ГАЗОПРОВОДЫ.
История:
Известны случаи использования газа в древнем Китае ещё в 2-3 веке до н. э. Газ подавался от месторождений по бамбуковым трубам для освещения и для получения тепла, в частности, для выпаривания соли из соляного раствора. Стыки труб конопатились паклей. Газ по ним подавался «самотёком», т. е. за счёт давления источника газа. Использование газа для освещения и отопления в Европе началось в первой половине XIX века, тогда же появились и первые газопроводы. В Санкт-Петербурге первый газовый завод (производивший светильный газ из импортного каменного угля) и система распределения построены в 1835 году, в Москве — в 1865 году.
Затраты на сооружение и эксплуатацию газопроводов велики, поэтому первые газопроводы большой длины появились с началом эксплуатации месторождений природного газа.
Первый в СССР газопровод от Дашавских промыслов до Львова был построен в 1940—1941 гг. (первый газопровод от Дашавы — до Стрыя был построен в 1924 году). Во время Великой Отечественной войны были построены газопроводы от Бугуруслана и Похвистнево до Куйбышева (160 км, диаметр трубы 300 мм; строительство велось заключёнными лагерей Управления особого строительства НКВД), а также от Елшанки до Саратова.
Первым магистральным газопроводом в СССР стал газопровод Саратов — Москва, вступивший в строй в 1946 году.
Составные части газопроводов:
В составные части газопроводов входят:
-нефтегазовая арматура;
-краны;
-компрессорная станция;
-газораспределительная станция;
-газорегуляторный пункт.
Нефтегазовая арматура:
Нефтегазовая арматура — номенклатура машиностроительной трубопроводной арматуры, используемой в нефтегазовой отрасли.
Номенклатура:
· Обвязка колонная
· Фонтанная арматура
· Электронасосная арматура
· Штангонасосная арматура
· Нагнетательная арматура
· Привод арматуры (электропривод, пневмопривод, электромагнитный привод)
· Трубная головка
· Манифольд
· Задвижка
· Дроссель
· Запорный клапан
· Регулятор давления
· Клапаны и заслонки
· Диафрагма ограничения потока
· Штанговращатель
· Кран
· Станция управления
· Средства диагностики
· Фитинг
Рынок:
Промышленная нефтегазовая арматура один из наиболее массовых видов промышленной продукции, которая относится к нефтегазовому оборудованию. Объём российского рынка арматуры по оценкам специалистов составил в 2007 году около $960 млн. Нефтегазовая отрасль образует один из наиболее крупных секторов, потребляя до 22% общего объёма арматуры (2007 год). При этом рынок имеет устойчивую тенденцию роста в течение, как минимум, семи последних лет.
Стандарты и требования:
Общие требования к оборудованию обусловлены факторами влияющими на условия работы. В России стандарты на буровое оборудование регулируются ГОСТ 13846-89 «Арматура фонтанная и нагнетательная». Также существует общий комплекс ГОСТ для аппаратов, материалов и к требованиям безопасности.
Трубопроводный кран
Кран трубопроводный (от нидерл. kraan – «журавль») — тип трубопроводной арматуры, у которого запирающий или регулирующий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды[1][2][3].
Краны могут представлять собой запорные, регулирующие или распределительные устройства и предназначены для работы с газообразными и жидкими средами, в том числе вязкими и загрязнёнными, суспензиями, пульпами, шламами. Они используются на магистральных газопроводах и нефтепроводах, в системах городского газоснабжения, на резервуарах, котлах и в других областях.
Краны обладают рядом достоинств, среди которых:
· простота конструкции;
· небольшие габариты;
· малое время, затрачиваемое на поворот;
· применимость для вязких и загрязнённых сред.
У различных видов кранов есть и другие достоинства и недостатки, которые будут рассмотрены ниже.
Управляются краны вручную или с помощью механического привода: электрического, пневматического и гидравлического. В шаровых кранах, установленных на магистральных газопроводах, используются также пневмогидравлические приводы, в которых на поршень в цилиндре воздействует жидкость (масло) под давлением газа, отбираемого из трубопровода, что обеспечивает плавное и безударное срабатывание привода.
По направлению потока краны могут быть проходными, то есть направление потока не меняется, угловыми, то есть направление потока меняется на 90° и трёхходовыми, то есть иметь один выходной и два входных патрубка, что позволяет смешивать потоки сред с различными параметрами. Это свойство трёхходовых кранов используется в сантехнике в устройстве под названием смеситель.
Главные различия в конструкции кранов заключаются в форме затвора, он может быть в виде шара, конуса или цилиндра. Современным и прогрессивным представителем кранов является шаровой кран, традиционным, и в силу этого всё еще часто использующимся, несмотря на существенные недостатки конструкции, — конусный кран. Цилиндрические краны имеют крайне ограниченное применение.
Устройство
Основными частями крана являются корпус и пробка (затвор) в виде шара, конуса или цилиндра. Для прохода среды в затворе предусмотрено сквозное отверстие. Управление краном осуществляется путём поворота пробки. При повороте на 90° осуществляется полное перекрытие хода среды, при повороте на меньшие углы — частичное, что позволяет применять кран в качестве регулирующего устройства. Существуют также трёхходовые краны, где пробка имеет дополнительные отверстия, что позволяет использовать их для перенаправления потока среды: поворотом пробки среда направляется из входного отверстия в одно из двух выходных. В промежуточном положении, в зависимости от конструкции крана, среда может направляться либо в обоих направлениях, либо полностью перекрываться.
