НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Работа"

Нарушение нормальной работы сооружений на вечной мерзлоте обусловливается следующими причинами: просадкой и выжиманием грунтов из-под сооружений при протаивании вечной мерзлоты; неравномерным пучением грунтов в основаниях сооружений при промерзании талых слоев; оползанием (солифлюкцией) мерзлых грунтов на склонах; прорывом подземных вод с образованием надземных и подземных наледей; образованием термокарстовых воронок и озер.

Очевидно, что только тщательное выполнение всех видов изыскательских, проектных, строительных работ и правильная эксплуатация сооружений «могут обеспечить им необходимую устойчивость и длительное существование без каких-либо опасных деформаций.

Если это время соизмеримо со временем работы, то следует учитывать нестационарность.

На протяжении всех лет эксплуатации трубопровода пропускная способность не остается постоянной вследствие неравномерности работы промыслов и потребителей, изменения вязкости перекачиваемой нефти, вызываемого сезонными и даже месячными колебаниями температур грунта на глубине заложения трубопровода; необходимости

4 Заказ № 308 " 49 остановки перекачки для проведения ремонтных работ как на трассе трубопровода, так и на перекачивающих и тепловых станциях; аварийных отключений отдельных насосов, подогревательных устройств или станций.

Так, на основании этой работы была установлена закономерность в распределении твердых парафинов мангышлакской нефти по молекулярным массам, заключающаяся в существовании максимумов в интервалах температур кристаллизации 295—309,332—339, 353—363 К.

25) можно представить в виде (по работам В.

В данном случае эти коэффициенты были выбраны по работам В.

Переход от турбулентного режима к ламинарному происходит при 'критическом числе Рейнольдса (ReKp), которое на основании работ В.

Вполне естественно, что проектирование «горячего» трубопровода осуществляют на самые неблагоприятные условия его работы.

Если же оставить в работе все тепловые станции в течение всего года, а по мере роста температуры грунта снижать температуру подогрева нефти, то будем иметь меньшие потери тепла, и следовательно, меньшие затраты на перекачку.

При больших объемах перекачки и наличии постоянного эксплуатационного персонала на тепловых станциях технология перекачки с работой всех ТС и снижением ^в оказывается более экономичной.

График изменения температуры перекачиваемой жидкости при работе одной (кривая /) и двух (кривая 2) тепловых станций потери энергии на перекачку и при этом сокращается безопасное время остановки нефтепровода в случае возникновения аварийной ситуации.

Экономический расчет, приведенный в работе [5], показал, что работа всех тепловых станций северного плеча данного нефтепровода.

с малым подогревом нефти по сравнению с вариантом работы тепловых станций через одну (вариант с выключением пунктов подогрева из работы) дает экономический эффект только по сокращению расходов топлива порядка 86 тыс.

В каждом из этих случаев перед диспетчерской службой возникают задачи, связанные с безопасной работой трубопровода и минимальными затратами на перекачку.

При сравнении затрат на осуществление различных вариантов экономически целесообразным может оказаться работа трубопровода с переменными расходами или с переменной начальной температурой, когда определенный период работают все насосные или тепловые станции, а затем некоторые из них отключают частично или полностью.

Краткий обзор исследований по нестационарным режимам работы «горячих» трубопроводов

Наиболее ранними работами, посвященными переходным режимам, являются работы М.

Результаты, полученные в данных работах, могут быть применены для надземных трубопроводов, когда теплом, аккумулированным в стенках трубопровода и окружающей среде, можно пренебречь.

В работах И.

14) в общем виде получить не представляется возможным, поэтому авторы некоторых работ прибегают к различным допущениям.

Такой подход к решению нестационарных задач широко изложен в известных работах Б.

В работах [25, 26] указывается, что если :ЯСТ ;> Ян, то температура стенки будет мало изменяться по толщине и в этом случае можно использовать граничные условия III рода.

В этих же работах указываются минимальные значения чисел Брюна при обтекании пластины: Brmin^0,l.

Рекомендации для выбора Вг при перекачке горячих жидкостей по трубопроводам в работах А.

