Основы нефтегазового дела

УДК 39.922 
 ББК 38.763 
         О75 

Рецензент 
канд. техн. наук, доц. И.К. Потеряев (СибАДИ, г. Омск) 

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве 
методических указаний. 

О75

Основы нефтегазового дела : методические указания / СибАДИ, Кафедра СПТиНТ; 
сост. А.Б. Летопольский. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2022. – URL: 
http://bek.sibadi.org/MegaPro, для авторизованных пользователей. 
– Загл. с экрана.

Разработаны лабораторные работы, позволяющие обучающимся получить определенные 
практические навыки при проектировании газопроводов. Имеются методики 
расчета газопроводов низкого и высокого давления и методика выбора параметров 
подземного магистрального газопровода. 
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок. 
Предназначены для обучающихся всех форм обучения направлений 23.03.03 
«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и специальности 
23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», изучающих курс «Основы 
нефтегазового дела».  

Текстовое (символьное) издание (890 КБ)  
Системные требования: Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7; 
DVD-ROM ; 1 ГБ свободного места на жестком диске; 
программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader 

Редактор  Н.И. Косенкова 
Техническая подготовка – А.А. Орловская 

Издание первое. Дата подписания к использованию 28.11.2022 

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ 
644080, г. Омск, пр. Мира, 5. 
РИО ИПК СибАДИ 
644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая,1 

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2022 

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите 
детей от информации, причиняющей вред 
их здоровью и развитию» данная продукция 
маркировке не подлежит 

Лабораторная работа № 1 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО  
И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ НА ЭВМ 
 
Цели работы: определить давление на участках газопровода на основании 
схемы и имеющихся исходных данных. Определить категорию газопровода 
при расчете диаметра его отдельных участков. 
Газопроводы можно разделить на магистральные и газопроводы газоснабжения. 

Магистральные газопроводы по рабочему давлению делятся на 2 
группы: 
– магистральные газопроводы 1 категории с давлением до 10 МПа; 
– магистральные газопроводы 2 категории с давлением до 2,5 МПа. 
Газопроводы газоснабжения по рабочему давлению делятся на: 
– высокого давления первой категории с давлением до 1,2 МПа; 
– высокого давления второй категории с давлением до 0,6 МПа; 
– среднего давления с давлением до 0,3 МПа; 
– низкого давления с давлением до 5 КПа (5000 Па). 
В данной лабораторной работе выполняется расчёт потерь давления 
по длине трубопровода для газопроводов газоснабжения высокого и среднего 
давления. 
Исходные данные для расчета: 
ν=0,1425·10-4 м2/с – коэффициент кинематической вязкости природного газа 
при нормальных условиях [температура 0 0С и давление 760 мм рт. столба (
0,10132 МПа)]; 
ρ = 0,685 кг/м3 – плотность природного газа при нормальных условиях; 
n = 0,01 см – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности 
стенки стальной трубы (при новом строительстве). 
Гидравлический расчёт газопроводов среднего и высокого давления 
ведётся по формуле  

ρ
ν
⋅
⋅








⋅
⋅
+
⋅
⋅
=
−
−
5

2
25
,0

5
2
2
2
1
1922
10
4,1
d
Q
Q
d
d
n
L
P
P
,  
 
(1.1) 

 где Р1 – абсолютное давление газа в начале газопровода, МПа; 
P2 – абсолютное давление газа в конце газопровода, МПа; 
Q – расход газа, м3/ч, при пересчёте на нормальные условия (НУ); 
L – расчётная длина участка газопровода постоянного диаметра, м; 
d – внутренний диаметр газопровода, см. 
 

Давление в конце участка газопровода определяется по формуле 

ρ
ν
⋅
⋅








⋅
⋅
+
⋅
⋅
⋅
−
=
−
5

2
25
,0

5
2
1
2
1922
10
4,1
d
Q
Q
d
d
n
L
P
P
.   
(1.2) 

Результаты вычислений, а также исходные данные по внутреннему 
диаметру, расходу газа, длине участков, давлению в начале участка газопровода 
сводим в табл. 1.1. 
 
