Трубопроводный транспорт, его особенности и проблемы развития

К концу 1914 года общая протяженность  нефте- и продуктопроводов в России составляла 1278,7 км. Для сравнения: в  США общая протяженность трубопроводов  составляла 14,000 км, в том числе  магистральных 7,000 км. Уровень развития трубопроводного транспорта был  явно не в пользу России, хотя уровень  технической оснащенности был примерно одинаков.

События, последовавшие после 1914 года, не были созидательными. Война, революция, вновь война, но уже гражданская, не способствовали строительству трубопроводов.

С 1941 года нефтяная промышленность страны перестраивалась на военный  лад. Фронт и тыл надо было обеспечить горючим, для этого следовало: во-первых, всемерно увеличить добычу нефти  в старых нефтяных районах; во-вторых, резко повысить добычу нефти в  новых нефтяных районах и, прежде всего, между Волгой и Уралом, а  также на востоке.

Особое место в истории  трубопроводного транспорта занимает прокладка бензопровода по дну Ладожского озера. Этот трубопровод помог ленинградцам выдержать блокаду. Проект был подготовлен  в сжатые сроки, поэтому многие узлы и элементы строили по эскизам. Он был сооружен за 43 дня - с 5 мая по 16 июня 1942 года. Ежедневно трубопровод  подавал 400-600 тонн топлива в Ленинград. Бензопровод проработал без аварий более двадцати месяцев и отключен после снятия блокады.

После войны интенсивный  рост объемов нефтедобычи в районе между Волгой и Уралом и в новых  районах требовал быстрейшего развития транспортных коммуникаций. Строятся новые нефтепроводы.

К 1990 году изменившаяся политическая жизнь и экономические перемены привели к остановке строительства  новых магистралей. В конце 1991 года с политической карты мира исчезает СССР. Пятнадцать новых государств разделили между собой общее  имущество, в том числе и нефтепроводы. Единая нефтепроводная система осталась только в России. В некоторых странах - лишь часть магистральных нефтепроводов. Другие страны осуществляют транзит  российской нефти.

Происходит полная реорганизация  нефтяной промышленности и в России. 1992 год считается началом эпохи  трубопроводного транспорта новой  России.

В 2000 г. прогнозируется увеличение доли трубопроводных магистралей в  перевозках до 11%. Трубопроводный транспорт, по существу, не соответствует общепринятому определению понятия транспорт: здесь нет подвижного состава, пути и т. п. Подвижной состав — это сам трубопровод. Груз в нем    перемещается под давлением. Трубопроводы представляют собой металлические трубы различного диаметра. Через каждые 100—140 км устанавливаются насосные станции с автоматическим режимом работы. При перекачке газа на линии устанавливаются компрессорные станции на расстоянии до 200 км друг от друга. К устройствам трубопроводного транспорта относят и линейные узлы для соединения и разъединения параллельных или пересекающихся магистралей и перекрытия отдельных участков (в частности, для ремонта).

Основными экспортными трубопроводными  системами, построенными на территории бывшего Советского Союза, являются: крупнейший нефтепровод мира Дружба длиной 5116 км, который из района Самары идет в Белоруссию, на Украину и  в страны Восточной Европы; трансконтинентальный газопровод Уренгой—Помары—Ужгород длиной 4450 км; транссибирский нефтепровод  Туймазы—Иркутск длиной 3700 км; Союз (от Оренбурга до западной границы  страны) общей длиной 2750 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава III  Классификация трубопроводов

3.1 Гидравлический и пневматический трубопроводный транспорт контейнеров

До недавнего времени  перемещение жидких, сыпучих и  газообразных материалов осуществлялось, как правило, железнодорожным, водным и автомобильным транспортом. Вместе с тем увеличивавшиеся с каждым годом объёмы перевозок указанных  материалов начали требовать не только дальнейшего развития и совершенствования  существующих транспортных систем, но и изыскания новых и эффективных  способов транспортирования грузов, отличающихся простотой и высокими экономическими показателями.

В связи с этим большое  значение стали иметь исследовательские  и опытно-конструкторские работы в области трубопроводного транспорта контейнеров (ТТК). При этом исследуются  два вида ТТК: напорный и безнапорный. В первом случае контейнеры транспортируются по трубопроводу под действием напора воды (гидравлический трубопроводный транспорт контейнеров(ГТТК)) или сжатого воздуха (пневматический трубопроводный транспорт контейнеров(ПТТК)). При безнапорном транспорте перемещение контейнеров осуществляется с помощью различного рода движителей или тяговых механизмов.

