Автоматтандыру объектісі ретіндегі магистралды мұнай құбыры


1 АВТОМАТТАНДЫРУ ОБЪЕКТІСІ РЕТІНДЕГІ МАГИСТРАЛДЫ МҰНАЙ ҚҰБЫРЫ
1.1 Құбырлардың жіктелуі
1.2 Мұнайды құбырлық тасымалдау жүйелерін автоматты басқару тапсырмалары
1.3 Магистральдық мұнай құбырлары жасақтарының құрамы
1.4 Сорапты бекеттер туралы жалпы мәліметтер
1.5 Мұнайды тасымалдауға дайындау
2 МАГИСТРАЛЬДЫ МҰНАЙ ҚҰБЫРЛАРЫНДАҒЫ ҚЫСЫМНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЕСЕБІ
.1 Мұнай құбырын технологиялық есептеудің бастапқы деректері
2.2 Құбырдың гидравликалық есебінің негізгі формулалары
2.3 Магистральды, лупингті және өндірмелі аймақтардағы гидравликалық еңіс
2.4 Сорғыш аймақ
2.5 Құбырдың сипаттамасы. Сорап пен сораптық бекеттің сипаттамасы. Біріктірілген сипаттама
2.6 Арын балансының теңдеуі
2.7 Мұнай айдаушы бекеттерді орналастыру
2.8 Бекеттердің жұмыс режимдерін есептеу
2.10 Айдалатын мұнай тұтқырлығының өзгерісінде бекеттер алдындағы астыңғы тіреуіштерді өзгерту
2.11 Лықсымалы және ішкі айдамалы мұнай құбырлары
2.12 Сораптық бекеттерді сөндіргендегі мұнай құбырының жұмыс режимі
2.13 Сораптық бекеттердің жұмысын реттеудің тәсілдері
2.14 Мұнай құбырының оптималды параметрлері
3 МҰНАЙ ҚҰБЫРЛАРЫНДАҒЫ ҚЫСЫМДЫ АВТОМАТТЫ РЕТТЕУ
3.1 Технологиялық үрдістерге қолданылатын жүйелерді қолайландыру есептерінің ерекшеліктері
3.1 Технологиялық үрдістерге қолданылатын жүйелерді қолайландыру есептерінің ерекшеліктері
3.4 Электржетекті МАА және МАБ жұмысының режимін реттеу
3.5 Реттеуіштің жұмысы
Мұнай құбыры деп мұнай және мұнай өнімдерін айдауға арналған құбырларды атайды. Тек мұнай өнімдері ғана айдалады деп айту қажет болған кезде, мұнай өнімінің құбыры терминін қолданады. Айдалатын мұнай өнімінің түріне байланысты құбырларды бензин құбыры, керосин құбыры, мазут құбыры деп атайды.
Мұнай құбырлары мұнай өнімдерінің құбырлары міндеттері бойынша келесі топтарға бөлінеді:
- ішкі – кәсіптерде, мұнай өңдейтін зауыттарында және мұнай базаларында әртүрлі объектілер мен қондырғыларды біріктіреді.
- жергілікті – ішкімен салыстырғанда ұзындығы көбірек (бірнеше ондық километрге дейін) және мұнай кәсіптерін немесе мұнай өңдеуші зауыттарын магистральды мұнай құбырларының басты бекеттерімен немесе темір жолындағы құю пункттерімен біріктіреді.
- магистральды – үлкен ұзақтылықпен сипатталады (жүздеген және мыңдаған километрлер), сондықтан айдау трасса бойынша орналасқан бірнеше бекеттермен іске асырылады. Құбырлардың жұмыс режимі – үзіліссіз (уақытша тоқтамдар кездейсоқ болады немесе жөндеумен байланысты).
2.05.06 -85 СНиП сәйкес магистральды мұнай құбырлары мен мұнай өнімінің құбырлары құбырдың шартты диаметріне байланысты төрт класқа бөлінеді (миллиметрмен): І – 1000-1200; І – 500-1000; І – 300-500; ІV – 300-ден төмен.
Мұнай құбырларының төсемін іс-әректіндегі немесе жобаланатын магистральды құбырларға параллельді және бір-бірден іске асыруға болады – техникалық өткелінде 2.05.06-85 СНиП сәйкес магистральды құбырлардың техникалық өткел деп мұнай және газ тасымалдауға арналған бір трассаның бойына параллельді орналастырылған құбырлар жүйесін айтады. Жеке жағдайларда мұнай құбырлары мен газ құбырларының бір техникалық өткелінде біріккен төсем жүргізуге рұқсат етіледі.
1) Емельяиов А.И., Капник О.В. Проектирование систем автоматизации
технологических процессов - М.: Энергоатомиздат, 1983.
2) Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х., Клюев А.А. Проектирование
систем автоматизации технологических процессов - М.: Әнергоатомиздат, 1990.
3) Комягин А.Ф. Автоматизация производственных процессов и АСУТП
газонефтепроводов - М.: Недра, 1983.
4) Галлеев В.Б. Магистральные нефте-продуктопроводы - М.: Недра, 1976.
5) Галлеев В.Б. Автоматизация нефтепроводов - М.: Недра, 1976.
Васильев Г.Г., Коробков Г.Е., Коршак А.А., Луръе М.В., Писаревский
В.М., Прохоров А.Д. Трубопроводный транспорт нефти - М: Недра, 2002.
6) Сулейманов Р.Н., Галеев А.С., Бикбулатова Г.И. Эффективность работы
насосных агрегатов - М.: 2004.
7) Нечваль A.M., Коршак А.А. Трубопроводный транспорт нефти,
нефтепродуктов и газа - М.: 2005.
8) Нұрсұлтанов Д.Т. Мұнайды өңдеу және тасымалдау. Алматы 2002.
Отчет НИР «Разработка технологических методов защиты от коррозии нефтепроводов
9) Джиенбаев Н.К. Мұнайды айдау және тасымалдау. Алматы 2006.
10) Ишмухамедова Т.Р., экономикалық негізі - Алматы: 2002.
11) Сулеев Д.К., Тяжин Ж.Т., Нургалиева Г.К. и др.Охрана нефтегазодобывающей промышленности - Алматы: КазНТУ, 2002.
12) Денисенко Г.Ф. Охрана труда: Учебное пособие для ВУЗов - М.: Высшая школа, 1985.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 61 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1300 теңге




1 АВТОМАТТАНДЫРУ ОБЪЕКТІСІ РЕТІНДЕГІ МАГИСТРАЛДЫ МҰНАЙ ҚҰБЫРЫ

1.1 Құбырлардың жіктелуі

Мұнай құбыры деп мұнай және мұнай өнімдерін айдауға арналған
құбырларды атайды. Тек мұнай өнімдері ғана айдалады деп айту қажет болған
кезде, мұнай өнімінің құбыры терминін қолданады. Айдалатын мұнай өнімінің
түріне байланысты құбырларды бензин құбыры, керосин құбыры, мазут құбыры
деп атайды.
Мұнай құбырлары мұнай өнімдерінің құбырлары міндеттері бойынша келесі
топтарға бөлінеді:
- ішкі – кәсіптерде, мұнай өңдейтін зауыттарында және мұнай
базаларында әртүрлі объектілер мен қондырғыларды біріктіреді.
- жергілікті – ішкімен салыстырғанда ұзындығы көбірек (бірнеше ондық
километрге дейін) және мұнай кәсіптерін немесе мұнай өңдеуші зауыттарын
магистральды мұнай құбырларының басты бекеттерімен немесе темір жолындағы
құю пункттерімен біріктіреді.
- магистральды – үлкен ұзақтылықпен сипатталады (жүздеген және
мыңдаған километрлер), сондықтан айдау трасса бойынша орналасқан бірнеше
бекеттермен іске асырылады. Құбырлардың жұмыс режимі – үзіліссіз (уақытша
тоқтамдар кездейсоқ болады немесе жөндеумен байланысты).
2.05.06 -85 СНиП сәйкес магистральды мұнай құбырлары мен мұнай
өнімінің құбырлары құбырдың шартты диаметріне байланысты төрт класқа
бөлінеді (миллиметрмен): І – 1000-1200; І – 500-1000; І – 300-500; ІV – 300-
ден төмен.
Мұнай құбырларының төсемін іс-әректіндегі немесе жобаланатын
магистральды құбырларға параллельді және бір-бірден іске асыруға болады –
техникалық өткелінде 2.05.06-85 СНиП сәйкес магистральды құбырлардың
техникалық өткел деп мұнай және газ тасымалдауға арналған бір трассаның
бойына параллельді орналастырылған құбырлар жүйесін айтады. Жеке
жағдайларда мұнай құбырлары мен газ құбырларының бір техникалық өткелінде
біріккен төсем жүргізуге рұқсат етіледі.