Таблица 1.1 
Результаты расчетов 
 

Номер
участка 

Внутр.
диа-

метр 
газопровода, 
см 

Расход 
газа, м3/ч 

Длина участка 
газопровода 
(расчётная), м 

Давление 
в 

начале 
участка, 
МПа

Давление в 
конце 
участка, 
МПа

1
2
3
4
5
6

 
Падение давления в местных сопротивлениях (колена, запорная арматура 
и др.) допускается учитывать путём увеличения расчётной длины газопровода 
на 5–10%. 
Внутренний диаметр стальных трубопроводов для расчёта следует 
выбирать из следующего ряда: 51, 31, 20, 15, 10, 7 см. 
Расчётный диаметр газопровода следует предварительно определять 
по формуле 

V
P
t
Q
d

ср ⋅
+
⋅
⋅
⋅
=
−
)
273
(
10
238
,
36

0
3
 ,  
 
 
(1.3) 

где d – внутренний диаметр газопровода, см; Q – расход газа м3/ч при норм. 
условиях; t – температура газа оС; Pср – среднее давление газа (абсолютное) 
на расчётном участке газопровода, МПа; V – скорость газа, м/с. 
При выполнении гидравлического расчёта надземных и внутренних 
газопроводов с учётом степени шума, создаваемого движением газа, следует 
принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого 
давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов 
высокого давления. 
Схему газопровода и исходные данные для расчета принимаем в соответствии 
с рис. 1.1 и 1.2 , табл. 1.2 и 1.3 (по заданию преподавателя). 
 
 
 

9 
 
 
 
8  
 
 
 
 
     1  
2 
 
3 
 
   4 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
  
 
 
 
 
Рис. 1.1. Схема газопровода высокого давления 
 
  
 
 
(вариант 1) 
 
  
 
 
 
 
  
 
 
 
  
 
 
9 
 
 
 
  
 
 
8 
 
   
 
   
 
  
      1                 2                 3                     4    
 
 
  
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
      5  
 
  
 
  
 
 
 
   
 
 
 
 
  
                                     6 
    
                                                     
                                                                              7        
 
  
 
 
 
 
  
 
 
 
 
 
  
Рис. 1.2. Схема газопровода высокого давления 
 
  
 
 
 (вариант 2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1.2 
Исходные данные (вариант 1) 
 

Номер участка
Длина участка, М ·
3
10
Расход газа м3/ч ˑ103

1
35
73

2
40
47

3
15
46

4
12
14

5
10
26

6
20
12

7
3,5
10

8
3,5
10

9
3
5

 
 
 
Таблица 1.3 
Исходные данные (вариант 2) 
 

Номер участка
Длина участка, М ·
3
10
Расход газа м3/ч ˑ103

1
30
65

2
36
42

3
12
41

4
10
9

5
8
26

6
18
12

7
3,0
10

8
3,2
8

9
2,5
5

Лабораторная работа № 2 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 
ГАЗОПРОВОДА НА ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ 
 
Цель работы: построение на ЭВМ пространственных трёхмерных 
графиков, характеризующих зависимости P2 = f (d¸ L) , где P2  – давление в 
конце участка газопровода; d – диаметр; L – длина участка газопровода. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Начальное давление газа P1  = 1,2 МПа. Исходные данные для расчёта 
приведены в табл. 2.1. 
Таблица 2.1 
Исходные данные для расчета 
 

Номер 
вар-та 

d1,
см 

d2,
см 

d3,
см 

d4,
см 

d5,
см 

L1,
м 

L2,
м 

L3,
м 

L4,
м 

L5,
м 

Q,
м3/ч 

1
22
23
24
25
26
1000
2000
3000
4000
5000
30000

2
18
19
20
21
22
1000
2000
3000
4000
5000
25000

 
Для стальной трубы n=0,01см, для полиэтиленовой n= 0,002 см. 
С помощью программы EXEL построить трёхмерные графики 
P2=f(d,L) для стального и полиэтиленового трубопроводов.  
Полученные результаты оформить в виде отчёта в тетради для лабораторных 
работ. Распечатки трёхмерных графиков включить в отчёт. 

Лабораторная работа № 3 
 
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ 
ГАЗОПРОВОДА, ИСХОДЯ ИЗ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К НЕМУ 
ТРЕБОВАНИЙ 
 
Цель работы: построение на ЭВМ графических зависимостей, характеризующих 
влияние конструктивных параметров газопровода на падение 
в нём давления газа. 
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих 
задач: 
Задача 1: построить на ЭВМ пространственные графические зависимости. 
∆P = P1-P2 = f (Q, L), где Q – подача газа в трубопроводе, м3/ч; L – длина 
трубопровода, м; P1, P2 – давление соответственно в начале и конце газопровода, 
МПа. 
 
                                        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Начальное давление в трубопроводе – 1,2 МПа, материал трубопровода: 
а) сталь, б) полиэтилен.  
Результаты расчетов оформляем в табл. 3.1. 

Таблица 3.1  
Исходные данные для расчета 
 

Вари-

ант

Q1,
м3/ч

Q2,
м3/ч

Q3,
м3/ч

Q4, 
м3/ч

Q5, 
м3/ч

Q6, 
м3/ч

Q7, 
м3/ч

Q8, 
м3/ч

L1, 
м

L2, 
м

L3, 
м

L4, 
м

L5, 
м

d,
см

1
15·103 20·103 25·103 30·103 35·103 40·103 45·103 50·103 1·103 2·103 3·103 4·103 5·103 26

2
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
-//-
24

 

Для стальной трубы n = 0,01 см, для полиэтиленовой n = 0,002 см. 
Пространственные графики построить с помощью программы EXEL. При 
этом рекомендуется ось ∆P направить вертикально вверх, ось Q – слева 
направо, а ось L – от монитора к оператору.  
Задача 2: подобрать диаметр трубопровода таким образом, чтобы при давлении 
в начале трубопровода Р1=1,2 МПа давление газа в конце трубопровода 
составило 0,6 МПа ± 0,01 МПа (при L=1000, 2000, 3000,4000, 5000, 
6000, 7000 м) при подаче газа Q1= 20·103 м3/ч, Q2 = 22·103 м3/ч.  
 
Результаты вычислений занести в таблицу. 
С помощью программы EXEL построить графики функции d = f (L) 
(при ∆P =0,6 МПа) для стального и полиэтиленового трубопроводов. 
Полученные результаты оформить в виде отчета в тетради для лабораторных 
работ. Распечатки графиков включить в отчет.  
 
 

Лабораторная работа № 4 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И РАСЧЁТ  
ГАЗОПРОВОДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ 
 
Цель работы: определить расходы газа потребителями согласно схеме 
и найти конечное давление на участках на основании определенных 
значений падения давления газа. 
Общие положения 
Диаметр газопровода низкого давления определяется гидравлическим 
расчётом из условия обеспечения нормального и экономичного газоснабжения 
всех потребителей в часы максимального потребления газа. 
Давление газа на выходе из ГРП – начальное давление для газопровода – 
3000 паскалей (Па), что соответствует 300 декапаскалям (даПа), или 
300 мм водного столба. 
Конечное давление в газопроводе, в самой удалённой точке, должно 
быть не менее 120 даПа (120 мм водного столба). 
Газопровод проектируется для посёлка, состоящего из индивидуальных 
жилых домов. В каждом доме устанавливаются: 
– отопительный котёл типа АОГВ – 11,3 с расходом газа qо=1,24 м3/ч; 
– водогрейная колонка ВПГ – 8 с расходом газа qв=1,21 м3/ч; 
– четырёхконфорочная газовая плита ПГ– 4 с расходом газа qп= 1,25 м3/ч. 
Гидравлический расчёт выполняется по максимальным часовым расходам 
с учётом коэффициента одновременности К. Принимаем К=0,6. 
Количество газа, потребляемое одним домом с учетом коэффициента 
одновременности, определяется по формуле 
q = (qо+qв+qп )·K .  
 
 
 
 (4.1) 
Диаметры трубопроводов низкого давления принимаются из следующего 
числового ряда: 151, 100, 81, 69, 49 мм. 
Характеристика стандартного природного газа, транспортируемого по 
газопроводу, по составу: метан (CH4) – 97,66%, этан 0,7%. 
Число Воббе 10690 ккал/м3, теплота сгорания (низшая) 8060 ккал/м3. 
Схема прокладки газопровода низкого давления приведена на рис.4.1. 
 

Рис. 4.1. Расчетная схема газопровода низкого давления 
 
Расчёт количества потребителей газа определяется из условия, что 
потребители (индивидуальные жилые дома) подключаются к газопроводу 
равномерно, через определенное заданное расстояние. 
Расчётный расход газа на i-м участке газопровода складывается из 
собственного среднего расхода и транзитного расхода газа к последующим 
участкам газопровода.  

Qi = Qi собств.ср+ ∑
+
=

k

i
j
1  Qj транз ,                               (4.2) 

где Qi собств.ср – собственный средний расход газа на участке газопровода,     
k – общее количество участков газопровода. 
Qi собств.ср= q·ni·0,5 ,                                      (4.3) 
где ni – количество домов на i-м участке. 

ni =

i

i
l
L  ,                                                   (4.4) 

где 
li 
– 
расстояние 
между 
домами 
(можно 
принять 
li=15м); 

Qj транз – транзитный расход газа через i-й участок газопровода, который потребляется 
на j-м участке (лежащим далее) 

Qj транз= q·nj ,                                           (4.5) 

где nj – количество домов на j-м участке.  

nj =

j

j
l

L ,                                                      (4.6) 

где lj – расстояние между домами на j-м участке (можно принять lj = li).