Проектирование нефтепроводов необходимо не только в сфере нефтедобычи, но и в других отраслях производства: химической, медицинской, пищевой, металлургической, тяжелой промышленности и ряда других, где требуется доставка нефти и нефтепродуктов.
Проектирование такого сооружения – занятие ответственное и выполняется квалифицированными проектировщиками. В результате получается проект, который позволяет построить нефтепровод без перерасхода средств и материалов, при сохранении эксплуатационных характеристик. В нашей статье мы расскажем о том, как осуществляется проектирование нефтепроводов и на какие этапы оно разбито.
Группы нефтепроводов
Нефтепроводы предназначены для транспортировки нефти и продуктов ее переработки. В последнем случае также применяется термин «нефтепродуктопровод» или, в зависимости от конкретного вида нефтепродукта, «бензинопровод», «мазутопровод» и т. д.
Все эти трубопроводы также классифицируются по своему назначению:
- промысловые (по ним подается сырая нефть непосредственно от добывающих скважин к различным устройствам для подготовки нефти в пределах промыслового участка);
- местные (связывают промыслы или пункты нефтепереработки с главными узлами магистральных нефтепроводов);
- магистральные (предназначены для перемещения подготовленной нефти и нефтепродуктов от промысловых участков и нефтехранилищ к потребителям — на нефтебазы, перевалочные узлы, нефтеналивные пункты и терминалы, промышленные предприятия и т. д.);
- технологические (по ним нефть транспортируется в пределах одного предприятия или их группы для внутренних технологических нужд).
Технологическая нефтепроводная инфраструктура помимо собственно трубопроводов состоит из различных арматурных систем (запорной, регулирующей, предохранительной), фильтров, систем выравнивания давления и других устройств. Сеть данного вида нефтепроводов ограничивается входными и выходными задвижками нефтеперекачивающих станций.
Состав проектной документации для нефтепровода
Проектирование нефтепроводов выполняется квалифицированными инженерами. Помимо собственно разработки проекта специалисты проводят комплекс работ по инженерным изысканиям. Результаты изыскательных мероприятий позволяют учитывать особенности топографии и геологии местности, всецело изучить окружающий ландшафт.
Проектная документация включает в себя несколько разделов. Их количество определяется требованиями к конкретному нефтепроводу. Обязательно должны присутствовать следующие разделы:
- задание на проектирование нефтепровода, пояснительная записка;
- планировка участка с указанием зон подключения и перекачки нефти;
- архитектурные, строительные, инженерные и иные решения, позволяющие определить расположение начальных и конечных точек нефтепровода;
- принятые варианты конструкции;
- описание технологии для обустройства элементов инженерной инфраструктуры на промышленном участке;
- проект организации строительства с указанием всех этапов запланированных работ;
- список противопожарных и природоохранных мероприятий;
- сметная документация по строительным работам.
Отдельное внимание уделяют методике прокладки трубопровода. Чаще всего нефтепроводы прокладывают под землей, однако в некоторых случаях целесообразен надземный вариант размещения на опорах. Наземная прокладка используется гораздо реже как исключение при необходимости преодоления сложных форм рельефа или переувлажненных участков.
Проект нефтепровода подразумевает создание инженерного объекта, его безопасную эксплуатацию и периодическое обслуживание. Профилактика и ремонт проводятся в соответствии со следующей нормативной документацией:
- СНИП 3.05.05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы»;
- РД 39-132-94 «Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов»;
- Методика оценки остаточного ресурса технологических трубопроводов.
Порядок проектирования нефтепроводов
Проектирование магистрального нефтепровода и его возведение должны утверждаться соответствующими министерствами и ведомствами РФ. Далее необходимо определить заказчика, генерального подрядчика и проектную организацию.
Магистральные трубопроводы проектируются в порядке, утвержденном действующими нормами. Так, сначала формируются технико-экономическое обоснование и задание на проектирование, затем создается технический проект с чертежной рабочей документацией. Сам процесс проектирования можно разбить на 2 крупных этапа:
- подготовительный этап;
- непосредственно разработка проекта.
