Расчет линейной части магистрального нефтепровода: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию

Г. М. Гаджиев    Ю. А. Горинов    А. М. Кайдаков 

 
 
 

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ 

МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА 

 
 
 

Учебно-методическое пособие  
по курсовому проектированию 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2017 

 

УДК 621.64 
ББК 39.77 

Г 13 

 

Рецензенты: 

доктор технических наук, профессор кафедры строительных  

конструкций и водоснабжения ПГТУ А. Г. Поздеев; 

заместитель начальника отдела эксплуатации нефтепроводов  

Марийского районного нефтепроводного управления  

АО «Транснефть – Верхняя Волга» Н. В. Чечиков 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

 
 
 

Гаджиев, Г. М. 

Г 13      Расчет линейной части магистрального нефтепровода: учебно- 

методическое пособие по курсовому проектированию / Г. М. Гаджиев, Ю. А. Горинов, А. М. Кайдаков. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2017. – 56 c. 
ISBN 978-5-8158-1876-7 

 

Приведены основные теоретические сведения для выполнения курсо
вого проекта по дисциплине «Основы нефтегазового дела», дан пример 
расчета магистрального нефтепровода. В приложении представлены необходимые справочные данные. 

Для студентов, обучающихся по направлению бакалавриата «Трубо
проводный транспорт нефти и газа»; может быть использовано на практике при разработке проектной документации магистральных нефтепроводов. 

 

УДК 621.64 

ББК 39.77 

 

ISBN 978-5-8158-1876-7  
© Гаджиев Г. М., Горинов Ю. А.,  

 
Кайдаков А. М., 2017  

 
© Поволжский государственный 

 
технологический университет, 2017 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
В учебно-методическом пособии представлена методика техно
логического расчета магистрального трубопровода при изотермическом режиме, приведены необходимые справочные данные для самостоятельной работы при выполнении практических заданий и 
курсового проекта студентами специальности 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» по дисциплине «Основы нефтегазового дела».  

Цель настоящего пособия – закрепить и систематизировать зна
ния студентов по дисциплине, развить навыки самостоятельной работы и сформировать умения применять на практике полученные 
теоретические знания при решении вопросов производственнотехнологического характера, а именно: уметь производить расчет 
физико-химических свойств нефти, определять диаметр и толщину 
стенки трубопровода, осуществлять выбор насосного оборудования, 
производить гидравлический расчет, уметь определять число перекачивающих станций и проектировать их расстановку на трассе 
нефтепровода. 

Авторы надеются, что данное пособие принесет ощутимую 

пользу студентам, изучающим основы нефтегазового дела. 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Курсовой проект носит конструкторско-технологический харак
тер. Он состоит из пояснительной записки и графической части. 

Пояснительная записка должна содержать основные расчеты и 

краткие пояснения к ним. Объем пояснительной записки курсового 
проекта должен быть не менее 30 страниц печатного текста (формат 
А4), чертёж «Совмещенная характеристика нефтепровода и НПС» 
на формате А4, чертёж «Расстановка НПС по трассе МНП» (формат 
А3).  

Объем графической части – два листа формата А1.  
Пояснительная записка и графическая часть должны быть 

оформлены в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105.95 «Общие 
требования к текстовым документам», ГОСТ 2.109-73 «Основные 
требования к чертежам», а также в соответствии с требованиями 
стандартов проектной документации.  

Состав пояснительной записки: 
- титульный лист, 
- задание на курсовой проект, 
- содержание, 
- введение, 
- теоретическая (технологическая) часть, 
- расчетная часть, 
- заключение, 
- список использованных источников. 
Состав графической части: 
Лист 1: Головная нефтеперекачивающая станция. Генплан.  
Лист 2: Головная НПС. Технологическая схема. 
Расчетная часть состоит из технологического расчета маги
стрального нефтепровода, выполняемого после выбора трассы 
нефтепровода и определения его протяженности.  

Технологический расчет включает в себя решение следующих 

задач: 

1. Выбор и обработка исходных данных: 

- температура, 
- плотность, 
- коэффициент кинематической вязкости нефти.  
2. Определение параметров магистрального нефтепровода: 
- диаметр и толщина стенки трубы нефтепровода, 
- тип насосно-силового оборудования для нефтеперекачиваю
щих станций, 

- давление, развиваемое насосами нефтеперекачивающих стан
ций, 

- число нефтеперекачивающих станций, 
- длина лупинга или вставки меньшего или большего диаметра, 
- число эксплуатационных участков и др. 
3. Расстановка нефтеперекачивающих станций по трассе нефте
провода. 

4. Расчет эксплуатационных режимов работы и др. 
Соблюдение требований, рекомендованных государственными 

стандартами, при выполнении курсового проекта, а также использование представленной в издании методики технологического расчета 
магистрального трубопровода при изотермическом режиме обеспечат студентам качественный уровень подготовки курсового проекта. 

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  
РАСЧЕТ НЕФТЕПРОВОДА» В СТРУКТУРЕ  

КУРСОВГО ПРОЕКТА 

 
 

Центральным звеном в структуре курсовой работы по дисци
плине «Основы нефтегазового дела» является технологический расчет нефтепровода. 

Произвести данный расчет логически грамотно и на профессио
нальном уровне – значит суметь продемонстрировать те знания, 
навыки и  умения, которые были приобретены в ходе освоения дисциплины, доказать, что  цель обучения на данном этапе достигнута. 

В структуре курсовой работы непосредственно технологическо
му расчету предшествуют структурные элементы, которые помогают 
понять значение расчета, его цель, в них представлены исходные 
данные для проведения расчета. 

Задание на курсовое проектирование выдается каждому сту
денту индивидуально (прил. А).  

Для выполнения технологического расчета магистрального 

нефтепровода необходимы следующие исходные данные: 

- плановое (годовое) задание на перекачку нефти по трубопро
воду, 

- расчетная температура нефти, 
- физические свойства перекачиваемой нефти в зависимости от 

расчетной температуры, 

- категория магистрального нефтепровода и его участка, 
- разность геодезических отметок конца и начала трассы маги
стрального нефтепровода. 

Варианты исходных данных приведены в приложении В.  
Пояснительная записка начинается с титульного листа, на ко
тором указываются тема курсового проекта, фамилия, имя, отчество 
студента; фамилия, имя, отчество руководителя проекта. Пример 
оформления титульного листа приведен в приложении Б. 

Термины и определения должны соответствовать требованиям 

стандартов. Сокращение слов не допускается. Каждый лист в пояснительной записке имеет основную надпись. 

Пояснительная записка выполняется на одинаковых для всего 

проекта листах. Каждый лист имеет сквозную нумерацию. 

Введение должно содержать материалы об истории и перспек
тивах развития нефтепроводного транспорта. 

 
 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ) ЧАСТЬ 

 
Теоретическая (технологическая) часть должна содержать сле
дующие материалы: классификация нефтепроводов, состав сооружений магистрального нефтепровода, характеристика проектируемого нефтепровода, характеристика перекачиваемой нефти, а также материалы по вариантам, приведенным в приложении Г.  

 
 

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНОГО  

НЕФТЕПРОВОДА 

 
Цели расчета: 
1. Определение физико-химических свойств нефти. 
2. Механический расчет. Определение диаметра трубопровода, 

выбор насосного оборудования, расчет толщины стенки трубопровода. 

3. Гидравлический расчет. Определение числа перекачивающих 

станций. Расстановка перекачивающих станций по трассе нефтепровода. 

4. Расчет эксплуатационных режимов нефтепровода. 
 
 

Исходные данные: 
1. Годовая производительность нефтепровода, млн т/год Gг. 
2. Протяженность нефтепровода (перевальные точки отсут
ствуют), км L. 

3. Разность геодезических отметок, м, 
н
к





. 

4. Средняя расчетная температура перекачки, °С tр. 
5. Плотность нефти при температуре 293К (20 °С), кг/м3 ρ293. 
6. Вязкость нефти при 283К (100С) и 293К (20 °С), мм2/с (сСт) 

293
283,

.  

 

2.1. Расчет физико-химических свойств нефти 

 
 1. Расчетная температура транспортируемой нефти принима
ется равной минимальной среднемесячной температуре грунта на 
глубине заложения оси трубопровода с учетом начальной температуры нефти на головных сооружениях, тепловыделений в трубопроводе, обусловленных трением потока, и теплопередачи в грунт. Допускается расчетную температуру нефти принимать равной среднемесячной температуре грунта самого холодного месяца на уровне 
оси подземного трубопровода. Для трубопровода большой протяженности трасса разбивается на отдельные участки с относительно 
одинаковыми условиями. В этом случае можно записать:  

i

n

i

i
р
T
l
L
Т







1

1
 ,                                                   (1)  

где L – полная протяженность нефтепровода, км; 

il  – длина i-го участка с относительно одинаковой температу
рой Тi, км; 

n – число участков; 
Тi – температура грунта на глубине залегания оси трубопровода 

на i-м участке. 

2. Расчетная плотность (кг/м3) при температуре T=Tр опреде
ляется по формуле 



T
T




293
293



,                                (2) 

где 
293

 – плотность нефти при 293К, кг/м3; 

293
001315
,0
825
,1




, кг/(м3 К), – температурная поправка. 

 
3. Расчетная кинематическая вязкость (мм2/с) нефти определя
ется при расчетной температуре по вязкостно-температурной кривой 
либо по одной из следующих зависимостей: 

 формула Вальтера (ASTM): 



T
B
A
T
lg
8,0
lg
lg





,                            (3) 

 

где
T
  – кинематическая вязкость нефти, мм2/с; 

А и В – постоянные коэффициенты, определяемые по двум зна
чениям вязкости 
1
 и 
2
  при температурах Т1 и Т2: 







1
2

1

2

lg
lg

8,0
lg

8,0
lg
lg

T
T
B

















,      


1
1
lg
8,0
lg
lg
T
B
A





 ; 

 формула Филонова-Рейнольдса: 





1
1 exp
T
T
u
T




,                                  (4) 

где u – коэффициент крутизны вискограммы, 1/К: 

1
2

2

1

1
2

2
1

ln
ln
ln

T
T
T
T
u










. 

Достаточная точность зависимости (4) во всем рабочем диапа
зоне температур обеспечивается при выполнении неравенства 
Т1<Т<Т2, при невыполнении этого неравенства применяют зависимость (3). 

2.2. Механический расчет. Определение диаметра  

трубопровода, выбор насосного оборудования, расчет  

толщины стенки трубопровода, определение числа  

перекачивающих станций 

 
4. Расчетное число рабочих дней магистрального нефтепрово
да Nр определяется с учетом затрат времени на техническое обслуживание, ремонт и ликвидацию повреждений. Оно зависит от условий прокладки трубопровода, его протяженности и диаметра.  

  

Таблица 1  

Расчетное число рабочих дней магистральных нефтепроводов Nр [1] 

Протяженность
нефтепровода, км

Диаметр нефтепровода, мм

до 820 включ.
свыше 820

До 250
357
355

От 250 до 500
356/355
353/351

От 500 до 700
354/352
351/349

Свыше 700
352/350
349/345

 
В числителе указаны значения Nр для нормальных условий про
кладки, в знаменателе – при прохождении нефтепроводов в сложных 
условиях (заболоченные, горные участки, доля которых в общей 
протяженности трассы составляет не менее 30%). Для ориентировочных расчетов Nр можно принять равным 350 суткам. Ориентировочный диаметр нефтепровода принимается по приложению И.  

 
5. Расчетная часовая производительность нефтепровода (м3/ч) 

определяется по формуле 

 
9
г
10
24
Т
p

ч
N
G
Q




 ,                                  (5)  

где 
г
G – годовая (массовая) производительность нефтепровода, млн 

т/год;