Самотечные участки и перевальные точки

Если на каком-то сегменте трубопровода давление жидкости уменьшается до упругости ее насыщенных паров, то жидкость существует на этом сегменте в обоих состояниях: в жидком и в газообразном. В нижней части трубы течет жидкость, а над ней находится неподвижный насыщенный пар. Говорят, что течение на таком участке происходит неполным сечением, а участок называют самотечным. За рубежом самотечные течения называют гравитационными (gravity flow), потому что жидкость течет в трубопроводе не под действием давления, а под действием силы тяжести.

Стационарные самотечные участки в трубопроводе могут существовать только на нисходящих сегментах трубопроводов. Начало первого самотечного участка в нефтепроводе называется перевальной точкой. Она названа так потому, что если насосные станции доставят жидкость в эту точку, то конца участка она достигнет сама под действием силы тяжести. Расход жидкости на самотечном участке в стационарном режиме равен расходу жидкости в заполненных сечениях трубопровода, отсюда следует, что на самотечном участке жидкость движется быстрее, чем на полностью заполненном. 

Хорошо или плохо присутствие в трубопроводе самотечного участка? Обычно плохо, так как без столь резкого перепада высот жидкость нигде не переходила бы в парогазовую фазу, требуемый для перекачки напор? и, соответственно, энергозатраты были бы меньше. Часто для снижения перепада устраивают тоннели. 

Для погрузки нефти и нефтепродуктов на танкеры в Новороссийске (АО «Черномортранснефть») из резервуарного парка нефтебазы «Грушовая» (расположенной на высоте 300 м перед Кавказским перевалом, имеющим высоту 502 м) избран именно такой вариант решения проблемы: нефтеналивные трубопроводы частично проходят внутри туннеля, проделанного в скальных породах Кавказских гор, и далее — по земле до нефтебазы «Шесхарис». Еще можно привести в качестве примера терминал КТК, где используется тот же принцип.

Следует отметить, что наличие самотечных участков имеет и плюсы: парогазовое скопление внутри трубопровода является надежной преградой для волн повышенного давления, которые могут образовываться в трубопроводе в нештатных ситуациях и приводить к авариям.