Лабораторные и опытно-промышленные испытания нового вида транспорта показали, что практическое применение ТТК  позволяет не только освоить значительные грузопотоки, но и обеспечить при  этом полную сохранность перевозимого груза и комплексную механизацию и автоматизацию всего транспортного процесса. Системам ТТК присуща универсальность, что даёт возможность одинаково успешно перемещать сыпучие, жидкие и другие материалы.

Стоит подчеркнуть, что в  системах гидро- и пневмотранспорта можно обходиться без твёрдых  оболочек--контейнеров; при этом перемещаемому  грузу предварительно придаётся соответствующая форма (нерастворимые в несущей жидкой среде пастообразные цилиндрические бруски в системах гидротранспорта; специальные пробки, сформованные из перемещаемой среды, в системах пневмотранспорта).

Контейнерный трубопроводный гидро- и пневмотранспорт принадлежит  к новым, быстро развивающимся видам  промышленного транспорта. Основные преимущества этого вида транспорта – высокая пропускная способность, регулярность движения и высокая степень автоматизации, отсутствие помех других видам транспорта, независимость от погодных условий, исключение потерь грузов в пути.

Первые схемы контейнерного  трубопроводного пневмотранспорта были предложены 150 лет назад в  Англии. В 40-х гг. прошлого века в  Англии, а затем во Франции были построены так называемые "атмосферические" дороги, на которых рельсовые или  колёсные экипажи приводились в  движение поршнем, перемещавшимся в  трубопроводе с продольной щелью  под действием нагнетания или  отсасывания воздуха.

Низкая экономичность, конструкционное  несовершенство, а также нерешённая проблема безопасности пассажиров – всё это привело к отказу от этого вида транспорта, и в дальнейшем развитие получило лишь пневматическое транспортирование капсул в трубопроводах малого диаметра--пневмопочта (1853 г.).

Следует отметить необычно широкую область возможного использования  контейнерного трубопроводного пневмотранспорта – перевозка больших масс сыпучих грузов из карьеров к местам их переработки, транспортирование радиоактивных отходов атомных электростанций, внутризаводской транспорт, транспортирование грузов на торговых предприятиях.

ГТТК также обладает рядом  несомненных преимуществ. Так, при  ГТТК происходит частичное или полное обезвзвешение движущегося контейнера с грузом, что , в свою очередь, позволяет значительно снизить энергозатраты на перемещение груза и уменьшить износ трубопроводов по сравнению, например, с ПТТК или обычным гидротранспортом твёрдых сыпучих материалов в смеси с водой (пульпы). Немаловажное значение имеет и тот факт, что при использовании ГТТК полностью исключается применение различных тяговых или колёсных приспособлений.

По способу создания движущего перепада давления системы контейнерного трубопроводного пневмотранспорта могут быть напорными, вакуумными или напорно-вакуумными. При больших расстояниях транспортирования наиболее перспективными являются напорные системы. В системах гидротранспорта также применяются в основном напорные системы. По трубопроводу под действием перепада давления могут перемещаться единичные контейнеры, сцепки связанных друг с другом контейнеров, последовательность не связанных между собой единичных контейнеров или их сцепок.

В системах контейнерного  пневмотранспорта цилиндрические контейнеры перемещаются либо на колёсах по рельсовому пути, проложенному внутри трубопровода, либо на специальном шасси, обеспечивающем центрирование контейнера и отсутствие вращения вокруг продольной оси.

В системах контейнерного  гидротранспорта обычно различают  контейнеры нейтральной плавучести, отрицательной плавучести (тяжёлые  контейнеры) с массой, превышающей  массу вытесненной ими жидкости, и положительной плавучести (лёгкие контейнеры). В первом случае контейнеры находятся в центральном положении, во втором и третьем случаях контейнеры скользят по нижней или верхней образующей трубопровода. В системах гидротранспорта  в ряде случаев может оказаться  целесообразной не цилиндрической, а  сферическая или биконическая форма  контейнеров. Такая форма контейнеров обладает определёнными преимуществами при перемещении контейнеров в трубопроводах с крутыми поворотами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава IV Магистральный транспорт

4.1 Комплексы сооружений 

Магистральными называют трубопроводы, предназначенные для  дальнего транспорта жидких, газообразных и твёрдых сыпучих продуктов, от мест их добычи, получения, переработки (условная начальная точка трубопровода) к местам потребления (условная конечная точка).

Наиболее широко трубопроводы используются для перекачки природных  газов, нефтей и нефтепродуктов, однако по трубопроводам перекачивают на большие расстояния и воду (магистральные водоводы), уголь в виде водных суспензий (углепроводы), расплавленную серу, инертные сыпучие материалы. На десятки километров транспортируют по трубам минеральную воду, молоко и другие продукты.

Наконец, нельзя не отметить, что своевременная и наиболее надёжная доставка горючего для снабжения  быстро перемещающихся воинских частей может быть осуществлена в основном с помощью так называемых полевых  нефтепродуктоводов. Этот способ доставки горючего используется в армиях и флотах многих стран.

Все перечисленные выше виды трубопроводов относятся к сухопутным трубопроводам, так как прокладываются по территории материка.

Увеличение мировой добычи нефти и газа в шельфах и  акваториях океанов и морей потребовало  прокладки магистральных трубопроводов  под водой как с заглублением их в грунт, так и без заглубления. Такие трубопроводы называют морскими. Иногда магистральный трубопровод  имеет морскую и сухопутную часть. Такой трубопровод называют сухопутно-морским.

Магистральный трубопровод  – сооружение линейного типа, представляющее непрерывную трубу, вдоль которой размещаются сооружения, обеспечивающие перекачку транспортируемого продукта при заранее заданных параметрах (давлении, температуре, пропускной способности и т.п.). В отличие от других линейных сооружений, таких, как автодороги, железные дороги, магистральный трубопровод в течение всего срока эксплуатации находится в сложном напряжённом состоянии под воздействием внутреннего давления перекачиваемого продукта и работает как сосуд высокого давления.

Состав сооружений и их назначение зависят от вида транспортируемого  продукта.

Магистральный трубопровод состоит из следующих комплексов сооружений:

- подводящие трубопроводы, связывающие источники нефти  или нефтепродуктов с головными  сооружениями трубопроводов. По  этим трубопроводам перекачивают  нефть от промысла или нефтепродукт  от завода в резервуары головной  станции;

- головная перекачивающая  станция, на которой собирают  нефть или нефтепродукты, предназначенные  для перекачки по магистральному  трубопроводу. Здесь проводят приёмку  нефти (нефтепродуктов), разделение  их по сортам, учёт и перекачку  на следующую станцию;

- промежуточные перекачивающие  станции, на которых нефть и  нефтепродукт, поступающие с предыдущей  станции, перекачивают далее;

- конечный пункт, где  принимают продукт из трубопровода, распределяют потребителям или  отправляют далее другими видами  транспорта;

- линейные сооружения  трубопровода, к которым относятся  собственно трубопровод, линейные  колодцы на трассе, станции катодной  и протекторной защиты, дренажные  установки, а также переходы  через водные препятствия, железные  и автогужевые дороги. Кроме того, к ним относятся вертолётные  площадки, дома обходчиков, линии  связи, грунтовые дороги, сооружаемые  вдоль трассы трубопроводов.

4.2 Конструктивные  схемы

Линейная часть трубопровода сооружается про трём конструктивным схемам: подземной, наземной и надземной.

Подземная схема составляет около 98% от общей длины всех построенных  трубопроводов. По этой схеме трубы  укладывают ниже естественной поверхности  грунта.

Наземная схема предусматривает  укладку труб на поверхность спланированного  грунта или на грунтовое сплошное основание, устраиваемое из привозного грунта.

При надземной схеме трубопровод  укладывают на опоры, размещаемые на определённом расстоянии друг от друга.

Для плотных грунтов наиболее удачной схемой является подземная. Она обеспечивает надёжную защиту труб от внешних воздействий, достаточно хорошо стабилизирует положение трубопроводы, обеспечивает его устойчивость, не изменяет вида рельефа, не создаёт никаких препятствий для сельскохозяйственных работ, движения транспортных средств. При подземной прокладке трубопровод и транспортируемый по нему продукт не подвергается резким перепадам температур, что имеет немаловажное значение для обеспечения технологической надёжности трубопровода.