Обоснование технико-экономической части (ТЭО) и задание на проектирование формируются на подготовительной стадии. Также в рамках этого этапа проводят инженерные изыскания. Проектирование в свою очередь могут разбивать также на две части: технический проект и создание рабочих чертежей. Либо создается единый технорабочий проект.
Разработка ТЭО осуществляется проектировщиками, после чего документ направляется на экспертизу в министерство. Затем он должен пройти согласование в Госплане. Технико-экономическое обоснование в основном требуется в случае крупных и сложных проектов нефтепроводов для определения целесообразности капиталовложений. Перед этим разрабатывается технический (или технорабочий) проект, который впоследствии является составной частью задания на составление обосновательной части.
Составление технико-экономического обоснования подразумевает под собой тщательную проработку вариантов и выбор наиболее оптимального из них с выводами и рекомендациями. Выбранный вариант должен обосновываться путем описания целесообразности будущего строительства, указания сроков и этапности строительных работ. Здесь также приводится список мероприятий, которые потребуется решить силами других отраслей. Задание на техническое или технорабочее проектирование также прикладывается к ТЭО. Оно рассматривается и утверждается соответственно на этапе экспертизы и утверждения ТЭО.
Задание на разработку проекта формируется заказчиком совместно с проектировщиком. Оно должно основываться на технико-экономическом обосновании с учетом технической возможности предлагаемых решений.
Необходимая информация, которая должна быть отражена в задании:
- характеристика местности и условий прокладки трубопровода;
- название нефтепродукта для транспортировки по проектируемому трубопроводу, сведения о качестве этого продукта;
- проектные объемы перекачки, сведения о потребителях продукта;
- режим работы нефтепровода;
- список материальных ресурсов для обеспечения строительных работ;
- список требуемых для строительства технических сооружений;
- плановые сроки на проектные и строительные работы;
- мощностные и прочие характеристики подрядной строительной организации.
Помимо задания на проектирование от заказчика потребуется предоставить исходную информацию, требуемую для проектных работ, а также документальное подтверждение финансового обеспечения для выполнения проектирования. Это регламентируется требованиями СН 202-76.
Задание, утвержденное органами власти, передается вместе с остальными документами проектировщикам. Затем проектная компания организует и проводит инженерные изыскания для выбора наиболее оптимального направления трубопровода. Полученные в ходе изыскательских работ материалы включаются в проект и передаются непосредственно строителям.
В техническом проекте по данным изысканий определяются технико-экономические показатели эксплуатации нефтепровода, перечисляются основные решения по прокладке этого объекта, выдается полная смета всего строительства.
Данные сведения приводят в соответствующих разделах:
- пояснительная записка,
- технико-экономическая и технологическая части;
- генеральный план будущего нефтепровода с графической частью;
- раздел по рекультивации участка;
- блок, посвященный организации труда и производства в ходе эксплуатации трубопровода;
- блок, посвященный организации строительных работ;
- сметная часть;
- раздел, решающий вопросы жилищного и культурно-бытового строительства.
Точный состав технического проекта должен учитывать используемые в данной отрасли промышленности образцы проектной документации. К данному документу также прилагается спецификация применяемых материалов и оборудования.
Технический проект утверждается проектировщиками и передается заказчику, который в свою очередь на основе выданных материалов оформляет заявку на приобретение необходимых стройматериалов и технического оснащения. Данная заявка отправляется генподрядчику.
Как известно, если проектирование выполняется в одну стадию, составляют технорабочий проект. В нем должны быть перечислены основные вопросы, решаемые в рамках технического проекта без детального описания решений, принятых в ТЭО. Изложенные пункты должны касаться технологии производства оборудования и связанных с ней решений, количества требуемых ресурсов (в том числе сырья), очередности строительства, генерального плана проектируемого объекта, различных показателей строительства. Технорабочий проект, как правило, разрабатывается при проектировании несложных и небольших участков трубопроводов и вмещается в себя также рабочие чертежи.
Нюансы проектирования трубной системы для нефтепровода
Проектная организация должна оценивать высокую степень ответственности, налагаемой на строительство проектируемого объекта. На эксплуатацию нефтепровода будут влиять несколько важных факторов:
- химическое воздействие;
- коррозионные процессы;
- высокая влажность, риск развития плесени и микроорганизмов;
- повышенное внутреннее и внешнее давление;
- частота использования и естественный износ;
- высокие температуры, резкие ее перепады и т. д.
