ .

бағыттағыш
кондуктор
техникалық немесе аралық колонна
пайдалану немесе абсолюдты колонна
сорапты комрессорлы құбыр

Сорапты компрессорлы құбырының диаметрі48×448 \times 448×448 \times 4“Д” тобы беріктілігі 𝛿𝜏= 38мПадеп ескеріп қозғау күшін анықтаймыз СКҚ-60×560 \times 560×560 \times 5

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.