Магистерский диплом на тему Применение полимерных труб на нефтяных промыслах.

Содержание:

РЕФЕРАТ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Анализ применения полимерно-армированных труб на объектах промыслов 8
1.1 Схема сбора нефти, пластовой воды и газа 8
1.2 Требования к трубопроводам систем подготовки нефти к транспорту 9
1.3 Становление и развитие применения труб из полимерных и композитных материалов для транспорта углеводородного сырья 10
1.3.1 Общие сведения 10
1.3.2 Сравнение пластмассовых труб с металлическими 14
1.3.3 Технико-экономические показатели труб из пластмасс 17
1.4 Полимерные материалы, используемые для сооружения труб, применяемых при строительстве нефтепроводов 29
1.5 Физико-механические свойства полимерных материалов для производства труб 29
1.6 Перспективы использования современных технологий для обеспечения надежности промысловых трубопроводов 30
2 Обоснование целесообразности применения полимерно-армированных трубопроводов в системах подготовки нефти к транспорту 38
2.1 Сравнение гидродинамических параметров пластиковых трубопроводов с трубами из других материалов 38
2.1.1 Научные основы определения гидродинамических параметров пластмассовых трубопроводов 38
2.2 Расчет напряженно-деформированного состояния полимерных трубопроводов 49
2.3 Расчет устойчивости полимерных трубопроводов 55
2.3.1 Деформация труб под действием внешних нагрузок 56
2.3.2 Равномерное внешнее гидростатическое давление 56
2.3.3 Характеристика поперечной жесткости трубы 57
2.3.4 Влияние отпора грунта, окружающего трубопровод 58
2.3.5 Нагрузка транспорта и грунта 59
2.4 Оценка и прогнозирование химической стойкости пластмассовых трубопроводов в промысловых системах сбора и транспорта продукции месторождений нефти и газа 61
2.5 Расчет технологических параметров перекачки газожидкостных флюидов системы подготовки нефти к транспорту по трубопроводам из пластмассовых труб 66
2.6 Сравнение характеристик трубопроводов из различных материалов при работе трубопроводной сети 68
3 Особенности применения и эксплуатации полимерно-армированных трубопроводов 72
4 Диагностика и контроль качества полимерно-армированных трубопроводов 77
5 Очистка и испытания полимерно-армированных трубопроводов 80
6 Технико-экономическое обоснование 83
6.1 Расчет затрат на сооружение стального нефтепровода 83
6.2 Расчет затрат на сооружение нефтепровода из ПАТ 86
6.3 Сравнение вариантов 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 90

Введение:

Проблема обеспечения надежности трубопроводных систем актуальна в связи с техногенным воздействием данных систем на окружающую среду, воз-росшим количеством аварий и отказов трубопроводного транспорта, приводя-щих к экономическим потерям и серьезным экологическим последствиям.
На сегодняшний день, наиболее используемым материалом трубопроводов в России является сталь. Основное преимущество стальных труб — высокая несу-щая способность, высокая прочность, очень низкий температурный коэффициент линейного расширения.
Однако, одной из основных проблем снижения надежности промысловых трубопроводов является коррозия, обусловленная агрессивностью транспорти-руемого продукта: достаточно высоким содержанием углекислого газа, серово-дорода, обводненностью продукции, наличием механических примесей и блуж-дающих токов.
На основании анализа опыта эксплуатации и математического анализа па-раметров трубопроводов из новых материалов проводилась [1] опенка целесо-образности и возможных проблем их применения.
Исключить проблему коррозионного разрушения трубопроводов позволя-ет использование труб из полимерных материалов. Так, например, если паспорт-ный срок службы стальных трубопроводов составляет около 30 лет, то для кор-розионностойких полимерно-армированных трубопроводов около 50 лет.
Полимерно-армированные трубы могут применяться в условиях высокой агрессивности транспортируемых сред (нефтегазоводяные смеси, сточные воды, техническая вода, кислотные и щелочные растворы и т.п.), при высокой коррози-онной активности грунтов и наличии блуждающих токов, вызывающих интен-сивное коррозионное разрушение как внутренней, так и внешней поверхности трубопроводов из углеродистой стали. Кроме химической стойкости к транспор-тируемым по трубам продуктам они обладают необходимыми физико-механическими свойствами.
Цель работы – исследование применения полимерно-армированных трубо-проводов на объектах подготовки нефти к транспорту.

Заключение:

В процессе исследования выполнен анализ применения полимерно-армированных труб на объектах промыслов, проведено расчетное обоснование целесообразности применения полимерно-армированных трубопроводов в си-стемах подготовки нефти к транспорту, рассмотрены вопросы применения и экс-плуатации полимерно-армированных трубопроводов, диагностики и контроля качества полимерно-армированных трубопроводов, очистки и испытаний поли-мерно-армированных трубопроводов, а также технико-экономическое обоснова-ние их применения.
Цель работы — исследование применения полимерно-армированных трубо-проводов на объектах подготовки нефти к транспорту.
Новизна работы заключается в обобщении имеющейся в научно-технической литературе информации и расчетно-аналитическом обосновании применения полимерно-армированных трубопроводов на объектах подготовки нефти к транспорту.
Практическая значимость результатов работы состоит в результатах расче-та для наиболее характерных технологических параметров по исследуемым в ра-боте вопросам.

Фрагмент текста работы:

1 Анализ применения полимерно-армированных труб на объектах промыслов

1.1 Схема сбора нефти, пластовой воды и газа

Принципиальная технологическая схема сбора и подготовки скважинной продукции нефтяного месторождения в соответствии с требованиями [3] и сло-жившейся практикой промыслового обустройства нефтяных месторождений мо-жет быть представлена на рисунке 1.1.
Если по одному из показателей нефть относится к группе с меньшим номе-ром, а по-другому — к группе с большим номером, то нефть признается соответ-ствующей группе качества с большим номером (подготовлена хуже).

Рисунок 1.1 — Принципиальная технологическая схема сбора и подготовки нефти, нефтяного газа и попутной воды месторождения: I ст, II ст, III ст — первая, вторая и третья ступени разгазирования нефти; АГЗУ — автоматизированная групповая замерная установка, ДНС — дожимная насосная станция; УПН — установка подго-товки нефти; УПГ — установка подготовки нефтяного газа; УУН — узел учета нефти; НВП — насосы внешней перекачки; ГПЗ — газоперерабатывающий завод; НПЗ — нефтеперерабатывающий завод; УППВ — установка подготовки пресной воды; 1 — добывающие скважины; 2 — замерная установка; 3 — блок подачи реаген-та; 4 — подогрев продукции; 5 — трехфазный делитель (ДНС с предварительным сбросом воды); 6 — вторая ступень разгазирования нефти; 7 — ступень глубокого обезвоживания сырой нефти; 8 — ступень обессоливания; 9 — стабилизация нефти; 10 — УПГ; 11 — УУН; 12 — НВП; 13 — водозабор; 14 — УППВ; 15 — очистные соору-жения; 16 — кустовая насосная станция (КНС); 17 — нагнетательные скважины