Магистралды мұнай құбырының гидравликалық есебі

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Место для титулки

Мазмұны

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1. Магистральді мұнай құбыры туралы негізгі
мәліметтер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.1 Магистралды құбырдың
тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..5
1.2 Магистралды құбыр орналасқан аймақтың географиялық, климаттық және
топографиялық
жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .6
2. Технологиялық есепке қажетті мәліметтерді
өндеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 8
3. Магистралды құбырдың өтімділігін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
4. Магистралды құбырдың механикалық
есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .11
5. Магистралды мұнай құбырының гидравликалық
есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... 13
6. Магистралды құбырдың негізгі және көмекші жабдықтарын
таңдау ... ... ...15
7. Магистралды мұнай құбыры мен айдау бекеттерінің біріккен жұмысы ... ...20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
Қолданылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... 28

КІРІСПЕ

Көмірсутекті өндіруді жүргізу және құбыр көлігінің дамуының
маңыздылығы мен перспективаларын ескере отырып, Қазақстан көмірсутекті
экспорттық бағыттарды жоспарлауда көпвекторлы саясатқа және құбыр жүйелерін
пайдаланудың барынша тиімділігіне сүйенеді. Мұнай мен газды өндірудің өсуі
мұнай және газ тасымалдау инфроқұрылымын дамытудың қажеттілігіне әкеледі.
Сондықтан бүгінгі таңда қолданыстағы көлік жүйелерін дамыту бойынша
белсенді жұмыс жүргізілуде және Қазақстандық көмірсутек шикізатын
экспорттау үшін жаңа бағыттар жобалары әзірленуде. Қазіргі уақытта
Қазақстандық мұнай тасымалдау жүйесі тасымал көлеміне қарай және экспорттық
бағыттар бойынша тасымалдау талаптарына жауап береді. Болашақта, бүгінгі
таңда әзірленген жобаларды ескере отырып, өндіріс көлемінің ұлғаюына қарай
жүйенің сыйымдылығы өседі. ҚазМұнайГаз ҰҚ АҚ мұнай тасымалдаудың 65
пайызын, газ тасымалдаудың 100 пайызын және Қазақстан Республикасында
жүзеге асырылатын танкерлермен тасымалдаудың 50 пайызың қамтамасыз етеді.
Мұнай құбырлары арқылы ҚазТрансОйл АҚ, КазТрансГаз АҚ газды тасымалдау,
танкерлермен тасымалдауды ҚазМорТрансФлот ұлттық теңізкеме компаниясы АҚ
жүзеге асырады.
Қазақстан Республикасының мұнай өнімдеріне ішкі қажеттіліктері мұнайды
өндіру көлемімен салыстырғанда өте аз мөлшерде, сондықтан республиканың
мұнай – газ саласы көбінесе экспортқа бағытталған: сыртқы нарыққа мұнай
көлемінің 90% бағытталады. 2013 жылы Қазақстан экспортқа 60,8 млн тонна
мұнайды шығарған, бұл көрсеикіш 2012 жылмен салыстырғанда 6,5 есе көп.
Жылына кемінде 20 млн тонна өткізу қабілеті бар қазақстандық-қытай
құбыры ірі және қарқынды дамып келе жатқан нарыққа жаңа экспорттық бағытты
ашады. Бұл бағыт Қазақстанның энергетикалық қауіпсіздігін қамтамасыз етуге
мүмкіндік береді, өйткені ол республиканың батыс мұнай өңірлерін Павлодар
мен Шымкенттің ірі мұнай өңдеу зауыттарымен байланыстырады, сондай-ақ ел
ішінде мұнай бөлу мәселесін шешеді. Жоба Қазақстан мен Қытай үкіметтерінің
қолдауына ие. Алайда, бұл құбырдың тәуекелі - бұл біріңғай сатып алушыға
бағытталған экспорт. Сонымен қатар, саяси, экономикалық және экологиялық
тәуекелдердің төмен деңгейі осы жобаны перспективалы бағыттардың бірі
ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.
Жобаның мақсаты мен міндеті: Атасу – Алашанькоу магистральды мұнай
құбырының өтімділігін, технологиялық, механикалық, гидравликалық есебін
есептеп, негізгі және көмекші жабдықтарын таңдап, мұнай құбыры мен айдау
бекеттерінің біріккен жұмысының сипаттамасын тұрғызу.

1. Магистральді мұнай құбыры туралы негізгі мәліметтер.

Мұнай құбырының трансұлттық сипатын, жобаның ауқымын және күрделілігін
ескере отырып, жұмыстарды орындау, желілік құбырларды шығару және қабылдау,
жабдықтар мен материалдардың сапасын тиісінше бақылауды қамтамасыз ету
үшін Moody Inetrnational LLP (Ұлыбритания) мамандандырылған ұйымы
тартылды. Оның халықаралық стандарттарға сәйкестігін қамтамсыз етуші жоба
менеджері ILF Engineering компаниясы (Германия) болды.
Барынша қысқа мерзімді ескере отырып, құрылыстың қызған кезінде жобаға
2400-ден астам адам және 1300 бірлік ауыр техника мен жабдықтар
жұмылдырылды. Мұнай құбырының трассасы көбіне өте күрделі жерлерді:
құмдардан (100 шақырымнан аса), батпақты жерлерден (62 шақырымдай), 5-ші
және 6-ші санатты жартасты топырақтан (263 шақырым) қиып өтті. Бұл ретте
құбырдың барлық ұзына бойына орташа орналасу тереңдігі 2,5 метрді құрады.
Температураның айтарлықтай төмендеуі, ұдайы күшті желдер, тасқын және
жаңбыр суларының жоғары деңгейі сияқты қытымыр ауа райы да қосымша
қиындықтар туғызды. Құрылысшылар темір жолдар арқылы 3 өткел, ІV-санаттағы
автожолдар арқылы – 17 және өзендер арқылы – 13 өткел жасалды.

1. Адгезив
(қалыңдығы 170 нанометр)
2. Эпоксидттік ұнтақ
(қалыңдығы 120 нанометр)
3. Болат құбыр – Х60 болат
(диаметрі 813 мм, қалыңдығы 11,9 мм)
4. Полиэтилен жабынды

(қалыңдығы 3,2 мм)
(1 суретте)

(сурет 1)
Атасу – Алашанькоу мұнай құбырының параметрлері:
• Қазақстанның Қарағанды облысының Атасу станциясынан бастап
ДружбаАлашанькоу теміржол терминалы ауданындағы Қытай шекарасына
дейінгі мұнай құбырының ұзындығы – 965 шақырым,
• Мұнай құбырының диаметрі - 813 мм,
• Жобалық өткізу қабілеті – жылына 20 млн тонна.
Атасу – Алашанькоу мұнай құбыры жобасын іске асыру үшін жұмылдырылғандар:
• 6100 – маман,
• 2200 – әр алуан машиналар мен механизмдер,
• $688,4 млн – құбыр салу құны.
1.1 Магистралды құбырдың тарихы.