1.2 Мұнайды құбырлық тасымалдау жүйелерін автоматты басқару
тапсырмалары

Құбырлық тасымалдау жүйелеріне әртүрлі сипаттағы қатаң ішкі
(технологиялық, экономикалық, бағдарламалық) және сыртқы (отын-
энергетикалық кешенімен және мұнай өңдеуші салалармен) байланыстар тән.
Технологиялық байланыс өндіру үрдісінің үзіліссіздігімен, мұнайды алысқа
тасымалдауға дайындаумен, мұнайды өңдеумен, тасымалдаумен шартталады.
Экономикалық және бағдарламалық байланыстар жобалау, жоспарлау, басқару
тапсырмаларын шешу барысында бір-бірімен тығыз байланысады.
Көптеген тұтынушыларды үзіліссіз мұнаймен қамсыздандыруды қамтамасыз
ету реттеудің өзара байланысқан тапсырмалар кешенін кезекпен өткізу және
өңдеуді талап етеді. Мұнаймен қамсыздандыру сапасы мен сенімділігіне
талаптардың әрдайым өсуі, шығындар мен жоғалтулардың төмендеуіне қажеттілік
реттеудің ішкі жүйесін нақты бөліп алуды және оны сала ішінде максималды
оптималдауды іске асырады.
Мұнаймен қамсыздандырудың құбырлық жүйелеріндегі реттеу тапсырмалары
құбырлық тасымалдау жүйесінің дамуын оптималды жобалау мен жоспарлау
сатысында, сонымен қатар қызмет ету үрдісінде шешіледі.
Құбырлық жүйелерді автоматты басқару жүйесі келесі үрдістерді
автоматтандыру үшін арналған:
- мұнай ағымдарын оперативті жоспарлу және өз қажеттілігне кететін
энергия шығындарын минималдау шарттарындағы қажеттіліктерді максималды
қанағаттандыру мақсатымен жұмыс режимдерін оперативті жоспарлау.
- апаттық ауытқуларды жекелеу және жоспарлы режимдерді қамтамасыз ету
мақсатымен құбырлық транспорттың негізгі объектілерін оперативті басқару.
- қызмет ету режимінің тиімділігін талдау мен техникалық жағдайын
бақылау мақсатымен құбыр жүйелерінің жұмысының іс жүзіндегі режимдері
туралы режимдік-технологиялық ақпараттарды жинақтау, өңдеу және іске қосу;
- мұнайды тасымалдау және тұтыну, өндіру жоспарының іс жүзіндегі
орындалуы туралы жоспарлы-есептік ақпараттарды жинақтау, өңдеу және іске
асыру.
- құбырлық тасымалдау жүйесінің объектілерінің құрылымы, техникалық
сипаттамалары, жоспарлы және режимдік көрсеткіштері туралы мәліметтерден
тұратын салалық ақпараттық деректер банкін құру және жүргізу.
Міндеттеріне сәйкес АБЖ құбырлық тасымалдау жүйесі үшін бес
функционалды-бағытталған және ақпаратты бір-бірімен байланысқан тапсырмалар
кешенін шешеді:
- жұмыстар режимін оперативті жоспарлау.
- жұмыстар режимін диспетчерлік талдау және бақылау.
- жұмыстар режимін оперативті басқару.
- құрылымды оптималды дамыту және қайта құру.
- тасымалдау және үлестіру, өндіру жоспарының орындалуын бақылау және
ескеру.
Құбырлық жүйені үлкен жүйе ретінде ішкі жүйелер арасындағы байланыс
жүйе шегінде ішкі параметрлері ғана іске асырылып, ал қалған бөлігі ішкі
жүйелерге байланыспайтындай етіп, олардың әрқайсысы көптеген ішкі және
сыртқы параметрлерімен сипатталатындай бірнеше ішкі жүйелерге бөліп
тастауға болады.
Шектеулер жүйесін екі бөлікке бөлуге болады, біріншісі – бұл сыртқы
параметрлердің шектеулеру, екіншісі - әр ішкі жүйенің ішкі және сыртқы
параметрлеріне шектеулер.
Оптималдау тапсырмасы бірнеше кезеңдермен шешіледі.
1 Кезең. Сыртқы параметрлер үшін рұқсат етілетін өзгеріс аудандарын
құрастыру. Әр ішкі жүйе үшін сыртқы параметрлерінің өзгеру аудандары әр
сыртқы параметрлердің мәндер жиынтығына арналған ішкі параметрлер
мәндерінің жиынтығы болатындай етіп құрастырылады, мұнда ішкі және сыртқы
параметрлер берілген ішкі жүйе үшін екінші жоспардағы шектеулер жүйесін
қанағаттандыруы қажет. Сонымен қатар сыртқы параметрлер құрастырылған
мүмкін ауданға кірмейтін сыртқы және ішкі параметрлердің жинағы екінші
жоспарлы шектеулерді қанағаттандырмау қажет. Айдау бекеттері ішкі жүйе
ретінде қарастырылатын жағдайларда мүмкін аудан келесі координаталарда үш
өлшемді болуы мүмкін: кірістегі қысым, шығыстағы қысым беру. Оған іске
асырылуы технологиялық шектеулердің бұзылуынсыз жүретін қысым мен берудің
мәндері кіреді.
2 Кезең. Ішкі жүйелердің агрегатталған сипаттамаларын құру.
Агрегатталған сипаттама мүмкін аудандағы ішкі жүйенің сыртқы
параметрлерінің әр векторына сәйкес берілген жүйе бойынша критериясын
құрайтын оптималды мән беретін функция, мұнда оптималдау технологиялық
шектеулерді ескере отырып, ішкі парамтрлердің барлық мәндері бойынша
жүргізіледі.
Айдау бекетін ішкі жүйе ретінде қабылдайтын жағдайда агрегаттық
сипаттама МАБ кірісі мен шығысындағы әртүрлі қысымдар жинағында минималды
режимдік – мүмкін шығындарды бейнелейтін функция болып табылады.

1.3 Магистральдық мұнай құбырлары жасақтарының құрамы

1-суретінде көрсетілгендей, магистральды мұнай құбырларының құрамына
кіретіндер: байланыс сызықтары, коррозияға қарсы қорғаныс жүйесі, құбырдың
өзі ретінде алынатын сызықтық жасақ; айдаушы және жылу бекеттері; құбыр
бойынша келіп түсетін өнімді қабылдап, оны тұтынушылар арасында
үлестіретін, зауытқа өңдеу үшін жіберетін немесе әрі қарай транпорттың
басқа түрлерімен жіберетін мұнай құбырларының соңғы пункттері.
1 – кәсіптік мұнай жинағыш пункті.
2 – жеткізу құбырлары.
3 – құбырдың басты жасақтары.
4 – магистралды құбырлар.
5 – сызықтық арматура.
6 – аралық МАБ.
7 – жерасты мұнай қоймалары.
8 – басты магистралдың бұрмалары.
9 – мұнай үлестіретін бекет.

