VI. Методика построения эпюр давлений стационарных режимов работ трубопровода при определении ДРД ЛЧ МН/МНПП

Эпюры давлений участка трубопровода представляют собой графическое изображение значений давлений в каждой точке трубопровода, выраженных в полных напорах нефтяного столба (гидравлический уклон) или в мегапаскалях (избыточное давление).

Для удобства графического сопоставления линий (эпюр) давлений гидравлического уклона, профиля трубопровода и графика его несущей способности, определенной для бездефектных труб по фактической толщине стенки, рекомендуется выполнять построение совмещенных графиков, выраженных в полных напорах столба нефти (нефтепродукта).

При построении эпюры давлений с проектными значениями давлений на выходе НПС должны быть учтены все возможные варианты работы МН (с передаваемыми напорами, с работой промежуточных НПС в режиме "транзит", с отключенными лупингами, резервными нитками и т.д.). При этом давления на всех режимах работы МН/МНПП не должны превышать допустимое рабочее давление на выходе НПС и допустимое рабочее давление трубных секций в любой точке трубопровода.

Допустимое рабочее давление g-й секции трубопровода соответствует наименьшей величине из несущей способности и допустимого рабочего давления по результатам гидроиспытаний данной секции и определяется по формуле:

(16)

На технологическом участке между НПС с РП при заданном количестве работающих НПС для каждой g-й секции трубопровода с величинами ДРД , МПа рассчитывается гидравлический уклон эпюры давления, соответствующий максимально возможным рабочим давлениям на l-й НПС при отключенной следующей (l + 1) НПС от рассматриваемой g-й секции трубопровода.

На участке между последней работающей НПС и конечным пунктом (НПС с емкостью) величина гидравлического уклона эпюры давления рассчитывается для условия срабатывания предохранительных устройств.

Величина гидравлического уклона эпюры давления , м/км определяется по формуле:

(17)

где - напор при ДРД ЛЧ МН/МНПП в g-й секции труб, м;

X_g, Z_g - координаты (дистанция и высотная отметка соответственно) g-й секции трубопровода;

X_к, Z_к - координаты промежуточной (l + 2) НПС, расположенной через одну НПС по ходу нефти/нефтепродукта от рассматриваемой g-й секции трубопровода с координатами (X_g, Z_g). Если g-я секция находится на участке между последней промежуточной НПС и конечной НПС с РП, в качестве X_к, Z_к принимаются координаты (l + 1) НПС с РП;

- остаточный напор в ЛЧ МН/МНПП перед конечным пунктом, м.

В качестве остаточного напора принимается:

минимальный напор на входе НПС, пересчитанный из минимального давления на входе НПС по карте защит (при построении эпюры давлений через НПС);

40 м - при отсутствии СИКН на НПС с РП (при построении эпюры давлений через НПС);

60 м - при наличии СИКН на НПС с РП (при построении эпюры давлений через НПС);

120 м - при срабатывании предохранительных клапанов, установленных на НПС с емкостью (только для расчета гидравлического уклона и давления на выходе последней работающей НПС перед НПС с емкостью). Если пропускная способность предохранительных клапанов не обеспечивает существующую пропускную способность МН/МНПП при напоре 120 м, тогда за напор в конечном пункте принимается такая величина, при которой существующий узел ПК обеспечит сброс нефти в резервуар аварийного сброса в полном объеме;

10 м - возможная перевальная точка по трассе, имеющая координаты (X_п, Z_п). В этом случае Z_к принимается равной Z_п; X_к принимается равной X_п. Из двух значений , рассчитанных на возможную перевальную точку и на конечный пункт, принимается меньшее.

Требуемый остаточный напор на входе промежуточной НПС оценочно может быть принят равным величине допустимого кавитационного запаса магистрального насоса при проектной пропускной способности трубопровода, увеличенной на 25 м.

Напор при ДРД ЛЧ МН/МНПП в g-й секции труб , м, определяется по формуле:

(18)

- максимальная плотность нефти/нефтепродукта за предыдущий год, кг/м³;

- давление в j-й секции, МПа.

ДРД на выходе l-й НПС , МПа, определяется для НПС, расположенной перед рассматриваемой (по потоку нефти/нефтепродукта) координатой g-й секции трубопровода, по формуле:

(19)

где - напор по ДРД на выходе НПС, м.

Напор по ДРД на выходе l-й НПС , м, определяется по формуле:

(20)

- координата НПС по трассе МН/МНПП;

- высотная отметка регуляторов давления НПС, м.

Для трубопровода, имеющего лупинги, вставки, значение длины участка определяется по эквивалентной длине, приведенной к диаметру основной нитки:

при расчете по формуле (12):

(21)

при расчете по формуле (9):

(22)

где n - количество участков МН/МНПП (участки основной магистрали, МН/МНПП с лупингами, вставки);

l_di - длина участка с лупингом или вставкой, приведенная к диаметру основной нитки;

- соотношение между гидравлическими уклонами лупинга (при условии, что протяженность основной нитки равна протяженности участка), вставки и основной магистрали. Если протяженность лупинга отличается от протяженности основной нитки, то величина определяется:

для основной магистрали равно 1;

для участка МН/МНПП с лупингами определяется по формуле:

(23)

для вставки определяется по формуле:

(24)

где D₀ - средний внутренний диаметр основной магистрали, м;

D_л - средний внутренний диаметр лупинга, м;

D_вст - средний внутренний диаметр вставки, м.

Для участка между последней работающей НПС и конечным пунктом (НПС с емкостью, не оборудованной предохранительными клапанами) при расчете по формуле (17) для каждой g-й секции трубопровода с координатами (X_g, Z_g) и параметрами несущей способности , ДРД на выходе l-й НПС определяется по формуле:

(25)

где - напор по ДРД g-й секции трубопровода;

Z_g - высотная отметка g-й секции;

Z_g - высотная отметка l-й НПС.

Для трубопровода, имеющего лупинги, ДРД на выходе НПС определяется комбинацией вариантов как при их отдельном включении, так и выключении. Из полученного таким образом множества возможных режимов включения и выключения за ДРД на выходе НПС принимается наименьшее получившееся значение.

Для трубопровода, имеющего резервные нитки диаметром менее диаметра основной нитки, ДРД на выходе НПС определяется как для участка, имеющего вставки меньшего диаметра, т.е. режим работы участка определяется при работающей резервной нитке и выключенной основной нитке.

Полученное значение применяется для расчета режима работы участка трубопровода только при выводе основной нитки трубопровода из эксплуатации и осуществлении перекачки по резервной нитке.

При превышении проектного давления на выходе l-й НПС за допустимое принимается проектное значение принимается проектное значение, равное .

При получении значения ДРД ниже ранее полученного (или проектного) значения устанавливается новое значение ДРД на выходе НПС, равное , с указанием параметров лимитирующей секции трубопровода: X_g, Z_g, P_g.

При расчете ДРД на выходе НПС при построении эпюры "через НПС" необходимо учитывать ДРД перемычек между основной и резервными нитками (лупингами) трубопроводов.

Сводный график расчетных давлений участка трубопровода представлен на рис. 2.