Различия в конструкциях
Шаровой кран
Это разновидность крана, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форм. Подвижным элементом (затвором) таких кранов служит пробка сферической формы — шар, по оси которой выполнено сквозное круглое отверстие для прохода среды. В проходных кранах для полного закрытия или открытия прохода достаточно повернуть шар на 90°. Диаметр отверстия чаще всего соответствует внутреннему диаметру трубопровода, на который устанавливается кран, называющийся в этом случае полнопроходным. Гидравлические потери при проходе рабочей среды через полностью открытый кран весьма малы, практически такие же как при проходе среды через трубу, равную по длине корпусу крана, что в разы меньше, чем в задвижках и клапанах. Это ценное качество сделало шаровые краны основным запорным устройством на линейной части магистральных газопроводов. Однако для уменьшения габаритов и крутящих моментов, необходимых для управления арматурой, иногда применяются суженные краны. Кроме общих для кранов, шаровые имеют ряд специфических достоинств, среди которых:
· весьма малые гидравлические потери;
· высокая и надёжная герметичность;
· простая форма проточной части и отсутствие в ней застойных зон;
· удобное управление.
Сёдла в корпусе выполняются в виде колец из различных видов пластмасс (в основном фторопласта), что обеспечивает надёжную герметичность, лёгкость и плавность поворота шаровой пробки, но ограничивают применения таких кранов для сред с температурой не более 200 °C.
Шаровые краны имеют большое разнообразие исполнений, но основные их различия — в конструкциях запорных органов: с плавающим шаром (для небольших диаметров) и с шаром в опорах.
Конусный кран
Это разновидность крана, запирающий или регулирующий элемент которого имеет форму конуса.
Сквозное отверстие в пробке, которое, в отличие от шаровых кранов, как правило, не круглое, а трапециевидное, обеспечивает проход среды при открытии такого крана. Сёдлами является внутренняя поверхность корпуса. Таким образом, уплотнительными поверхностями запорного органа являются конические поверхности — наружная пробки и внутренняя корпуса.
В конусных кранах обеспечиваются два весьма трудно-сочетаемых требования — создать плотный и герметичный контакт между коническими поверхностями пары корпус—пробка и при этом обеспечить свободный плавный поворот пробки, не допуская её заклинивания и задирания уплотнительных поверхностей. Последнее требование диктует необходимость изготовления корпусов и пробок из материалов, обладающих хорошими антифрикционными качествами (латунь, бронза, чугун). Такие материалы ограничивают практическое применение конусных кранов давлением 1,6 МПа и диаметром 100 мм. Иногда конусные краны изготавливают также из углеродистой стали диаметром до 200 мм, но пробку в этих случаях делают из чугуна, либо применяют специальную систему смазки уплотнительных поверхностей.
Конусный кран весьма сложно изготовить и отрегулировать так, чтобы обеспечить какую-то стабильную величину усилия, необходимого для поворота пробки, поэтому они практически непригодны для использования с электро- или пневмоприводами и управляются вручную.
Кроме вышеперечисленных, конусные краны имеют ряд других недостатков:
· для управления конусными кранами требуются большие крутящие моменты, что приводит к необходимости установки механического редуктора даже при небольших диаметрах крана;
· уплотнительным поверхностям требуется тщательное обслуживание и смазка во избежание прилипания пробки к корпусу;
· притирка конической пробки к корпусу сложная процедура, от качества которой зависит надёжность и герметичность крана.
· неравномерный по высоте износ пробок, что приводит к снижению герметичности крана в процессе эксплуатации.
Конусные краны различаются по способу уплотнения на сальниковые и натяжные и имеют ряд специфических конструкций:
· краны со смазкой — применяются для снижения крутящих моментов при управлении кранов;
· краны с подъёмом пробки — для того же, но другим способом;
· краны с обогревом — для застывающих нефтепродуктов;
· пробно-спускные краны — для контроля наличия среды, отбор проб.
Компрессорная станция
Компрессорная станция — стационарная или подвижная (другое наименование — передвижная или самоходная) установка, предназначенная для получения сжатых газов. Получаемый сжатый газ или воздух может использоваться как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение отдельных газов из воздуха), криоагент (азот).
Станция состоит из компрессора и вспомогательного (дополнительного) оборудования. Чаще всего компрессорная станция представляет собой блок-бокс, в котором и размещается всё установленное оборудование с обвязкой. Часто станции оснащаются такими системами как - системами пожаротушения, освещения, вентиляции, сигнализации, газоанализа и т. д.
Компрессорные станции (в отличие от компрессорных установок) эксплуатируются на открытом воздухе даже при отрицательных температурах в зимний период времени.
Воздушные компрессорные станции
Сжатый воздух, получаемый от воздушных КС, используются на предприятиях в различных целях:
· подачи воздуха на пневмоприводы дистанционно управляемой трубопроводной арматуры;
· для пуска дизельных электростанций;
· инициализации различных устройств автоматики;
· пневмоиспытаний оборудования;
· подключения в производственных помещениях различных пневмоинструментов (гайковёртов, шлифмашинок и пр.) и др.
· для обеспечения сжатым воздухом, высокого и низкого давления, Кузнечно-штамповочного производства агрегатов квазиударного и ударного действия, а также для формирования газовоздушной смеси для работы нагревательных, термических печей.
Для выполнения этих функций применяются системы, в состав которых входят компрессорные станции, ресиверы и трубопроводы подачи сжатого воздуха. В состав самих компрессорных станций могут входить воздушные фильтры, холодильники, масловлагоотделители, адсорберы, электронагреватели, насосы.