Сурет 1 - Магистралды мұнай құбырларының сұлбасы

Кейбір жағдайларда магистральды құбырдың құрамына мұнай кәсіптен
құбырдың басты жасақтарына берілетін жеткізу құбырлары да кіреді.
Магистральды құбырлардың негізгі элементтері – құбырдың өзі сияқты,
құбырдың үзіліссіз жібіне пісірілген. Ережеге сай магистральдық құбырларды
жоғарғы құраушы құбырға дейін 0,8 метр тереңдікке әдетте топыраққа
ендіреді, егер ендірудің үлкен немесе кіші тереңдігі ерекше геологиялық
ерекшеліктермен және белгілі деңгейде айдалатын өнімнің температурасын
сақтаудың қажеттілігімен жүрмесе. Магистральды құбырлар үшін 300-1420
миллиметр диаметрлі бүтін тартылған немесе пісірмелі құбырларды қолданады.
Құбыр қабырғаларының қалыңдығы 10 мегапаскальға дейін жететін құбырдағы
жобалық қысыммен анықталады. Мәңгі салқын топырақты немесе батпақ аудандары
арқылы жүргізілетін құбырды тіректерге немесе жасанды төкпелерге орнатады.
Кейбір жағдайларды ірі өзендердің қиылысындағы мұнай құбырларын
біртұтас бетондық жабулармен немесе жүктермен құбырларға бекіту арқылы
ауырлатып, өзеннің төменгі түбіне батырады. Негізгіден басқа сол
диаметрдегі өтудің резервті жібін орнатады. Темір және ірі шоссейлік
жолдардың қиылысындағы құбыр, құбыр диаметрінен 100-200 миллиметрге үлкен
диаметрлі құбыр патронында өтеді. Қосымша мұнай қажеттілігін талап ететін
мұнай өңдеу зауыттарын немесе трассаға жақын орналасқан басқа түрдегі
транспорт үшін мұнай қабылдау орнын қанағаттандыру үшін, осы пункттерге
мұнайдың бөлігі жеткізілетін кіші диаметрлері құбырлардан тармақшалар
немесе бұрмалар жүргізіледі. Трасса бедеріне байланысты 10-30 километр
интервалмен құбырда жөндеу немесе апат жағдайларында аймақты жабу үшін
ысырмалар немесе сызықты крандар орнатады.
Трасса бойымен диспетчерлік атауы бар байланыс сызығы (сымтетік,
радиорелелі) жүргізіледі. Оны телеөлшеу және телебасқару сигналдарын жіберу
үшін пайдаланады. Трасса бойымен орналасқан катодты және дренажды қорғаныс
бекеттері, сонымен қатар протекторлар құбырдың коррозияға қарсы изоляциялық
жабуына қосымша ретінде құбырды сыртқы коррозиядан қорғайды. Трасса бойымен
бір-бірінен 10-20 километр қашықтықта сызықты қарап шығу мекендері
орналастырылған, олардың міндеттеріне өзінің аймағындағы құбырдың
дұрыстығын бақылау және құбырды коррозиядан электрлік қорғайтын
құрылғыларды бақылау кіреді.
Айдаушы бекеттерді 50-150 километрлер интервалымен орналастырады.
Мұнай құбырларының айдаушы сораптық бекеттері электр жетекті центрден
тарқыш сораптармен жабдықталған. Қазіргі кезде қолданылатын магистральді
сораптардың берілісі сағатына 12500 текше метріне дейін жетеді. Мұнай
құбырының басында басты сорапты бекет орналасқан. Үлкен территорияда
шашыранды орналасқан бір кәсіп немесе бірнеше кәсіптерді қызмет көрсететін
магистральды мұнай құбыры бар болса, жеткізу құбырларының аяғында немесе
мұнай кәсібінің төңірегінде орналастырылады. Басты сораптық бекет
аралықтықтан мұнай құбырының 2-3 тәуліктік өткізу қабілеттілігіне тең
көлемдегі резервуарлық паркі бар болуымен айрықшаланады. Әр сораптық
бекетте негізігі объектілерден басқа көмекші жасақтар кешені бар: токтың
электр берілісіне БҚ немесе 35-36 киловаттқа дейін берілетін кернеуді
төмендететін трансформаторлық ішкі бекет, қазандық, сонымен қатар сумен
қамсыздандыру, канализация, салқындату және т.б. жүйелері. Егер мұнай
құбырының ұзындығы 800 километрден асса, оны шектерінде сорап жабдықтарының
тәуелсіз жұмысы мүмкін болатындай етіп, 400-800 километрлер ұзындықты
пайдалану аумақтарына бөліп тастайды. Аумақтар шектеріндегі аралықтық
сораптық бекеттер құбырдың 0,3-1,5 тәуліктік өткізу қабілеттілігіне тең
көлемді резервуарлық парктерге ие болуы керек. Резервуарлы парктер бар
басты және аралықтық сорапты бекеттер тіректі сораптармен жабдықталады.
Жоғары тұтқырлы және қоюланған мұнайды тасымалдайтын құбырларда жылу
бекеттерін орнатады, кейде оларды сораптық бекеттемен біріктіреді.
Айдалатын өнімді жылыту үшін булық немесе оттық (пештер) жылытқыштар
қолданады. Жылу жоғалтуларын төмендету үшін мұндай құбырларды жылу
изоляциялық жабулармен жабдықтайды.
Мұнай құбырының соңғы пункті – мұнай өңдеуші зауытының шикізат паркі,
не мұнай өңдеуші зауыттарға немесе шетелге экспортталу үшін мұнайды
танкерлермен тасымалдайтын теңіздік мұнай базасы.

1.4 Сорапты бекеттер туралы жалпы мәліметтер

Сорапты бекеттеріндегі автоматтандыру көлемі мен жабдықтар құрамы,
мұнайды мұнай құбырымен тасымалдау әдісіне байланысты.
Айдаудың үш әдісі қолданылады: бекеттер бойынша, қосылған
резервуармен, сораптан сорапқа. Бекет бойынша айдауда басты немесе
аралықтық сорапты бекеттер мұнайды келесі бекеттің ыдысына құяды, ал мұнадй
кері айдау басқа резервуардан жүргізіледі, мұнда бекетте екіден кем емес
резервуарлар болуы қажет. Осы әдістің негізгі кемшілігіне резервуарлардағы
мұнай өнімдерін булану арқылы жоғалтулар жатады.
Қосылған резервуарлармен айдау кезінде сұйықтық беретін сораптан
келесі сорапты бекеттеріне тікелей келіп түседі.құбырға параллельді
қосылған резервуар көршілес бекеттердің келістірілмеген жұмыстарын
реттейтін буфер ретінде қызмет атқарады. Айдаудың осындай әдісінде құбырдың
бір аумағы бұзылған жағдайда да құбырдың жұмысы жалғаса береді. Бұзылған
аумақты өшіріп тастайды, ал қалғандары аралықтық бекеттердің ыдыстарындағы
мұнайлармен жұмыс істейді.
Сораптан сорапқа айдау әдісінде мұнай алдыңғы сораптан келесі сорапқа
келіп түседі. Аралықтық бекеттерде резервукарлар жоқ , бұл өнімді буланудан
жоғалтулардың алдын алады. Айдаудың бұл әдісі келесі бекеттің тіреуін
пайдалануға мүмкіндік беріп, бекет бойынша айдау мен қосылған резервуармен
айдау әдісіне қарағанда тіреуіш сораптарын орнату қажеттілігін жоқ қылады.
Магистральды мұнай құбырларының сорапты бекеттері 2 – суретіне сәйкес
ортадан тартқыш сораптарымен жабдықталады.

Сурет 2 - Мұнай құбырындағы сорапты бекетіндегі магистралды (МН1-МН4)
және тіреуіш сораптарының (ТС) қосылуының сұлбасы

Айдау цикліне біреуі резервті (МН1-МН4) болатындай, кезекпен
біріктірілген үш-төрт сораптарды орнатады.
Бірсатылы спираль түріндегі тіреуіш сораптар ТС, бір жұмысшы, екіншісі
резервті – параллельді біріктіріледі. әр сораптың сору мен айдау жерінде
ысырма орнатылып, ал сорапқа параллельді – сорапты тоқтатып, оның
ысырмаларын жапқан кезде , мұнай ағымы айналдыру құбырaымен автоматты түрде
келесі сорапқа немесе магистральды мұнай құбырына бағытталатындай етіп,
кері клапан орнатады. Нәтижесінде сораптарға параллельді кері клапанды
сораптың, әдетте сораптының коллекторы деп аталатын, айналдыру құбыры
құралады. Осы коллектордың соңына айдау жағынан сораптың айдау және
соруындағы қысымды автоматты реттеу жүйесінің реттеуші дроссельдеуші
мүшелері құрастырылады.
Негізгі сораптардың жетегі ретінде бұрын ашық (ААЖ) және тұйық (АТЖ)
асинхронды вентиляциясы бар, және 4000 кВТ қуатпен орындалатын синхронды
қолданатын. Соңғы жылдары мұнай құбырларында 4000 және 6300 кВт қуатты,
СҮҚЖ (синхронды, үшфазалы, артық қысыммен үрілетін) түріндегі
электроқозғалтқыштарын қолданады.

1.5 Мұнайды тасымалдауға дайындау

Мұнай кен орындарындағы алғашқы өңдеу кезеңі, әдетте, фонтандалған
ұңғылардан сусыз мұнай өндірумен сипатталады. Бірақ, әр кен орындарында
қабаттан мұнаймен бірге судың аз мөлшері , кейін көбірек мөлшері шығып
бастайтын кезеңі туады. Мұнайдың шамамен 60-75% суланған қалыпта
өндіріледі.
Әр кен орындарындағы ұңғылардан шығатын қабаттық сулар , олардың
құрамындағы минералды тұздардың, газ бен микроорганизмдерінің құрамы мен
концентрациясына байланысты бір-бірінен айрықшаланады. Мұнай мен қабат
суының қоспалары көбейген кезде, біреуі екіншісінің көлемінде әртүрлі
өлшемдегі тамшылар түрінде анықталатын, екі ерімейтін сұйықтықтардың (мұнай
мен су) механикалық қоспасы ретінде қарастырылуы қажет эмульсия
қалыптасады. Мұнай құрамында судың болуы, сұйықтық пен оның көбейген
тұтқырлығын тасымалдау көлемінің өсуіне байланысты тасымалдаудың
қымбаттануына әкеледі. Мұнайда судың 0,1% болуы да мұнай өңдеуші
зауыттарының рктификациялық тізбектерінде оның көпіршектенуін
қарқындандырып, өңдеудің технологиялық режимін бұзады және конденсациялық
аппаратураларды ластайды.
Өндірілетін өнімнің сапасы көбінесе бастапқы шикізаттың, яғни мұнайдың
сапасына тәуелді. Егер бұрын мұнай өңдеуші зауыттың технололгиялық
қондырғыларын құрамында минералды тұздар (бір литрге 100-500 миллиграмм)
бар мұнай келетін болса, қазіргі кезде терең тұздалмаған мұнай талап
етіледі, көбінесе мұнады өңдеу алдында оны толығымен тұздан тазарту қажет
болады.
Мұнай құрамында механикалық қоспалардың (құм мен балшық бөлшектері)
болуы мұнай айдаушы құрал-жабдықтарының, құбырлардың қажалып тозуына
әкеліп, мұнай өңдеуді қиындатады, мазуттар мен гудрондардың тұздылығын
өсіреді, жылу беру коэффициентінің төмендеуі мен қатардан тез шығуына
әкелетін пештер мен жылу бергіштерде, тоңазытқыштарды шөгінділерді
қалыптастырады. Механикалық қоспалар қиын бөлінетін эмульсиялардың
қалыптасуына әрекеттеседі.

2 МАГИСТРАЛЬДЫ МҰНАЙ ҚҰБЫРЛАРЫНДАҒЫ ҚЫСЫМНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЕСЕБІ

Мұнай құбырының технологиялық есебіне келесі негізгі тапсырмалардың
шешімдері кіреді:
- мұнай құбырының экономикалық ең тиімді параметрлерін анықау (құбыр
диаметрі, мұнай айдаушы бекеттеріндегі қысымдар, құбыр қабырғаларының
қалыңдығы, мұнай айдаушы бекеттерінің саны).
- мұнай құбыры трассасындағы бекеттің орналасуын анықтау.
- мұнай құбырын пайдалану режимінің есебі.
Экономикалық тиімді параметрлерін берілген құбыр диаметрінің өткізу
қабілеттілігін ұсынылатын бәсекелес құбыр нұсқаларымен салыстыру арқылы
анықтайды. Диаметрінің бірнеше мәндері болған жағдайда құбыр қабырғасының
қалыңджығы мен мұнай айдаушы бекеттерінің санын анықтайтын (әр нұсқа үшін),
гидравликалық және механикалық есептер жүргізіледі. Ең жақсы нұсұаны
келтірілген шығындар бойынша, яғни экономикалық есептеулер арқылы табады.
Мұнай айдау бекеттерінің орналасуын трассаның сығылған қырында
графикалық түрде анықтайды. Пайдалану режимдерінің есебіне бекеттердегі
қысымдарды, олардың алдындағы тіреуіштерді және есептік көрсеткіштерден
айрықшаланатын айдау жағдайларындағы мұнай құқбырының өткізу қабілеттілін
анықтау; мұнай құбырының жұмысын реттеу мәселелерінің шешімдері кіреді.

2.1 Мұнай құбырын технологиялық есептеудің бастапқы деректері

Мұнай құбырының есебі үшін келесі мәліметтер қажет - өткізу
қабілеттілігі. мұнай тұтқырлығы мен тығыздығының температураға тәуелділігі.
құбырды орнату тереңдігіндегі топырақтың температурасы. құбыр материалының
механикалық қасиеттері. техника-экономикалық көрсеткіштер және трассаның
сығылған қырының сызбасы.
Өткізу қабілеттілігі – бекеттердегі қысымдар мен құбыр диаметрін
анықтайтын негізгі фактор. Технологиялық жобалау нормаларында өткізу
қабілеттілігіне байланысты құбыр диаметрінің және мұнай айдаушы
бекеттердегі қысымның мәндері беріледі.
Мұнайдың тығыздығы мен тұтқырлығын зертханалық талдаулар арқылы
анықтайды. Тығыздықты ( 293 К өлшейді. Басқа температураларда:

(Т = (((Т-293)

мұнда: ( - температуралық түзету.
( - 1,825-0,001317( (( тығыздығы текше метрге килограмм етіп
өрнектелуі қажет).
Тұтқырлықтың температураға тәуелділігі график түрінде көрсетіледі.
Бұлай болмағанда кинематикалық тұтқырлық (Т қажетті температурада Т
(есепті) келесі формуламен анықталады

(Т=(0 exp[-u(Т- Т0)], (2.1)

мұнда: (0 - Т0 температурасындағы кинематикалық тұтқырлық.
u – вискограмманың тіке көрсеткіші.

Шаманы анықтау үшін (0 мен Т0 басқа, басқа да температуралардағы
тұтқырлықтың тағы бір мәнін білген жеткілікті.
Есепті температура ретінде құбырдағы мұнай ағымын қабылдайтын ең
төменгі температураны санайды. Бұл температура үйкеліс нәтижесінде ағымның
өзіндік қызуын ескере отырып, құбыр орнатылатын тереңдіктегі топырақтың ең
төменгі температурасымен анықталады. Құбыр орнату терңдігіндегі топырақтың
температурасы іздеу материалдары бойынша анықталады.
Құбыр материалының механикалық қасиеттері МЕСТ сәйкес көрсетіледі.
Сызықты бөліктің күрделі шығынына құбырдың құнымен бірге құбыр
жасақтары бойынша барлық жұмыстардың бағасы кіреді (пісіру, изоляция,
траншеяларды қазу, т.б.). Бекеттің күрделі шығынына құрал-жабдықтардың,
құбырлық коммуникациялардың, ғимараттардың және т.б. құндары кіреді, ал
басты бекеттерге, осылардан басқа – резервуарлық парк құны кіреді.
Сызықты бөлігіне күрделі шығындар қосындысының 80% жуық шамасы жатады.
Сызықты бөлікке күрделі шығынның 45 -50% құбырлардың құнын құрайды.
Пайдалы шығындар келесі негізгі баптардан тұрады: амортизациялық
төлемдер, ағымды жөндеу, майлау, электроэнергия, жылу, өзіндік
қажеттіліктерге кететін электроэнергия, жалақы, күзет ұстау, басқару және
т.б. шығындары. Шығындардың бірінші үш баптары – ең маңыздылары.
Амортизация мен ағымды жөндеуге барлық шығындардың 30-40 пайызы кетеді.
Электро энергия шығындары 40-60 пайызды құрайды.
Пайдалану шығындарының қосындысы айдаудың өзіндік құнын анықтайды –
мұнай құбырының жұмысының үнемділігін сипаттайтын маңызды көрсеткіш.
Экономикалық ең тиімді нұсқаны таңдау үшін пайдалану шығындарды
анықтауда кері жолмен жүруге болады: оларды технологиялық жобалау
нормаларында көрсетілген, айдаудың өзіндік құнымен есептеп алуға болады:

Э=СQL

мұнда: С – айдаудың өзіндік құны.
Q – өткізу қабілеттілігі.
L – мұнай құбырының ұзындығы.
3-суретте көрсетілген трассаның қырын, құбырдың есепті ұзындығын және
геодезиялық шыңдарының әртүрлілігін анықтау барысында қолданады. Қырында
мұнай айдаушы бекеттерін (МАБ) орналастыру жүргізіледі. Қыр – трассаның бір-
біріне тән нүктелері өзара біріктіріліп орналастырылған сызба. Бастапқы
пункттен басталатын қашықтық және осы нүктелердің геодезиялық шыңдары –
олардың координаталары. Осылайша, кез келген екі нүктенің арасындағы
қашықтық оларды біріктіретін сызықтың ұзындығымен емес, ал абцисса осіне
олардың проекциясымен анықталады.

Сурет 3 - Трасса қырымен көрсетілген.

Басқаша айтқанда, қырындағы қашықтықтар гоизанталь бойынша
жүргізіледі. Бұны ескерген өте маңызды.
Трассаның қыры сығылып сызылады: горизантальға қарағанда вертикаль
бойынша масштабы ірілеу болады, сондықтан трассадағы шыңдар мен ойыстар
айқын көрінеді.

2.2 Құбырдың гидравликалық есебінің негізгі формулалары

Құбырдағы сұйықтықтың тұрақталған қозғалысы келесі теңдеумен
бейнеленеді.
, (2.2)

мұнда, p –қысым.
( - сұйықтық тығыздығы.
( - гидравликалық кедергі коэффициенті.
x – ұзындық.
D – құбыр диаметрі.
w – сұйықтық қозғалысының орташа жылдамдығы.
g – еркін түсу үдеуі.
z – инвелирлік шың.
Dp( шамасы dx аумағындағы масса бірлігіне жатқызылатын сұйықтықтың
орын ауыстыру жұмысын білдіреді. Бұл жұмыс [((dxD)(w22)] үйкеліс күшінен
өтуге, сұйықтықтың (dw22) кинетикалық энергииясының өзгеруіне және dz
шыңына сұйықтықты көтеруге шығындалады. ((idem (тамшылы сұйықтық) деп
санаған жағдайда құбырдың тұрақты dw22=0 диаметрінде, интегралдаудан
кейін алатынымыз

, (2.3)

мұнда: L – 1 және 2 нүктелерінің арасындағы қашықтық, яғни құбырдың
ұзындығы.
∆z=z1-z2 – құбыр аяғы мен басының геодезиялық шыңдырының
айырымы.
(2.3) g бөлеміз.

. (2.4)

(2.4) теңдеуіндегі әр мүше масса бірлігіне емес, сұйықтықтың салмақ
бірлігіне, яғни шыңға қатысты жұмысты білдіреді. p1((g) шамасы р1 артық
қысымының әсерінен құбырдың бастапқы нүктесінде пьезометрде сұйықтық
көтерілетін Н1 шыңын білдіреді, p2((g) – Н2 шыңын білдіреді.
Алмастырулардан кейін
,
мынаны аламыз
,
немесе

(2.5)

Жалпы жағдайда Н (немесе p((g)) шамасын арын (арынның өлшем бірлігі –
метр ) деп атайды. Бұл теңдеудің мағынасы былай. Н құбырының бастапқы және
соңғы нүктелеріндегі арынның айырымы – арынның жалпы (қосынды) жоғалтуы. Ол
арынның үйкелістен болатын жоғалтуларынан тұрады.

(2.6)

(Дарси – Вейсбах формуласы) және ∆ z геодезиялық шыңдарының айырымы.
Гидравликалық Х кедергі коэффициенті Re = wDv Рейнольдс санының және
kD кедір-бұдырлыққа қатысты функция болып табылады; k – эквивалентті
абсолютті кедір-бұдырлық, құбырдың ішкі бетінің гидравликалық кедергіге
жағдайлық әсер сипаттайды.
Ламинарлы және турбуленттік ағыстарда салыстырмалы түрде шағын Re
алқабында кедір-бұдырлықтың шығыстары баяу түрде сұйықтықтың ағынымен
ағады, кедір-бұдырылық арынның жоғалуына әсер етпейді және гидравликалық
кедергінің коэффициенті тек Рейнольдс санынан ғана тәуелді болады. Re
артқан сайын, ( коэффициенті кемиді. (=(, (Re) оранласқан аумақ тегіс
үйкеліс аумағы деп аталады. Рейнольдс санының өсуі кедір-бұдырлықтың
дөңдерінен бөліктер айрылатындығына алып келеді. Бұл құбылыс кедір-бұдырлық
неғұрлым үлкен болған сайын, соғұрлым ертерек орын алады. Енді сұйықтықтың
ағысына кедергі тек Рейнольдс санынан ғана емес, сонымен қатар кедір-
бұдырлықтан да тәуелді болады.
(=(, (Re,kD) орналасқан аумақ аралас үйкеліс аумағы деп аталады.
мұнда Re артқан сайын, оның ( әсері жаймен кемиді, ал kD әсері артады
(кедір-бұдырлықтың шығыстарындағы бөліктердің құралуының қарқындылығы
артады ).
Рейнольдс саны көп болғанда ( коэффициенті одан тәуелді болмай қалады.

мұнда ( - тұрақты шама және арынның жоғалтуы жылдамдықтың квадратына тура
пропорционал болғандықтан, (=( (kD) орналасқан аумақ үйкелістің мүлдем
кедір-бұдыр аумағы немесе қозғалыстың квадратты режимінің аумағы деп
аталады.
Ламинарлы ағыс кезінде (Re2000) гидравликалық кедергіні Стокс
формуласы бойынша табады: (=64 Re. Ламинарлы режим тұтқыр мұнайды
айдағанда болады. Тегіс үйкеліс алқабында турбуленттік режим кезінде
(Re3000) ( есептеу үшін Блазиустың эмпирикалық формуласын
пайдаланады. Әдетте бұл формуланы орташа тұтқыр мұнай үшін мұнай құбырларын
есептегенде қолданады.
Кейбір жағдайларды ашық түсті мұнай өнімдерін айдау үшін құбырларды
есептегенде ағыс режимін шамамен квадратты деп санауға болады. Үйкелістің
квадратты заңында А.Д. Альтшуль -( = 0,11( k ⁄ D)0,25 Шифринсон формуласын
пайдалануды ұсынады. Гидравликалық кедергі коэффициентін анықтау үшін
аралас-үйкеліс алқабында әмбебап формулаларын пайдаланады. Олардың
құрылымы Рейнольдс сандарының кіші мәндерінде олар (=( (Re)5 формулаларына
айналады, ал үлкен мәндерінде (=( (kD) формулаларына өтеді. Мұндай
формуланы ең алғаш рет Кольбрук және Уайт ұсынды.

Кольбрук және Уайт формулалары бойынша ( есептеудің нәтижелері
техникалық құбырларда алынған тәжірибелік деректермен сәйкес келеді.
Бірақ бұл формуланың елеулі кемшілігі бар: ( есептеу кезінде дәйекті
жуықтаулар әдісіне жүгіну қажет.
Бұл кемшіліктен Н.З. Френкель және И.А. Исаев ұсынған сәйкес
формулалар (тәжірибелік түрде нақ осындай нәтижелерді беретін) еркін
болады.
Н.З. Френкель
.

И.А. Исаев
.

Альтшуль формуласы ерекше қарапайымдылығымен ерекшеленеді.
.

А.Д. Альтшуль Re kD 10 кезінде оның тәжірибелік түрде Блазиус
формуласымен, ал Re kD 500 кезінде – Шифринсон формуласымен сәйкес
келетіндігін көрсетеді. Осылайша , Re kD = 10 тегіс және аралас үйкеліс
аумақтары арасындағы шекара деп санауға болады. Re kD = 500 – аралас және
мүлдем кедір-бұдыр үйкеліс аумақтары арасындағы шекара. А.Д. Альтшуль
эквиваленттік кедір-бұдырлықтың келесі мәндерін ұсынады: жаңа тігіссіз
болат құбырлар үшін к = 0,01 - 0,02 миллиметр, бірнеше жыл пайдаланғаннан
кейін к = 0,15 - 0,3; жаңа пісірмелі болат құбырлары үшін к = 0,03 - 0,01,
тазалағаннан кейінгі маңызды емес коррозиямен - к = 0,01 - 0,02.
377 миллиметрге дейінгі диаметрлі магистральды мұнай құбырлары үшін к
= 0,125 миллиметр, ал үлкен диаметрлі құбырлар үшін к = 0, 1 миллиметр .
Стокс, Блазиус және Шифринсон формулалары келесі жалпы түрде болады
,
(2.7)
мұндағы: А және m – тұрақты шамала.
m – сұйықтықтың қозғалыс режимінің көрсеткіші деп аталады.
(1.7) формуласын Дарси – Вейсбах (1.6) теңдеуіне қоя отырып, және Re
= 4Q(( D v) ескере отырып, Лейбензонның жалпы формуласын аламыз

,
мұндағы
.
Лейбензон формуласы h(-ның Q тәуелділігі айқын түрде өрнектелуі тиіс
болған жағдайларда қолданылады.
m,A және ( шамалары кесте 1-де келтірілген.

