Большинство нефтепроводов имеет промежуточные нефтеперекачивающие станции. Примерно там, где потери давления (напора), связанные с преодолением сил вязкого трения слоев нефти друг о друга, становятся равными напору, создаваемому предыдущей НПС, устанавливается следующая НПС, причем используют две основные схемы перекачки:
При перекачке по схеме «из насоса в насос» конец предыдущего перегона между станциями является сечением всасывания следующей перекачивающей станции. При такой схеме перегоны нефтепровода между последовательно расположенными перекачивающими станциями оказываются в гидравлическом отношении жестко связанными друг с другом — всякое изменение в режиме работы одного перегона сказывается на режиме работы всего нефтепровода. При перекачке по схеме «через подключенные резервуары» предусматривается прием нефти с предыдущего перегона в резервуары промежуточной станции, и только затем полученная нефть закачивается из резервуаров в нефтепровод следующего перегона. При такой схеме перегоны нефтепровода между последовательно расположенными перекачивающими станциями являются в гидравлическом отношении друг от друга независимыми (или почти независимыми): на предыдущем перегоне может произойти авария, а последующие перегоны будут работать за счет запасов нефти в резервуарах парков промежуточных станций.
Как правило, на нефтепроводах эти схемы чередуются друг с другом: несколько участков, работающих по схеме «из насоса в насос», объединяются в один эксплуатационный участок, а эксплуатационные участки соединяются друг с другом через «подключенные резервуары». Это позволяет сочетать достоинства перекачки по схеме «из насоса в насос» (простоту и удобство эксплуатации) с преимуществами перекачки «через подключенные резервуары» (гидравлическую независимость участков и более высокую степень надежности).
Давление в магистральных трубопроводах, транспортирующих нефть или нефтепродукты, изменяется по длине каждого участка. Это происходит как за счет сил внутреннего трения одних слоев жидкости о другие, так и в зависимости от профиля трубопровода: в низинах профиля давление увеличивается, а в вершинах — уменьшается, что связано с весом самой жидкости. Более того, если трубопровод преодолевает высокую возвышенность, то в наивысшей точке может возникнуть вакуум: давление может снизиться настолько, что жидкость перейдет из жидкого состояния в газообразное. В этом случае в трубопроводе образуется парогазовая полость, заполненная насыщенными парами транспортируемой жидкости.
Для заполнения всех сечений трубопровода жидкостью необходимо, чтобы давление в сечениях трубопровода было выше так называемой упругости насыщенных паров нефти. Упругость насыщенных паров жидкости — это такое давление, при котором жидкость и пар при данной температуре находятся в термодинамическом равновесии. Например при температуре +20°С упругость насыщенных паров воды составляет 0,023 атм. Для нефти при этой же температуре упругость насыщенных паров равна примерно 0,62 атм.