Каспий ресурстарын тасымалдау бағыттары үшін күрес өршіп тұрған кезде
Президент Нұрсұлтан Назарбаев 2004 жылы мамырда сапармен ҚХР-ға барды, онда
Атасу–Алашанькоу мұнай құбыры құрылысының негізгі қағидаттары туралы
келісімге қол қойды. ҚазМұнайГаз ұлттық мұнай-газ компаниясының
Президенті Ұзақбай Қарабалин және Қытай ұлттық мұнай корпорациясының (CNPC)
Бас директоры Чэнь Гэн құжатқа өз қолдарын қойды. ҚР Басшысы Нұрсұлтан
Назарбаевтың Қытайға сапары барысында қол қойылған келісім осы жобаның
бастамасы болды, бұл жобаны іске асыру туралы тараптар 1997 жылы алғаш рет
сөз қозғады және өз ниеттері туралы тиісті құжаттар жасасты.
Осы оқиғадан көп ұзамай, 2004 жылы маусымда жобаны іске асыру
мақсатында Қазақстан – Қытай құбыры ЖШС құрылды, ҚазТрансОйл АҚ және
мұнай және газды барлау және әзірлеу жөніндегі Қытай ұлтық корпорациясы
бірдей үлес негізінде оның қатысушысы болды.
2004 жылы қазанда Қарағанды облысының Атасу станциясында Атасу –
Алашанькоу мұнай құбырының құрылысы басталды. Құрылыс жұмыстарының
басталуына орай стеланың ашылуы және құбырдың бірінші түйіскен жерін пісіру
рәсімі өтті. Салтанатқа ҚазМұнайГаз ұлттық мұнай-газ компаниясының,
ҚазТрансОйл ірі мемлекеттік мұнай тасымалдау компаниясының басшылары және
Қытай тарабының өкілдері қатысты.
Мұнай құбырының трассасы Қарағанды, Шығыс Қазақстан және Алматы
облыстарының аймақтары бойынша Атасу – Ағадыр – Ақшатау – Ақтоғай – Үшарал
БМАС маршруты бойынша тартылады және Қытайдағы теміржол станциясында
аяқталады.
2005 жылы 15-желтоқсанда Қазақстан Республикасының Тәуелсіздік күні
қарсаңында, салтанатты түрде Атасу – Алашанькоу құбыры пайдалануға берілді.
Атасу – Алашанькоу магистралды мұнай құбыры құрылысының аяқталуы және оны
толтыру ісінің басталуына арналған салтанатты рәсім ҚазТрансОйл АҚ
Атасу бас мұнай айдайтын станциясында (БМАС) өтті. ҚазТрансОйл АҚ Бас
диспетчерлік басқармасының насос агрегатын ел Президенті Нұрсұлтан
Назарбаев іске қосты.
2006 жылдың шілдесінде Атасу – Алашанькоу мұнай құбыры пайдалануға
берілді және алғашқы алты айда 2,2 млн. тонна тасымалданды, ал 2007 жылы
мұнай тасымалдау көлемі жылына 4,8 млн. тоннаға дейін өсті.
2013 жылғы желтоқсанда Атасу – Алашанькоу мұнай құбырының әлеуетін
одан әрі дамыту және іске асыру мақсатында ҚазТрансОйл мен Роснефть бес
жылдық келісімге қол қойды.
Атасу – Алашанькоу мұнай құбырының осындай қарқынды дамуы
Қазақстанға мұнай тасымалдау жүйелеріне көп векторлы стратегияны енгізу
ғана емес, сонымен қатар жоғары бәсекелес ортада стратегиялық шикізатты
сату үшін сенімді арнаны қамтамасыз ету. 2006 жылы Атасу – Алашанькоу
ұшырылған сәттен бастап және 2016 жылдың маусым айына дейін мұнай құбыры
арқылы Қытайға 92 млн. тоннадан астам мұнай тасымалданды.
1.2 Магистралды құбыр орналасқан аймақтың географиялық, климаттық және
топографиялық жағдайы.

Атасу –Алашанькоу магистральды мұнай құбырының бағыты Қазақстанның үш
облысының аумағы арқылы өтеді: Қарағанды, Шығыс Қазақстан және Алматы –
Қытай аумағында Алашанькоудың соңғы нүктесіне дейін (сурет 2).

(сурет 2)
Қарағанды облысы – Қазақстан Республикасының орталығында, Сарыарқаның
оңтүстік жарты бөлігінде орналасқан (суроет 3).
Климаты тым континенттік және өте құрғақ. Негізгі климат түзуші
факторлардың бірі – күн сәулесінің ұзақтығы, ол жылына 2300-2500 сағат; ең
жоғары орта айлық мәні шілдеге келеді. Облыс аймағы негізгі үш түрлі ауа
массалары ықпалында болады: арктикалық, полярлық (қоңыржай белдеу ауасы),
тропиктік. Жылдық суық мезгіліндегі ауа-райының қалыптасуына азия
антициклонының батыс тармағы үлкен әсерін тигізеді. Қыста ашық ауа райы
басым. Көктемде антициклондық ауа-райы режимі сақталып, құрғақ әрі желді
ауа райы тұрақсыздығымен ерекшеленеді. Ауаның салыстырмалы ыылғалдылығының
ең жоғары мәндері қыста байқалады.

(сурет 3)

Шығыс Қазақстан облысы – Қазақстан Республикасының солтүстік-шығысында
орналасқан (сурет 4).
Облысының климаты бұл – маусымдық және тәуліктік температура
айырмашылығымен күрт континентальды климат. Жаз – ыстық және орташа құрғақ,
ал қыста суық және қарлы, таулы аймақта бұл қалыпты суық. Қыстың шөлейттері
мен далаларында қалыпты құбылыс – бұл боран, бұл аралық тауларда жиі
инверсивті тұман болып табылады.
• Ең көп жазғы температура: +45ºС дейін жетуі мүмкін.
• Орташа жазғы температура: +25ºС-ден +35ºС-дейін.
• Орташа жылдық жауын-шашын: 300-ден 600 мм-ге дейін, тауларда
шамамен 900 мм, 1500 мм-ге дейін.

(сурет 4)
Алашанькоу қаласы ҚХР-ның Шыңжаң-Ұйғыр автономиялық өлкесінің (СУАР)
Боро-Тала-Моңғол автономиялық аймағында орналасқан (5 суретте). Ол жердің
климаты – құрғақ, күрт континентальды.
▪ Орташа температура қыста: -12ºС
▪ Орташа температура жазда: +27ºС
▪ Орташа жылдық жауын-шашын: жазықтарда 200 мм-ге дейін,
тауларда 800 мм-ге дейін.

(сурет 5)

2. Технологиялық есепке қажетті мәліметтерді өндеу.

Құбыр өткізгіштердің жылулық және гидравликалық есептерін орындау үшін
өнімнің физикалық қасиеттерін білуіміз қажет. Мұнайдың физикалық
қасиеттеріне мыналар жатады: тығыздығы, жылдамдығы, жылу өткізгіштік
қабілеттілігі және т.б.
Мұнайдың тығыздығы есеппен алғанда 800÷1000 кгм3 аралығында болады.
Мұнайдың тығыздығы төмендегі теңдеу арқылы анықталады:

(1)
Мұндағы:
ρ293 - мұнайдың 293 К температурадағы тығыздығы,
ρ293=810,4 кгм3;
ξ - температуралық түзетулер. Ол төмендегі теңдеу бойынша

анықталады [9]:

,
(2)

Т- тасымалданатын мұнайдың температурасы, Т=313 К.

Мұнайдың тағы бір физикалық қасиеті - жылу сыйымдылығы. Мұнайдың жылу
сыйымдылығы мына аралықта 1600 ... 2500 Дж(кг·К) өзгереді. Тәжірибе
жүзінде көп жағдайда жылу сыйымдылықтың орта мәні Ср=2100 Дж(кг·К)
қолданылады.
Берілген 325 К температурадағы мұнайдың жылу сыйымдылығын Крего-Смит
теңдеуі арқылы анықтайды [9]:

,
(3)

Мұнайды тасымалдау және сақтау кезінде негізгі орын алатын
қасиеттерінің бірі - жылу өткізгіштігі. Мұнайдың жылу өткізгіштігі
аралығында болады. Дәл мәнін анықтау үшін арнайы есептеулер жүргізіледі.
Бұл есептеулер Крего теңдеуі арқылы жүзеге асады [9]:

(4)

Мұнайдың тұтқырлығы - басты маңызды сипаттамалардың бірі, өйткені,
одан құбыр өткізгіштің гидравликалық кедергісі үлкен дәрежеде тәуелді
болады. Техникалық есептеулерде кинематикалық тұтқырлық қолданылады. Мұның
барысында жұмыс температуралардың өзгерісінің ықтимал диапозоны үшін
алынған зертханалық берілгендерді қолдану ұсынылады. Бас айдау бекетінде
күнделікті екі рет тасымалданатын мұнайдан үлгі алынып, зертханаға
жіберіледі.
Жұмысшы қысымның 10 мПа- ға дейін өзгерісі кезінде мұнайдың
тығыздығы, жылу сыйымдылығы, жылу өткізгіштігі коэффициенті және
кинематикалық тұтқырлық онша өзгеріске ұшырамайды, сондықтан да
есептеулерде бұл параметрлерге оның әсері ескерілмейді.

3. Магистралды құбырдың өтімділігін есептеу.

Мұнай құбырының тәуліктік тасымалдау өнімділігі төмендегі теңдеу
арқылы анықталады [9]:

, м3тәу
(5)

Мұндағы: Gж- құбырдың жылдық өткізгіштік қабілеті, тжыл
ρ е- мұнайдың есепті тығыздығы, кгм3
Nж- құбырдың бір жылдағы жұмыс істейтін күні, 2-кестеден
қабылданды.
Магистралды мұнай құбырының жұмыс істеу күні оның диаметрі мен ұзындығына
байланысты қабылданады (2- кесте).

Кесте 2. Магистралды құбырдың жылдық жұмыс істеу күні [9,10].

Құбыр ұзындығы, км Құбырдың диаметрі, мм
≤ 820 820
250 357 355
250500 356 355 353 351
500700 354 352 351 349
700 352 350 349 345

Қабылданған мәндерді 5- теңдеуге қойып, мәнін анықтаймыз.

м3тәу
Осы тәуліктік тасымалдау мөлшеріне байланысты сағаттық және секундтық
өнімділігін төмендегі теңдеулермен анықтаймыз.

,м3сағ
(6)

м3сағ

, м3с
(7)

м3с

Магистралды құбырдың есепті диаметр келесі теңдеу арқылы есептелінеді.

мм
(8)

Мұндағы: ω-айдаудың келтірілген жылдамдығы. Ол 6-суретте [10] көрсетілген
графиктен таңдалынып алынады, ω═1,7 мс.

(сурет 6)

м
Осы табылған диаметрдің есепті мәніне байланысты стандартқа сәйкес ең
жақын құбырдың сыртқы диаметрін қабылдаймыз. Одан әрі есептеулер жүргізіп
құбырдың ең тиімді диаметрін қабылдауымыз қажет. Ол үшін табылған құбыр
диаметріне ең жақын стандарт бойынша Dс=720 мм қабылдаймыз. Біз бұл
диаметрге қосымша бір стандарт жоғары, яғни 820 мм және бір стандарт төмен,
яғни 780 мм құбыр диаметрін қабылдап, есептеулер жүргіземіз де, оларды
кесте түрінде жазамыз. (сурет 7)

(сурет 7)

4. Магистралды құбырдың механикалық есебі.

Бұл есептерде құбырдың қалыңдығы, оны беріктікке және орнықтылыққа
тексеру жүргізіледі. Мұнай тасымалдау құбырының механикалық есебі келесі
реттілікпен жүреді:
Магистральді мұнай тасымалдауға арналған құбырдың қалыңдығын
анықтаймын. Магистральді мұнай тасымалдауға арналған құбырдың ішкі
диаметрін анықтау үшін құбыр қабырғасының қалыңдығы есептелінеді.
Магистральді құбыр қабырғасының қалыңдығы төмендегі теңдеу арқылы
анықталады [9]:

(9)
Мұндағы:
ne – құбыр материалының салмаққа төзімділік коэффициенті, ne=1,1
[9];
Р – құбырдағы жұмысшы қысым, МПа. 1.3-кестеден қабылданады, [9];
R1 – құбыр металлының есепті кедергісі, ол төмендегі теңдеу
арқылы анықталады [9]:

мПа
(10)
Мұндағы: RH1- пісіріп біріктірулер мен құбыр металлының созылуға
нормативті кедергісі, ол болаттың үзілуіне
уақытша
кедергісіне тең деп, Г-қосымшасынан қабылданады
[11];
my- категориясына байланысты құбыр өткізгіштің жұмыс
шартының коэффициенті, my= 0.75 [9];
К1- материалға байланысты беріктік коэффициенті, К1=1.4
деп
4.1- кестеден алынады [9];
KH- құбырдың диаметріне байланысты төзімділік
коэффициенті. Егер құбырдың диаметрі D≤ 1000 мм болса, КН1=1; егер
D 1000 мм болса КН1=1.05 [9]
Жоғарыдағы мәндерді пайдалана отырып құбыр металының есепті
кедергісін, құбырдың қабырға қалыңдығын анықтаймыз.

Есептелінген құбыр қабырғасының мәнін стандартты деңгейіне дейін
жоғарылатып дөңгелектеп аламыз [9,10]. Яғни, менің 780 мм диаметрлі
құбырымның қалыңдығы 9 мм болады. Ары қарай жоғарыда таңдалған құбырлардың
қалыңдықтарын анықтаймыз.

Құбырдың ішкі диаметрі төмендегі теңдеу арқылы есептелінеді [9]:

, мм
(11)
Мұндағы:
D - құбырдың сыртқы диаметрі, мм
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.