Кесте 1 – Мұнай құбырының жұмысы*
Режим M A (,c

Ламинарлы 1 64
Блазиус алқабында 0,25 0,3164
турбулентті
Үйкелістің квадратты0 (
заңының аумағы

*www.kaztransoil.kz

Lg( = f(lgRe) графигінде (7) тәуелділігі кестеде көрсетілген ағыстар
режимдері үшін, иілу бұрышының тангенсі lgRe осіне m тең болатындай түзу
сызықтар түрінде болады. Аралас үйкелу ауданында ( Re ғана емес, сонымен
қатар kD кедір-бүдірлігіне тәуелді, lg(= f(lgRe) сызықтары толқыма қисық
түрінде болады. Осы аудандағы m ағылу режимінің көрсеткіші – айнымалы шама.
Соңғы жағдайлар Лейбензон фрмуласын аралас үйкелісу ауданында қолдану
мүмкіндігін жоққылады. Бұл үлкен кемшілік, себебі, аралас үйкелісу ауданы
азтұтқырлықты мұнай мен ашық түсті мұнай өнімдерін айдау жүргізілетін,
Рейнольдс сандарының кең интервалын қамтиды. Бірақ есептеу дәлділігіндегі
біраз жоғалтулар арқылы бұл кемшілік жойылуы мүмкін.

Сурет 4 - lg( = f(lgRe) тәуелділігінің графигі.

lg( = f(lgRe) графигінде 4 - суретімен сәйкес қояйық.
Re2 =500(kD)-1 1 (аралас үйкеліс аумағының шекаралары) болатын 2
санымен Шифринсон тік сызығына нүктесін және Re1 =10(kD)-1 болатын Блазиус
тік сызығына 1 санымен нүктесін жүргіземіз. Re1 Блазиус формуласына қойып,
ал Re2 Шифринсон формуласына қойып, lg(1 және lg(2 – 1 және 2
нүктелерінің ординаталарын табамыз. Енді 1 және 2 нүктелері арқылы тік
сызықты жүргіземіз. Оның теңдеуі келесі түрге келтіріледі:

lg( = 0,1271g kD-0,627-0,1231gRe .

100.1271g kD-0,627 = A деп қабылдап , мынаны аламыз

( = A Re0,123 .
(2.8)

lg( = f(lgRe) қисығын 1 – 2 тік сызығымен алмастыру Альтшуль
формуласын (2.7) формуламен алмастырғанға тепе-тең екендігі айғақ. Бұл
Лейбензон формуласын және аралас үйкеліс аумағына таратуға мүмкіндік
береді. (2.7) сәйкес осы аумақ үшін m =0,123 болады. ( коэффициенті kD
тәуелді болады (kD A тәуелді болғандықтан).

.

2.3 Магистральды, лупингті және өндірмелі аймақтардағы гидравликалық
еңіс

H1 = p1((g) және H2 = p2((g) арындарын трассаның қырының алғашқы
және соңғы нүктелерінен бастап вертикаль бойынша 5 - суретке сәйкес
орнатамыз.
H1 және H2 алынған тіліктерінің ұштарын тік сызықпен қосамыз. Осы тік
сызықтың көлбеу бұрышының тангенсі i гидравликалық еңіс деп аталады.

Құбырдың диаметрі – бүкіл ұзындығы бойынша бірдей,
жергілікті кедергілер жоқ, ұзындық бойынша шығын өзгермейді деп
болжамдалады. Сызбадан i = H1 - H2 - ∆zL екендігі к\өрініп тұр. Бірақ
(2.4) өрнегіне сәйкес H1 - H2 - ∆z = h( болады.
Сәйкесінше құбыр ұзындығының бірлігіне келетін үйкеліске арынның
жоғалтуы- гидравликалық еңістің физикалық мағынасы

,
немесе Лейбензон бойынша

келесі жинақы формуланы пайдаланған ыңғайлы болады.

мұндағы

hi және H2 тіліктерінің ұштарын қосатын тік сызық гидравликалық еңіс сызығы
деп аталады. Ол арындардың (ал сәйкесінше, және қысымдардың) құбыр
ұзындығы бойынша үлестірілуін көрсетеді.

Сурет 5 - Гидравликалық еңісті анықтау сұлбасы

Егер трассаның қандай-да бір аймағында параллельді құбыр (лупинг)
немесе басқа диаметрлі құбыр (өндірме) жүргізілген болса, онда ондағы
гидравликалық еңіс магистральдің гидравликалық еңісінен ерекше болады.
Олардағы мұнай қозғалысының режимдерін бірдей деп санайтын боламыз.

Сурет 6 - Құбырдың әр жеріндегі гидравликалық еңісін аламыз.

6 – суретттегі белгілеулерді пайдалана отырып магистральдың

лупингтік аймақтық гидравликалық еңісі

Q1 + Q2 = Q ескере отырып мынаны аламыз
.
(2.9)
мұндағы,

Егер D( = D болса, онда ( = 122-m . бұл жағдайда ламинарлы режим
кезінде ( = 0,5, Блазиус алқабында турбуленттік режим кезінде ( = 0,297,
квадратты аумақ үшін ( = 0,25 болады.
Сәйкесінше өндірме үшін

Лупингті құбыр үшін үйкеліске арынның жоғалтуы жалғыз және
екілендірілген (лупингтендірілген) аймақтарындағы арынның жоғалтуынан
құралатын болады:
h( ( i(L -x) + i( x5 ,
мұндағы x-лупинг ұзындығы.
(1.9) өрнекті ескере отырып, сондай-ақ h( ( i[L –x(1 - ()] жазуға
болады.
Лупингті құбыр үшін арынның толық жоғалтуы

.
(2.10)

Арынның жоғалтуы үшін өндірмелі құбырдың өрнегі сәйкес түрде болады.
Ары қарай әрдайым L қажет болғанда L –x(1 - () немесе L –x(1 - Ω)
өрнектеріне ауыстыру мүмкін болған кезде (2.9) өрнегінің орнына қысқарту
үшін H = iL + ∆z деп жазатын боламыз.
Егер арынның жоғалтуын Q тәуелді түрде өрнектеу қажет болса, онда

,
(2.11)
немесе

(2.12)

формулаларын пайдаланатын боламыз.
Лупингтерді немесе өндірмелерді құбырдың гидравликалық кедергісін
азайту қажет болған жағдайларда жүргізеді.Әрекеттегі мұнай құбыры үшін тек
лупингтің төсемі ғана ақиқат болып шығатындығы айғақ. Жобалағанда талап
етілетін әсерге лупингтермен қатар өндірмелердің көмегімен де қол жеткізуге
болады. Ең жақсы нұсқа жасаққа кететін күрделі қаржылардың шығындарын
салыстырумен анықталуы мүмкін. Арнайы есептеулер келесі қорытындыны жасауға
мүмкіндік берді. Барлық қолда бар жағдайларда металл шығындары бойынша
өндірмелердің тәжірибелік мәні лупингтерден тиімдірек болып шығады. Сонымен
қатар өндірмелерге кететін металдың шығыны олардың диаметрінің кемуімен
азаяды.

2.4 Сорғыш аймақ

Мұнайды сорапқа бағыттайтын мұнай құбырының аймағы сорғыш деп аталады.
Сорғыш құбырға қойылатын негізгі талап, оның бірде бір нүктесіндегі
қысымның айдалатын мұнай буларының серпімділігінен төмен болмауы тиіс
екендігінде. Кері жағдайда төмен қысымды нүктелерде мұнай айдауды өте қатаң
түрде қиындататын булы тығындарды құрай отырып, қайнайды. Сорғыш құбырдың
соңғы нүктесіндегі, яғни, сораптың кіріс келте құбырындағы төмендетілген
қысым кавитацияны туғыза алады. Сорапта ағып жатқан сұйықтықтың
кавитациялық режимінде булардың көпіршіктері бөлінеді және содан кейін
жойылады, жарылады (қайнау және кейін конденсация). Нәтижесінде шу пайда
болады, тозу өседі, п.ә.к. төмендейді, беріліс азаяды. Бірақ сораптың
(сораптық бекеттің) сорғыш жағында қысымның артуы айдайтын жағындағы
қысымның артуына алып келеді,яғни, құбырға механикалық жүктеменің себепсіз
өсуіне алып келеді. Айтылғаннан сораптың сорғыш келте құбырындағы қысымның
шекті түрде төмен, сонымен қатар кавитациясыз жұмыс режимімен қамтамасыз
ету керектігі шығады.
Сораптың (оны Hs деп белгілеу қабылданған) кіріс келте құбырындағы
осы қысымға сәйкес келетін рұқсат етілген арынның
Hs = pу (pg) + ∆hрұқ түрінде өрнектелу керектігі айғақ. Мұндағы pу –
айдалатын мұнайдың қаныққан буларының қысымы (булардың серпімділігі). ∆hрұқ
– рұқсат етілетін кавитациялық қор; экстремальды түрде анықталады. Ол өзіне
кавитацияның болмауына кепілдік беретін, осы аумақтағы арын және кіріс
келте құбырдан сораптағы төмендетілген қысымның аумағына дейінгі арынның
жоғалтуын қосады. Шығыннан ∆hрұқ тәуелділігінің қисықтарын H = H(Q)
сораптарының сипаттамаларымен біріктіреді.

