Выбор оптимальных параметров трубопровода

Когда технико-экономическое обоснование строительства той или иной трубопроводной системы выполнено, и решение о ее сооружении принято, нужно решить: какими должны быть оптимальные параметры проектируемой системы? Иными словами, требуется ответить на вопросы: сколько параллельных трубопроводов — «ниток» — нужно проложить от начального до конечного пункта системы; каким должен быть диаметр или диаметры отдельных трубопроводов; сколько нефтеперекачивающих станций нужно построить на трассе трубопровода; каким должно быть число резервуарных парков, и какой вместимостью они должны обладать? Наконец нужно ответить на вопрос: на какое давление следует проектировать данный трубопровод?

Обычно изначально в задании на проектирование говорится лишь о том, что трубопровод должен обладать соответствующей годовой производительностью, т. е. должен перекачать млн тонн в год нефти или нефтепродуктов из известного начального пункта А в известный конечный пункт Б, расположенный от начального пункта на расстоянии  км, а также, быть может, и в некоторые другие пункты, соединенные с основной магистралью отводами. Ответы на все эти вопросы дает так называемая оптимизация параметров трубопроводной системы. 

Дело в том, что добиться одной и той же цели — перекачать заданную массу нефти или нефтепродуктов из известного начального пункта А в известный конечный пункт Б — можно не одним, а многими различными способами. Например: можно соорудить трубопровод с диаметром 820 мм, рассчитанный на максимальное давление 75 атм (7,3 МПа) с десятью нефтеперекачивающими станциями, но в качестве альтернативы можно соорудить и трубопровод большего диаметра 1020 мм всего с восемью нефтеперекачивающими станциями; или нефтепровод с еще большим диаметром 1220 мм, но с шестью нефтеперекачивающими станциями, причем с меньшим максимальным давлением, например, 64 атм (6,2 МПа). 

С одной стороны, если трубопровод имеет небольшой диаметр — 820 мм, то, разумеется, стоимость линейной части такого трубопровода будет меньше, чем трубопроводов большего диаметра — 1020 мм или 1220 мм, но, с другой стороны, значительное число нефтеперекачивающих станций потребует более значительных капиталовложений в строительство и тем более в эксплуатацию этих объектов. Высокое давление требует использовать трубы с большей толщиной стенок, а значит, с большей металлоемкостью. Если же при этом выяснится, что одним увеличением толщины стенок нельзя обеспечить прочность трубопровода, то придется использовать более дорогие трубы, сделанные из более дорогих легированных сталей, а также более дорогое насосно-силовое оборудование, выдерживающее более высокие рабочие давления.

Если речь идет о нефтепродуктах, перекачиваемых по одному и тому же трубопроводу партиями последовательно друг за другом, то увеличение диаметра трубопровода приводит к необходимости увеличить объемы отдельных партий и, как следствие, к сооружению резервуарных парков большей вместимости. Поскольку такие парки — это весьма дорогостоящие сооружения, то потребуется резкое увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, т. е. удорожание проекта. Вот почему в каждом конкретном случае требуется выбрать оптимальные параметры трубопроводной системы.

Выбор оптимальных параметров не чисто техническая, а всегда комплексная технико-экономическая задача. В этой задаче, как правило, рассматриваются все возможные варианты трубопроводной системы, обеспечивающие перекачку нефти или нефтепродукта в заданном количестве на заданное расстояние, и после расчета технических параметров каждого варианта делается оценка капитальных и эксплуатационных затрат на его реализацию. 

Оценку обеих составляющих затрат практически всегда выполняют по так называемым укрупненным экономическим показателям. Ведь стоимость сооружения 1 км трубопровода заданного диаметра включает не только стоимость самой трубы, но и стоимость строительно-монтажных работ, сооружение вдольтрассовых дорог, стоимость земли, отчуждаемой под трубопровод, изоляцию труб и т. п. Стоимость сооружения нефтеперекачивающих станций для трубопроводов различного диаметра и с различным давлением также включает множество самых различных факторов. Аналогично этому в стоимость 1000 куб. м резервуарной емкости входит не только стоимость строительства самих резервуаров, но и оборудования всего парка в целом (сооружения обвалований, соединительных трубопроводов — «обвязки» парка — очистных сооружений, пожарных депо и т. д.). Кроме того, эта, как говорят, удельная стоимость зависит от общей вместимости резервуарного парка, причем она будет тем ниже, чем больше общая вместимость парка.

Используемые для выбора оптимальных параметров укрупненные экономические показатели являются, как правило, результатом усреднения смет на одноименные объекты в конкретных проектах магистральных нефтепроводов, выполненных за многие годы проектной практики.