Помимо внешнего воздействия трубопровод подвергается влиянию транспортируемого продукта. Сама субстанция может быть жидкой, вязкой, сыпучей и включать в себя жиры, различные взвеси твердых частиц, иные элементы, способные повредить инженерные коммуникации. Все эти факторы необходимо учитывать в процессе проектирования.
Нефтепровод — одна из наиболее сложных и трудозатратных коммуникаций, на проектирование и прокладку которой уходит достаточно много времени. Связано это с использованием тяжелых металлов при производстве, с необходимостью проведения сварочных, утеплительных и прочих работ в процессе монтажа. Ошибки в строительстве и эксплуатации недопустимы, так как это чревато серьезными и даже катастрофическими последствиями. Поэтому нормы проектирования нефтепроводов и газопроводов должны неукоснительно соблюдаться, а схемам данных коммуникаций необходимо уделять повышенное внимание.
В чертежной документации трубопроводы отображаются в виде совокупности следующих частей:
- Линия — прямолинейный или ломаный участок коммуникации, не имеющий на своем протяжении разветвлений.
- Узел — соединение нескольких линий, оборудованное механизированной или автоматизированной регулировочной системой. Узлы предусматриваются на участках, где в будущем планируется модернизация или укрупнение производства. Это дает возможность не прерывать производственный цикл при подключении новых линий. В зависимости от конфигурации различают плоскостные (соединение в одной плоскости) и пространственные (соединение в нескольких плоскостях) узлы.
- Элемент — небольшой отрезок трубопровода, имеющий сварные соединения с другими частями коммуникации.
- Блоком называют часть системы, выполняющую определенную функцию. Например, одна линия может делиться на несколько функциональных блоков, каждый из который закреплен за конкретным производственным цехом или обслуживается конкретным оборудованием.
- Соединительные детали включают в себя различные отводы, переходники, тройники, заглушки, фланцы, прокладки и т. д.
- Секция — это конструкция, производимая в заводских условиях и затем транспортируемая к месту монтажа. Составляющими этих изделий служат отрезки труб и соединительные элементы. Не включаются в секции контрольные устройства и механизмы.
Проектная организация фактически выполняет роль конструкторского бюро, собирающего единую систему из нескольких составных частей. Проектирование нефтепроводов регулируется нормами СНиП 3.05.05-84 С. 7 и СП 527-80, поэтому проектную работу выполняют в программном обеспечении, содержащем в себе все необходимые нормативы.
На практике сегодня наблюдается усложнение конфигураций трубопроводных систем. Это связано со стремлением промышленных предприятий минимизировать объемы отходов производства. В результате сети коммуникаций становятся все более запутанными.
Вместе с тем производители трубопроводов выпускают сборно-разборные конструкции, позволяющие собирать требуемую конфигурацию как конструктор. В прежние времена в распоряжении проектировщиков были лишь трубы и колена. Нынче у заводов, производящих трубопроводы, появилась возможность выпускать целые мини-системы, которые после выпуска достаточно перевезти и смонтировать на месте.
Подбор оборудования для нефтепровода
Основными исходными данными для подбора являются плотность, вязкость и температура нефтепродукта, а также проектный напор насосной станции. Последняя включает в себя насос и привод.
В магистральных нефтепроводах насосы могут соединяться друг с другом по параллельной или последовательной схеме. Количество центробежных агрегатов в системе определяется проектным давлением насосной станции, характеристиками самих агрегатов, свойствами транспортируемого нефтепродукта и режимом перекачки. При этом в каждой группе должно быть не более трех рабочих насосов и один резервный.
При последовательном соединении напоры включаемых в систему основных агрегатов суммируются, а сами агрегаты подбираются по подачи. Подпорные насосы можно подключать параллельно. Необходимости в большом напоре в данном случае нет, и при таком соединении двух и более агрегатов они будут давать прежний напор. Подача же здесь суммируется.
Итак, мы разобрали основные моменты, на которые стоит обращаться внимание при составлении проекта нефтепровода. Но наиболее грамотно и с учетом всех нюансов эту работу выполнят только опытные специалисты.