2.5 Құбырдың сипаттамасы. Сорап пен сораптық бекеттің сипаттамасы.
Біріктірілген сипаттама

Құбырдың сипаттамасы деп, арынжоғалтуының шығыннан тәуелділігі
аталады.(2.9) немесе (2.10) теңдеуі – осы тәуелділіктің аналитикалық
өрнегі. Құбырдың сипаттамасы 2.5 H суретте көрсетілген. Сипаттаманың
бастапқы нүктесі-H осы бойынша жоғарыға жүргізілетін ∆z тілігінің соңы,
егер z2 ( z1 немесе төмен, егер z2 ( z1 . v, L және D шамалары
сипаттаманың тікелігін анықтайды. Айдалатын сұйықтықтың тұтқырлығы,
құбырдың ұзақтығы неғұрлым үлкен және оның диаметрі неғұрлым кіші болса,
онда сипаттама соғұрлым тік болады.

Сурет 7 - Құбырдың сипаттамасы.

Есептеулер кезінде Q = 0 сәйкес келетін бастапқы нүктеден сипаттаманы
белгілеудің қажеттігі жоқ. Есептелінетін құбырды пайдаланғанда көзделген
шығындардың тар диапазонында орналасқан үш немесе екі нүктелер бойынша
құбырлардың сипаттамасын салу толығымен жеткілікті болады.
Сораптың сипаттамасы деп, Q берілісінен болатын H онымен дамытылатын
арынның тәуелділігі аталады. Магистральды мұнай құбырларында қолданылатын
центрден тартқыш сораптар үшін сипаттамалар жатық түсуші қисықтардың
түрінде болады. П.Ә.К. жоғары мәндеріне сәйкес келетін сипаттамалардың
аймағы – жұмысшы аумақ. Осы аумақ үшін Н мәнінің Q мәнінен тәуелділігі
келесі өрнекпен аппроксимацияланады.

,
(2.13)

Алайда құбыр мен сораптың (сораптық бекеттің) сипаттамаларының
теңдеулерін бірлесіп шешу қажет болғанда, (2.13) өрнегінің орнына (2.14)

өрнегін қабылдаған дұрыс .

(2.14)

(2.13) және (2.14) формулаларында a және b – сипаттаманың жұмысшы
аумағында алынған нүктелердің координаталарын өңдеумен анықталынатын
тұрақты шамалар. (2.13) немесе (2.14) өрнектеріндегі a - Q = 0 болғандағы
арын; b коэффициенті сипаттаманың тікелігі жөнінде куәландырады.
(2.14) формуласындағы m шамасы құбырдағы арынның жоғалтуы үшін
Лейбензон формуласындағыдай шама.
Сораптардың сипаттамаларын суда жұмыс істеген кезде тәжірибелік жолмен
алады. Мұнайда (тұтқыр сұйықтық) жұмыс істеген кезде Q – H сипаттамасы
төмендейді, аса күштірек болады. судан мұнайға сипаттамасын қайта есептеу
әдістемесін арнайы басқарушылықтардан табуға болады.
Тығыздық Q – H сипаттамасына әсер етпейді: сораппен дамытылатын арын
айдалатын сұйықтықтың тығыздығы өзгергенде өзгермейді.
D сораптың доңғалағының диаметрі, сондай-ақ n айналу жиілігінің
өзгерісімен сипаттаманы өзгертеді.

D*D = Q*Q, D*D = VH*H. (2.15)

Жұлдызшамен өзгертілген жаңа шарттар белгіленген (D( ( D)
доңғалақтарын нүктелегенде немесе (n( ( n) айналу жиілігі азайғанда Q – H
сипаттамасы төмендейді.
D( диаметріне дейін доңғалақты нүктелегеннен кейінгі сораптың
сипаттамасы.
(2.15) – інші формуланың көмегімен алдыңғы сипаттаманың негізінде
алынуы мүмкін. Сонымен қатар бұл кезде осы формулалардың біреуін ғана
пайдаланып, сипаттаманы қайта құруға болмайды.
Егер D доңғалағының диаметріне сәйкес келетін, сипаттамада орналасқан
Q( , H( координаттары мен нүктеден сораптың сипаттамасының өтуі қажет
болса, онда нүктелегеннен кейінгі доңғалақтың диаметрі (2.16).

(2.16)

формула бойынша табылуы мүмкін.
Бұл формула (2.13)және (2.15) өрнектерінен шығарылады. Оған кіретін a
және b – (4.12) формуладағыдай мәндер.
Өзара біріктірілген сораптардың (соммалық сипаттамасын) тобының
сипаттамасын осы топқа кіретін сораптардың сипаттамаларын қосумен
біріктіреді. Кезекпен біріктіруде бірдей шығындағы арындар жиналады, ал
параллельдіде – бірдей арынды шығындар, 8-суретінде көрнекті түрде
бейнеленген. Қосынды сипатындағы теңдеу (2.13) немесе (2.14)
формулаларындағыдай түрде болады.

Сурет 8 - (а) кезекпен және (б) параллельді біріктірілген екі
сораптардың қосынды сипаттамаларын тұрғызу графигі.

Енді мұнай айдаушы бекеті (МАБ және соған жатқыжылатын құбыр) кіретін
мұнай құбырының негізгі технологиялық элементіне өтейік. Ол үшін құбыр
сипаттамасының элементі ретінде құбырдың бастапқы нүктесіндегі арынның
шығынға тәуелділігін, ал мұнай айдаушы бекеттің сипаттамасы – қысым
реттеуші блогының шығысындағы арынның шығынға тәуелділігін алу қажет. Қысым
реттеуші блогының шығысын құбырдың бастапқы нүктесі ретінде қабылдайды.
Соңғы нүкте ретінде мұнайды келесі бекеттің бірінші сорабыга жеткізетін
сору аймағының магистралындағы ойылу нүктесін қабылдаймыз.
МАБ және айдау сұлбасын бейнелейтін 9-суретінде жеке аймақтардың
гидравликалық кедергілері, сипаттық нүктелердегі арындары көрсетілген.

Сурет 9 - Мұнай құбырының негізгі технологиялық элементінің сұлбасы

Белгіленулер: hBC – сору аймағындағы арынның жоғалтулары. hКОЛ –
коллектордағы арынның жоғалтулары, яғни сораптардың құбырлық
байланыстарында және қысым реттеуші блогында . hнач – реттеуші блогынан
магистральдан аймақтағы арынның жоғалтулары. il+∆z – бекеттер арасындағы
айдауға арналған геодезиялық шыңдардың түрлерінен өту және үйкеліс арынының
шығындары, HСТ – қысым реттеуші блогының шығысындағы арын (айдаудың
бастапқы нүктесінде). HВ – бірінші сораптың сорғыш келте құбырының арыны,
∆H – МАБ-қа кіру арыны (немесе айдаудың соңғы нүктесінде).

(2.17)

HВ арынын астыңғы тіреуіш деп атайды. Бұл терминді ∆H үшін де
қолданады. 9-суретіне және екі аралықтык бекеттер арасындағы айдауға
арналған белгілеулерге сәйкес
(2.18)
Аудару нүктесі бар айдау үшін

, (2.19)
мұнда: 1( және ∆z( аудару нүктесіне жатады.
H( - ағымның біртұтастығын кепілдейтін аудару нүктесіндегі арын. Аралықтық
МАБ пен соңғы пункт арасындағы айдау үшін

(2.20)
мұнда Hk =hK+Hрез – соңғы пункттің құбырларындағы hK арын жоғалтуларын,
толтырылған резервуардағы Hрез деңгей биіктігін ескеретін магистраль
соңындағы арын. (1.18), (1.19) және (1.20) формулалары – құбыр
сипаттамаларының аналитикалық өрнектері. Осы жердегі ∆z пен H( басқа барлық
қосындылары шығын функциялары борлып табылады.
МАБ сипаттамаларының аналитикалық өрнегін келесі түрде жазамыз.
.
(2.21)

немесе, (2.17) ескерсек,
,
(2.22)

мұнда: Hдиф – негізгі сораптармен дамытылатын дифференциалды арын. H=H(Q)
зауыттық сипаттамалары бойынша анықталады (қажет болған жағдайда судан
мұнайға).
Басты МАБ үшін және сондықтан

,
(2.23)

мұнда: Hп – астыңғы тіреуішті сораптың шығысндағы арын.
hп – астыңғы тіреуішті сорапты негізгімен біріктіретін құбырдағы арынның
жоғалтулары.
Егер басты МАБ HВ астыңғы тіреуіші астыңғы тіреуішті сораппен
құрылатын болса, онда аралықтық МАБ оның көзі болып алдыңғы бекет табылады.
Екі жағдайда да HВ – астыңғы тіреуіші рұқсат етілетін Hs ең аз мәнінен
төмен болмауы қажет. Кері жағдайда айдау мүмкін емес болады (кавитация).
(2.21), (2.22) немесе (2.23) формулаларына сәйкес тұрғызылған МАБ
сипаттамалары толық деп аталады. Шығынның барлық мәндерінде HВ= Hs болады
деген шарттармен тұрғызылған МАБ сипаттамасы бастапқы деп аталады. Толық
сипаттама HВ - Hs бастапқыдан жоғары орнатылады.
9-суреттегі І және ІІ сызықтарындағы бір сызбада тұрғызылған МАБ толық
сипаттамасы мен құбыр сипаттамасы (айдау МАБ жақын), біріктірілген
сипаттаманы құрайды.
Осы сипаттамаладың қиысу нүктелерінің координаталары МАБ жүйесінің
өткізу қабілеттілігін анықтайды – қысым реттеуші блогының шығысындағы айдау
мен арын. Біріктірілген сипаттамаларының үстінен Hмаг,доп магистралі және
Hкол.доп коллекторы үшін арын шектеулерін көрсететін горизонтальды сызық
жүргізеді. Осы сызықтардың орналасу биіктігі беріктік шартымен мүмкін
болатын арындарға сәйкес. МАБ сипаттамаларының коллеторға арналған шектеулі
қысым сызығының қиылысу нүктесі бекет жұмыс істейтін ең төменгі өткізу
қабілеттілігін анықтайды. 10 - суретте, ал бұл 1 нүктесі.

Сурет 10 - Біріктірілген сипаттамалары

Ең аз шығында қорғаныс іске қосылып, бекет сөнеді. 10-суретіндегі 2
нүкте, МАБ сипаттамаларының магистральға арналған шектеулер қысымының
сызығымен қиылысу нүктесі бекет қысым реттеушісінің көмегінсіз жұмыс істей
алатын ең аз өткізу қабілеттілігін анықтайды. Аз шығындарда қысымды өзінен
кейін бірқалыпты рұқсат етілетін деңгейде ұстап тұратын реттеушілер
қосылады.
Осылайша, 10-суретіндегі 1-2-3 сызықтары МАБ толық сипаттамаларының
(Qmin және Qmax шығындарымен шектелген) жұмысшы аймағы, ал 4-2-3 сызықтары
– сипаттамалардың (қысым реттеушілерінің қозғалысын ескеретін) жұмысшы
аймағы болып табылады. Егер 4-2 магистралындағы қысым шектеулерінің сызығы
10 (б) суретінде көрсетілгендей, 3 нүктесінен төмен өтетін болса, онда
максималды шығын осы сызықтың құбыр сипаттамасын қиып өту нүктесімен
анықталады. Бұл жағдайда МАБ толық сипаттамасының жұмысшы аймағы 1-2
сызығымен көрсетілген, ал қысым реттеушінің жұмысын ескерген кезде – 4-2
кесіндісі. Графикте құбырдың сипаттамасы ретінде келтірілген (2.18), (2.19)
және (2.20) өрнектері талап етілетін арын анықтайды, яғни берілген
шығынды іске асыру үшін қажетті. МАБ толық сипаттамасымен және талап
етілетін арынмен анықталатын арындар арасындағы айырымын еркін арын деп
атайды. Біріктірілген сипаттамада ол МАБ толық сипаттамасы мен құбыр
сипаттамасының арасындағы вертикалды кесінді түрінде бейнеленеді. МАБ
шығысындағы қысым магистраль беріктігі шартынан шыққан рұқсат етілетін
қысымға тең немесе одан кіші болса, еркін арын толығымен келесі бекетке
жіберіледі. Егер магистральға арналған қысым шегінің сызығы, еркін арынды
анықтайтын вертикальды кесіндіні қиып өтетін болса және оны екіге бөлетін
болса, онда келесі МАБ осы кесіндінің тек төменгі бөлігіне ғана сәйкес
келетін арын жіберіледі. Еркін арынның қалған бөлігіі (кесіндінің жоғарғы
бөлігі) реттуші блогында дроссельденуге жатады.

2.6 Арын балансының теңдеуі

Мұнай айдаушы бекетіндегі шығысындағы арын мен құбырдың бастапқы
нүктесіндегі арын (бекеттер арасындағы айдау) бір-біріне тең болады. МАБ
және оған жақын айдаудан тұратын құбырдың басты бөлігі үшін, бұл шарт
(2.22) және (2.17) негізінде келесі түрде өрнектеледі

.

hn = hB қабылдап және белгілеп алатынымыз.

(2.24)
Екінші аймақ үшін, с нөмірлі аймақ үшін және соңғы n аймақ үшін
алатынымыз

.
(2.25)

Біріншілерін қосу арқылы өрнектен, басты МАБ c+1 бекетіне дейінгі
аймақтар үшін арындар балансының теңдеуін аламыз, ал барлық n қосу арқылы –
барлық мұнай құбыры үшін арындар балансының теңдеуі алынады

.

,
(2.26)

мұнда: Lc+1 – мұнай құбырының бастапқы нүктесінен c+1 бекетіне
дейінгі қашықтық.

L – барлық мұнай құбырының ұзындығы. ∆zc+1 және ∆z геодезиялық
шыңдарының айырымы lc+I және L сәйкес келеді. Барлық МАБ бір типті, бекет
жабдықтары бірдей деп саналады. Айдау реттеусіз жүргізіледі деп алынады.
Егер МАБ шектері деп магистралға сору құбырының және қысым реттеуші
блогынан келетін құбырдың ойылу нүктесі алынатын болса, онда Hдиф – hст
мұнай айдаушы бекетімен (hст ішкі коммуникациялардың кедергілерін ескере
отырып) дамытылатын арын ретінде болады. (2.25) және (2.26) теңдеулерінің
мағынасы: бекеттермен дамытылатын арын құбырдағы арын жоғалтуларына тең.
Hдиф – hст шығынға тәуелділігін МАБ сипаттамасы деп санауға болады. Кейбір
жағдайларды оны келесі түрде өрнектейді
Hдиф – hст = a-bQ2-m .
Арын балансының теңдеуі (2.26) келесі түрде
,
(2.27)
мұнда: Q – нақты шама.
Hп және Hк тұрақтылар деп санай отырып, (27) өрнектен

мұндағы, Q – сораптық бекеттер – құбыр жүйесіндегі шығынды алуға
болады.

Арындардың балансы мен құбырдағы шығынға сораптарды берудің теңдігі
(айдаудың материалдық ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Магистралды мұнай құбыры
Мұнай құбыры топтарындағы мұнай тасмалдау технологиясы
Магистралды мұнай құбырларының сорапты станцияларын автоматты басқару жүйесін құру
Мұнай қыздыру пешін автоматтандыру
Магистралды құбырөткізгіштер
Магистралды мұнай құбыр арқылы жоғарғы тұтқырлы мұнайды айдау
Магистралдық мұнай құбырларының сорапы станцияларын автоматтандыру жүйесін құру
Бағалы қағаздардың азаматтық құқықтың объектісі ретіндегі орны
Магистральдық мұнай және мұнай өнімдері құрылғыларының құрамы
Мұнай құбырларын өлшеу жүйелерін блоктау
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь