МАГИСТРАЛЬНЫЕ НЕФТЕПРОВОДЫ

Расчёт вставок, лупингов, перемычек нефтепроводов

Линейный сегмент нефтепровода может отличаться более сложной, чем простой трубопровод с неизменным внутренним сечением, структурой. Примером подобного усложнения является вставка.

Вставкой называется сегмент трубопровода (ВС), как правило, большего проходного сечения, чем основной нефтепровод, который подключается к нему последовательно для снижения величины гидравлического сопротивления, что позволяет увеличить пропускную способность.

Гидравлические условия включения в состав трубопровода вставки умеют следующий вид:

т.е. величина расходов q₁ и q₂ нефти в основном трубопроводе и вставке равны, а величины потери напора суммируются для каждого из последовательно подключенных участков.

Систему уравнений можно записать следующим образом:

Из первых двух равенств системы уравнений получается:

а из последнего соотношения получаются потери напора на участке АС.

Если участок нефтепровода собран из сегментов труб, которые имеют близкие диаметры, то для целей гидравлического расчета допустимо использовать усредненный эквивалентный диаметр трубопроводного участка:

Формула записана с условием сохранения неизменности расхода нефти при перетоке между сегментами разных диаметров, а также функции гидравлических потерь от проходного сечения трубопровода, имеющих вид: h_τ ≈ d^4,75.

Лупингом (от англ, "loop" - петля) называют трубопровод, который проложен параллельно основному нефтепроводу и имеет с ним соединение в начальном x₁ и конечном x₂ сечениях.

Обычно на магистральных нефтепроводах лупинги применяются, как дополнительные нитки магистрали (к примеру, резерв подводных переходов) или с целью увеличения возможного расхода рассматриваемого участка.

Гидравлические условия включения в схему лупинга имеют следующий вид:

Суть системы уравнений в следующем - при слиянии и/или разделении потоков нефти в узлах разветвления расходы q₁ и q₂ суммируются, а потери напора h_1-1⁽¹⁾ и h_1-1⁽²⁾ в каждом трубопроводов подключенных параллельно - равны между собой.

Система уравнений может быть записана в виде:

и дает систему, состоящую из 2-ух уравнений для вычисления 2-ух неизвестных: u₁ и u₂, т.е. скоростей перемещения нефти в каждом из параллельно проложенных трубопроводов.

Эта система уравнений может быть разрешена в 2-ух вариантах:

1. Когда режимы перемещения нефти в каждой из линий находятся в зоне Блазиуса (зоне гидравлически гладких труб), то:


Решая систему уравнений относительно q₁ и q₂ получаем:



где

u0

-

скорость нефти в неразветвленной части трубопровода.



Перемещение нефти на участке с лупингом возможно интерпретировать, как течение на аналогичном участке трубопровода без лупинга, но с большим (эквивалентным) диаметром d_э, тогда:


2. Когда режимы перемещения нефти в каждой из линий находятся в зоне квадратичного трения, то λ₁ = λ₂. Разрешая относительно q₁ и q₂, получается:


где	u0	-	скорость нефти в неразветвленной части трубопровода;
	λ0	-	коэффициент гидравлического сопротивления в неразветвленной части трубопровода.

Перемещение нефти на участке с разветвлением можно интерпретировать, как течение на аналогичном участке трубопровода без лупинга, но с большим (эквивалентным) диаметром, тогда:



где

λ0э

-

коэффициент гидравлического сопротивления в части трубопровода без лупинга, определенный по эквивалентному диаметру dэ.

Перемычкой называется трубопровод, который соединяет 2 параллельно проложенных нефтепровода и необходим, чтобы регулировать пропускную способность и повышать стабильность работы многотрубных нефтепроводов.



На рисунке изображен участок 2-ухниточного нефтепровода, который имеет 2 перемычки BB₁ и CC₁. При подобной конфигурации исследуемый участок возможно по разному переключать, меняя тем сам пропускную способность. Участок может эксплуатироваться при следующих схемах переключения элементов:



Гидравлический расчет и построение (Q—H)-характеристик каждой из существующих конфигураций участка не являются затруднительными, так как все представляют собой параллельные и последовательные соединением элементов трубопровода.

Например, 1-я схема - это параллельное соединение 2-ух трубопроводов на всей длине участка; 2-я схема - это последовательное подключение 3 элементов: (АВ и А₁В₁), (B₁C₁) и (CD и C₁D₁), причем 1-ый и 3-ий из них - это параллельное соединение 2-ух других элементов и т.д.




Не нашли нужную информацию? Воспользуйтесь поиском по сайту