В работах [24 и др.

Анализ опубликованных работ показывает, что имеющиеся решения носят в основном частный характер, т.

Так, в работе [31] рассматривают нестационарные задачи теплообмена при движении вязкопластичных сред в плоском канале и в круглой цилиндрической трубе.

В некоторых работах при решении задач по нестационарному теплообмену задают условия на стенке.

Данное решение не может быть применено для анализа работы магистрального подземного «горячего» трубопровода, так как мгновенное изменение температуры стенки трубы по всей длине его осуществить невозможно.

На основании приведенного краткого анализа работ можно заключить, что в точной постановке решить задачи теплообмена не удается, необходимо делать приемлемые допущения.

20) показывает, что при изменении режима работы магистрального «горячего» трубопровода величина коэффициента теплоотдачи от трубы в грунт скачком изменяется на некоторую величину и затем медленно возвращается до прежнего значения.

В то же время в работе [6].

В работе [23] приводится решение задачи для расчета неста-.

Наиболее ответственной операцией при эксплуатации «горячих» трубопроводов является пуск их в работу, т.

Вновь построенный магистральный трубопровод, предназначенный для перекачки вязких или высокозастывающих нефтей или нефтепродуктов с предварительным подогревом, можно пустить в работу, предварительно подогрев его и окружающий грунт маловязким низкозастывающим нефтепродуктом (водой), или без предварительного прогрева сразу закачивать вязкий нефтепродукт.

Рассмотрим примеры по пуску «горячих» трубопроводов в работу.

Перед закачкой мазута все основное оборудование мазутопровода было проверено в работе при перекачке горячей воды.

Естественно, что после такой подготовительной работы пуск мазутопровода прошел без каких-либо осложнений.

Тщательно выполненные работы по приемке и прогреву всей коммуникации позволили осуществить ввод трубопровода в эксплуатацию без осложнений.

8 июля начали работы по выталкиванию, которые закончили 14 июля.

Слабая подготовка пусковых работ (частые отказы оборудования).

Неполное выполнение программы работ по прогреву системы грунт— трубопровод.

10 августа (через 100 ч работы) нефть поступила на конечный пункт трубопровода.

Описанный опыт' пуска также говорит о том, что прогрев системы надо вести на основании хотя бы оценочных расчетов (по времени и количеству тепла), необходимо заранее испытывать все оборудование под нагрузкой (заданные температурный режим и давление) на воде или низкозастывающем нефтепродукте и необходимо тщательно осуществлять утвержденные планы пусковых работ.

Пункты подогрева на головной станции и последующие четыре пункта включили в работу сразу с начала закачки, а остальные — по мере подхода «головы» горячей воды.

На основании этих данных можно заключить, что прогрев системы труба—грунт может производиться любым известным способом (прямым, обратным, челночным), но перед закачкой в трубу товарного вязкого или высокозастывающего нефтепродукта необходимо обязательно делать прямой прогрев для приведения всех систем трубопровода в рабочее положение, что позволит проконтролировать его работу при заданном режиме эксплуатации.

Ввиду малых размеров трубопровода работы по его пуску (прогреву) не требовали тщательной организации и проводились успешно при любых обстоятельствах.

Лыков в работе [26] указывает, что при нестационарных условиях теплообмена в формулу q(x, т) = а(*, т) (*ст — вводится коэффициент пропорциональности а(х, т), называемый коэффициентом теплообмена.

работы, показали, что коэффициент теплопередачи снизился до 2,91 Вт/(м2-К), т.

В работе Давенпорта и Конти [49] приводится кривая изменения безразмерного коэффициента теплоотдачи Bi от Fo в полулогарифмических координатах (рис.

Непрерывное медленное изменение в течение года температуры грунта, окружающего трубопровод, будет определять квазистационарность режима его работы.

В работе [13] и нами были проанализированы расчеты коэффициентов теплоотдачи для труб диаметром от 300 до 1420 мм и проведена сравнение величин а2, вычисленных на ЭВМ по формулам для

89цилиндрического источника тепла, приведенных в работе В.

Потери на трение будут снижаться и при достаточно длительной работе трубопровода станут почти постоянными — наступит квазистационарный режим.

В работах отечественных и зарубежных ученых установлена генетическая связь между отдельными группами асфальтосмолистых соединений.

Данные о свойствах нефти и характеристика трубопровода в работе [4] не приводятся.

Результаты теплового расчета, выполненного по методикам для нестационарного режима работы трубопровода при соответствующем способе прогрева, представлены графически в виде зависимости температуры в конечном сечении трубопровода от времени прогрева (рис.

Работа магистрального трубопровода связана с вынужденными и запланированными остановками (например, при циклической эксплуатации), а также сопровождается изменениями режима перекачки (,в связи с подключением агрегатов и выходом их из строя).

повышение эффективности эксплуатации «горячих» трубопроводов при нестационарных режимах и их работе с недогрузкой приводит к большой экономии государственных средств -и вложений.

Важной особенностью работы «горячих» трубопроводов является то, что недостаточный прогрев грунта, резкое снижение температуры подогрева или расхода, вплоть до прекращения перекачки, могут привести к «замораживанию» трубопровода и выводу его из строя на длительное время.

С этой точки зрения при нестационарной работе наиболее сложными являются пуск «горячего» трубопровода в эксплуатацию и разогрев после остановки; работа при частичном отключении оборудования насосных и тепловых станций; недогрузка трубопровода и цикличность его эксплуатации.

Экспериментальные исследования процесса прогрева, проведенные в отраслевой лаборатории трубопроводного транспорта УФНИ, а также результаты промышленных испытаний и исследований работы действующих «горячих» трубопроводов позволили рекомендовать изложенные выше методики расчета пусковых режимов для практического применения.

Динамическая характеристика мазутопровода можных сочетаний Q и h при нестационарной работе трубопровода.

Когда подача становится равной Q, необходимо включить в работу следующий насос.

В момент времени включения в работу второго насоса рабочая точка из точки Ь переместится в точку с.

Для этого достаточно обеспечить подачу мазута Q =0,111 м3/с в начальный период пуска и через ~ 4,5 ч включить в работу второй насос.

При тепловом расчете, а также при составлении технологического режима работы трубопровода, по которому перекачивают горячий нефтепродукт, необходимо знать время выхода температуры трубопровода на условно-стационарный режим.

Так как естественная температура грунта непрерывно изменяется в течение года, то вокруг подземного трубопровода, по которому перекачивают горячий теплоноситель, не может быть достигнуто стационарное температурное поле грунта даже при бесконечно долгой работе источника тепла.

Обычно расчетные формулы относятся к стационарному режиму работы трубопровода, который, как сказано выше, не может быть достигнут.

При эксплуатации «горячих» трубопроводов приходится прекращать перекачку для производства ремонтных работ на линейной части трубопровода или перекачивающих станциях.

В работе [15] была сделана оценка влияния скрытой теплоты кристаллизации парафина на процесс остывания нефти в подземном трубопроводе и было показано, что влиянием кристаллизации парафина "на коэффициент теплоотдачи можно пренебречь, а теплоту кристаллизации парафина при расчетах йожно считать дополнительной теплоемкостью нефти.

При бесконечной предварительной работе трубопровода (источника тепла) , когда можно принять, что TI -»• оо, формулу (4.

85) следует, что только при бесконечно долгой работе трубопровода (источника тепла) температура любой точки грунта после прекращения перекачки (выключения) начинает сразу падать.

Таким образом, процесс охлаждения -можно считать обратно симметричным процессу нагревания только условно, когда имеем бесконечно долгую работу трубопровода (источника тепла).

В работе [16] предлагается формула для распределения температуры нефти по сечению трубы при остановке перекачки е,=п -

Проанализируем экспериментальные данные из работы [36].

При этом на установке независимо от режима работы магистрального нефтепровода создают гидравлические и тепловые режимы/ аналогичные происходящим в действующем нефтепроводе как при разогреве системы труба—грунт, так и при охлаждении ее, как при стационарных, так и при нестационарных режимах.

При рабочих температурах потока нефти до 308 К все гидравлические и тепловые параметры измеряют при прохождении потока нефти через задвижки 1, 5 из основной магистрали, что характеризует работу концевых участков нефтепровода протяженностью 10—20 км.

2, 3, 4, 6, 7, что характеризует работу начальных и средних участков нефтепровода.

при различных режимах работы трубопровода, при переходе с одного режима на другой, при остановках перекачки.

Выбор способа прокладки трубопровода зависит от большого числа факторов: технологического режима работы трубопровода (температурных и гидродинамических условий), географического района прохождения трассы (сельскохозяйственные угодья, леса, горы, болота, вечная мерзлота), свойств транспортируемой среды (вода, нефть, газ, аммиак и др.

151) с соответствующими краевыми условиями получено в некоторых работах для плоского случая.

Как следует из данного рисунка, время безопасной остановки зависит не только от времени года, но и от технологического режима работы трубопровода перед остановкой перекачки.

Например, после 10 ч остановки рабочая точка 4 лежит правее точки С, характеризующей стационарный режим работы системы, и имеется возможность длительной (при отсутствии случайных возмущений) работы трубопровода при Q^Qc

Работа трубопровода, как правило, сопровождается изменениями в режиме перекачки.

Если повышение параметров перекачки (Q, /н) находится в пределах проектных величин, то работа трубопровода не вызывает опасений, но если это повышение выше проектных величин, то необходимо проверить «горячий» трубопровод на прочность и устойчивость (линейную часть и обвязку станций), а также уточнить условия работы насосов на всасывание, утечки, температурный режим.

Знание времени безопасной работы при сниженных параметрах перекачки позволит значительно повысить оперативность и гибкость в управлении сложной системой «горячего» магистрального трубопровода и в соответствии с этим повысить надежность его работы.

Параметры циклической работы трубопровода Ч/

В его работах обобщены основные результаты исследований, достигнутых в этой области отечественными и зарубежными исследователями [45].

При работе обычного трубопровода с недогрузкой при отключении насосных агрегатов и станций экономически более выгодной будет непрерывная перекачка нефти, а не циклическая.

При циклической эксплуатации «горячего» трубопровода, когда его работа с полной нагрузкой чередуется с остановками, отпадает необходимость в сооружении дополнительных пунктов подогрева.

Но для обеспечения непрерывности работы промысла и потребителя необходимо наличие определенных емкостей на начальном и конечном пунктах трубопровода.

Изменение режима работы «горячего» трубопровода приводит к изменению отдачи тепла трубопроводом в окружающую среду, т.

Методы и результаты определения теплообменных коэффициентов промерзающих горных пород рассматриваются в некоторых работах.

Анализ этих работ показывает, что до настоящего времени еще не создано достаточно надежных и универсальных методов определения теплообменных свойств промерзающих грунтов в полевых и лабораторных условиях.

Характер изменения безразмерной температуры во времени при изменении технологического режима работы трубопровода

Применяя данный метод определения температурного поля грунта, можно найти температуры грунта для любого числа остановок перекачки, возобновления работы или смены режимов работы.

84), при возобновлении перекачки — выражением <4-205> где т — текущее время рассматриваемого процесса, в данном случае второго нагрева; т0 — продолжительность остановки перека'чки; тн — продолжительность первого нагрева (длительность непрерывной перекачки с момента пуска трубопровода в работу).

При многократном изменении технологического режима работы «горячего» трубопровода температурное поле грунта описывается теми же выражениями.

Максимальные /Сттах и минимальные *Сттт значения температуры стенки трубы с каждым последующим циклом растут и при продолжительной работе достигают наибольшего значения, а затем остаются примерно постоянными.

Если при непрерывной работе трубопровода квазистационарный режим системы труба— грунт наступает примерно через 2—3 мес.

(1500—2000 ч), то при циклической работе он наступает через 4—6 мес.

Так, например, если труба после остановки вновь пущена в работу с теми же технологическими параметрами, что были и до остановки (д% — 1), то

Таблица 15 Циклическая работа нефтепровода Озек-Суат—Грозный Дг та Продолжительность

Проведем расчет циклической работы «горячего» нефтепровода, который выбран условно.

Даже для таких относительно простых случаев, как прогрев и остановка трубопровода после длительной работы, зависимости для Кг получаются сложными.

Этот метод позволяет не только сократить объем вычислительной работы, но и рассчитывать также нестационарные процессы, которые ранее рассчитыватв было невозможно.

Для оценки данного метода был произведен расчет нагрева подземного трубопровода Озек-Суат — Грозный на участке Камыш-Бурин — Кирпич-аул и проведено сравнение с промышленными данными его эксплуатации при совместной работе лаборатории трубопроводного транспорта УФНИ и работников магистрального трубопровода.

Одним из важнейших факторов, влияющих на время безопасной работы TO, является продолжительность работы трубопровода до изменения режима тн.

Например, при работе двух насосных агрегатов (см.

Если к тому же режим движения ламинарный, а характеристика трубопровода в области малых подач имеет минимум (точка М), превышающий давление, развиваемое одним насосом, то время безопасной работы может ограничиться несколькими часами.

При длительной работе трубопровода на сниженном режиме возрастает опасность его «замораживания».

Чтобы избежать последующего трудоемкого и дорогостоящего процесса выталкивания остывшего нефтепродукта, необходимо знать время безопасной работы трубопровода после снижения параметров.

Метод расчета времени безопасной работы те покажем на примере.

Определение времени безопасной работы трубопровода при Снижении температуры нагрева нефти тепла жидкостью в грунт равны.

Например, при 73=ЗИ К время безопасной работы составит 17 ч (рис.

Появится возможность перехода работы насосов в неустойчивую зону.

Время безопасной работы резко сократится, и если точка минимума характеристики трубопровода превысит давление, развиваемое насосами, то т6 будет практически равно нулю.

'Для расчета и анализа работы трубопровода необходимо наличие совмещенной характеристики, которая определяет параметры работы трубопровода при стационарном режиме (см.

20 чо г ч > ta и закон изменения температуры, можно определить время безопасной работы трубопровода.

Таким образом, после работы трубопровода с отключенным насосом в течение 59 ч возможен возврат системы на исходный режим с вводом в действие второго насоса.

Аналогично определяется время безопасной работы трубопровода, если к моменту изменения подачи трубопровод еще не вышел на стационарный режим.

В связи с этим полученные в этих работах рекомендации не могут быть применены для «горячих» подземных магистральных трубопроводов.

Исследование тепловых и гидравлических условий работы трубопровода при изменении скачком подачи в трубу проводили в июне—июле 1977 г.

Известны работы Р.

235) можно определять время безопасной работы трубопровода при скачкообразном уменьшении подачи или начальной температуры подогрева, обеспечивающей нормальный режим эксплуатации; расчетная формула запишется <7* -1 +- (4.

Примеры применения указанных формул приведены в работе [42].

Приближенные расчеты при переходном режиме работы горячего нефтепровода.

Определение времени безопасной работы горячего трубопровода при уменьшении производительности.

Краткий обзор исследований по нестационарным режимам работы «горячих» трубопроводов.

работы трубопровода наступает условно-стационарный режим, при котором характер изменения Кг отличается от малых периодов времени.

Ширгазиной, которые помогли в проведении экспериментальных исследований и получении аналитических решений, нашедших отражение в данной работе, а также рецензенту доценту, канд.

Наши наблюдения на действующих трубопроводах Озек-Суат—Грозный и Гурьев—Куйбышев, а также измерения на опытном полигоне при УФНИ показали, что при длительной работе трубопровода даже при температурах 308—318 К грунт вокруг него оказывается значительно подсушенным по сравнению с грунтом на этой же глубине в ненарушенном тепловом состоянии.

Причем в зоне трубы влажность грунта заметно уменьшается уже через 100 ч работы трубопровода и при длительной его работе примерно в 2 раза ниже, чем в ненарушенном тепловом состоянии.

При длительной работе трубопровода (более 3—4 мес.




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru