Исходными данными для проектирования являются: задание на проектирование

Исходными данными для проектирования являются:

задание на проектирование

принципиальные и развернутые схемы технологического
процесса и процесса контроля и автоматизации,

техническая
документация
на
действующую
ЦППН
месторождения Акшабулак;

материалы инженерно - геологических изысканий;

физико-химическая характеристика нефти и попутного газа;

технических
условий
на
подключение
инженерных
коммуникаций;
Генеральная подрядная организация будет определена на тендерных
условиях после завершения этапа проектирования. В связи с этим проект
организации строительства не требуется.
Целью
дипломного
проекта
является
расширение
ЦППН
месторождения Акшабулак, рассмотреть его геологическое строение,
обоснование технологического процесса, выполнить автоматизацию всего
технологического
процесса,
автоматизировать
технологические
оборудования и аппараты, рассмотреть наилучший вариант охраны труда и
окружающей среды, т.к. территория где происходит процесс перекачивания
нефти и газа является экологически опасной, а также рассмотреть
экономическую выгодность этого проекта.
1 Технико-технологическая часть
1.1. Краткая характеристика района строительства
Район строительства – Республика Казахстан, Кызылординская
область, месторождение Акшабулак, Центральный пункт подготовки нефти
Ближайший населенный пункт, где находится железнодорожная
станция – областной центр г. Кызылорда расположен в 141км от
месторождения.
Месторождение Кумколь с выходом магистрального нефтепровода на
нефтеперерабатывающий завод г. Шымкента расположен на северо-западе от
месторождения Акшабулак в 57 км.
От г. Кызылорды до месторождения Кумколь построена и
эксплуатируется автодорога, к которой примыкает автодорога на
месторождение Акшабулак с покрытием из ПГС и частично дорожными
плитами.
Район строительства характеризуется следующими климатическими
условиями:

климатический район строительства
IV

наиболее холодный месяц
январь

средняя температура в зимний период
-11,0ОС

наиболее жаркий месяц
июль

средняя температура в летний период
+27,0

среднегодовая температура воздуха
+8,4ОС

абсолютный максимум температуры воздуха
+44,0ОС

абсолютный минимум температуры воздуха
36,0ОС

вес снегового покрова
50кгс/м2

скоростной напор ветра
38кгс/м2

среднегодовое количество осадков
107мм

количество осадков в зимний период
56мм

толщина снегового покрова (с5% превышением)
20см
Сейсмичность района в баллах по шкале Рихтера не более 6.
По данным инженерно-геологических изысканий вскрыт один
инженерно-геологический элемент – песок мелкий серовато-желтого цвета
средней плотности с прослойками песка пылеватого. Тип засоления почвы –
сульфатный. Грунтовые воды на глубине до 10м не вскрыты. Нормативная
глубина промерзания грунта – 1,7м.
Административно, территория находится в составе Кызылординской
области. Территориально месторождение расположено в 141км к северовостоку от областного центра г. Кзыл-Орда и в 260км к юго-западу от
областного центра г. Жезказган.
Ближайшими
населенными
пунктами
являются
также
железнодорожные станции: Жалагаш - 120км, Жусалы - 150км, поселки
Карсакпай - 120км и Сатпаево-200км.
С областным центром месторождение связано автомобильной дорогой
«Кзыл-Орда –Кумколь».
Климат района резко континентальный. Лето сухое, жаркое,
температура воздуха достигает +30 - +44 0С, при средней температуре июля
+27,0 0С. Зима малоснежная с понижением температуры до –360С.
Засушливость - одна из отличительных черт климата района. Осадков
выпадает очень мало, и они распределяются по сезонам года крайне
неравномерно где до 60% всех осадков приходится на зимне-весенний
период. Осадки летнего периода не имеют существенного значения, как для
увлажнения почвы, так и для развития пустынных и полупустынных
растений
Снежный покров незначителен и поэтому неустойчив, образуется он во
второй - третьей декаде декабря. Средняя высота его 10-20 см. Устойчиво
снег лежит 2,5 месяца. Средние запасы воды в снеге составляют 30-60 мм.
Район строительства характеризуется сильными ветрами и пыльными
бурями; число дней в году с сильными ветрами (более 15 м/с.) составляют –
82 дня.
Для изучаемого района, как и для всей области, характерны частые и
сильные ветры северо-восточного и восточного направления.
Основные климатические характеристики%
дорожно-климатическая зона
V,
средняя температура воздуха годовая
+8.4С;
наиболее жаркий месяц (июль)
+27.0С;
наиболее холодный месяц (январь)
-11.6С;
абсолютный минимум
-36С;
абсолютный максимум
44С4
годовое число осадков
107мм;
толщина снежного покрова с 5% вероятностью превышения
20см
Растительность и животный мир представлены видами, типичными для
пустынь и полупустынь.
На возвышенных участках растительность скудная, представлена
почвенно-кипчаков и ковыльной ассоциацией. В пониженных увлажненных
участках растительность более богатая, травянисто-кустарникового типа.
Речная сеть и поверхностные источники отсутствуют. Описываемый
район
является
частью
огромного
Центрально-Казахстанского
гидрогеологического района и относится к Арыскумскому, артезианскому
бассейну 2-го порядка, Тургайской системы артезианских бассейнов.
Источниками водоснабжения являются артезианские воды верхнего
мела, имеющие дебиты от 5 до16л/сек, с минерализацией до 3г/л.
В геоморфологическом отношении участок расположен в западной и
центральной частях песчаного массива Арыскум и представляет собой
расчлененную эоловую равнину.
Рельеф местности характеризуется наличием песчаных гряд,
закреплённых саксаулом.
Песчаные гряды разделяются меж грядовыми понижениями. Высота
отдельных гряд и барханов различна, высотою от 2 до 6м.
Геолого-литологический разрез на глубину до 12м представлен слабо
сцементированными песчаными отложениями.
Грунт - песок мелкий, маловлажный, средней плотности.
Почвенно-растительный слой залегает на глубину 0.2м. Грунты
засолены и сильно загипсованы.
Грунтовые воды на глубине 12м не вскрыты.
Грунты обладают сульфатной агрессией по отношению к бетонам
нормальной плотности.
Месторождение «Акшабулак» освоено на стадии пробной
эксплуатации. За период опытно-промышленной эксплуатации на
территории месторождения обустроены площадки добывающих и
нагнетательных скважин, ЦППН, БКНС, для проживания обслуживающего
персонала построен вахтовый поселок.
На месторождение имеется сеть внутри промысловых дорог с твердым
покрытием в основном с покрытие из песчано-гравийной смеси или сборных
железобетонных плит. Построенная за время эксплуатации месторождения
сеть дорог, обеспечивает связь между объектами промысла, а также выезд на
основную автодорогу с асфальтобетонным покрытием Кызыл орда –
Кумколь, в свою очередь обеспечивающую связь с населенными пунктами
региона.
Район является практически не заселенным, только в летний период
население занимается отгонным животноводством.
В 57 км на северо-западе месторождения Акшабулак расположено
нефтяное месторождение Кумколь, с выходом на магистральный
нефтепровод, связывающий Кумколь и Акшабулак через Каракойын с
нефтеперерабатывающими заводами города Шымкента и Павлодара.
1.2. Геологическое строение района строительства
Речная сеть и поверхностные источники отсутствуют. Описываемый
район
является
частью
огромного
Центрально-Казахстанского
гидрогеологического района и относится к Арыскумскому, артезианскому
бассейну 2-го порядка, Тургайской системы артезианских бассейнов.
Источниками водоснабжения являются артезианские воды верхнего
мела, имеющие дебиты от 5 до16л/сек, с минерализацией до 3г/л.
В геоморфологическом отношении участок расположен в западной и
центральной частях песчаного массива Арыскум и представляет собой
расчлененную эоловую равнину.
Рельеф местности характеризуется наличием песчаных гряд,
закреплённых саксаулом.
Песчаные гряды разделяются меж грядовыми понижениями. Высота
отдельных гряд и барханов различна, высотою от 2 до 6м.
Геолого-литологический разрез на глубину до 12м представлен слабо
сцементированными песчаными отложениями.
Грунт - песок мелкий, маловлажный, средней плотности.
Почвенно-растительный слой залегает на глубину 0.2м. Грунты
засолены и сильно загипсованы.
Грунтовые воды на глубине 12м не вскрыты.
Грунты обладают сульфатной агрессией по отношению к бетонам
нормальной плотности.
Месторождение «Акшабулак» освоено на стадии пробной
эксплуатации. За период опытно-промышленной эксплуатации на
территории месторождения обустроены площадки добывающих и
нагнетательных скважин, ЦППН, БКНС, для проживания обслуживающего
персонала построен вахтовый поселок.
На месторождение имеется сеть внутри промысловых дорог с твердым
покрытием в основном с покрытие из песчано-гравийной смеси или сборных
железобетонных плит. Построенная за время эксплуатации месторождения
сеть дорог, обеспечивает связь между объектами промысла, а также выезд на
основную автодорогу с асфальтобетонным покрытием Кызылорда–Кумколь,
в свою очередь обеспечивающую связь с населенными пунктами региона.
Район является практически не заселенным, только в летний период
население занимается отгонным животноводством.
В 57 км на северо-западе месторождения Акшабулак расположено
нефтяное месторождение Кумколь, с выходом на магистральный
нефтепровод, связывающий Кумколь и Акшабулак через Каракойын с
нефтеперерабатывающими заводами города Шымкента и Павлодара.
1.3 Существующее положение
При размещении проектируемых объектов на площадке, соблюдались
требования нормативных документов РК, обеспечивающих безопасную
эксплуатацию запроектированных объектов:
Санитарные нормы проектирования производственных объектов №1.01.00194;

Генеральные планы промышленных предприятий. СНиП.II-8980*;

Объекты газовой и нефтяной промышленности, выполненные с
применением блочных и блочно - комплексных устройств. Нормы
технологического проектирования. ВНТП 01/87/04-84.

Нормы технологического проектирования объектов сбора,
транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений. ВНТП
3-85.
Особенности района строительства:
 Природные
 Климатические;
 Гидрогеологические.
Продукция скважин поступает на ЦППН, где подключается к двум
манифольдам:

Ду=3” манифольд по выкидным линиям;

Ду=5” манифольд по выкидным линиям;
Коллекторы обоих манифольдов подают нефть на установку
подготовки нефти, включающую в себя:

сепаратор высокого давления V-3101;

теплообменник «нефть сырая – вода горячая» Е-3101;

сепаратор низкого давления V-3102;

тестовый сепаратор V-3103, работающий параллельно с
сепаратором высокого давления V-3101;

газовый сепаратор V-3104;

теплообменник топливного газа Е-3103;
Отсепарированная нефть поступает в резервуарный парк, состоящий из
четырех резервуаров (Т-3201, Т-3203, Т-3204, Т-3205) объемом V=5000мЗ
каждый.
Топливный газ подается котельную и газовую турбину.
Неиспользованный газ сжигается на комбинированном факеле.
Производительность действующей установки подготовки нефти по
сепарационному и теплообменному оборудованию составляет 1млн.т/год
Существующий узел откачки и замера товарной нефти состоит из двух
ниток:

производительность первой нитки, состоящей из бустерных
насосов Р-3202А/В и магистральных насосов Р-3201А/В и узла замера Z3201А обеспечивает перекачку 0,42 т/год товарной нефти;

производительность второй нитки, состоящей из бустерных
насосов Р-101А/В/С и магистральных насосов Р-201А/В/С узла замера Z101А/В обеспечивает перекачку до 4,0 млн.т/год товарной нефти;
Товарная нефть по двум трубопроводам Ду=8” «Акшабулак - Кумколь»
поступает на узел сдачи товарной нефти на месторождении Кумколь, где
установлены печи подогрева нефти и расходомеры узел пропускной
способностью до 3 млн. т/год.
Управление и контроль процесса производится из операторной, где
установлен программируемый контролер логический ПКЛ SIMATIC S7-400.
Электроснабжение ЦППН осуществляется от двух трансформаторных
подстанций 110/6 кВ с РУ-6кВ, 4-ех дизельных и 2-ух газовых генераторов
общей мощностью 5200кВт. Распределение электроэнергии по потребителям
производится через распределительные устройства РУ-0,4 кВ.
Теплоснабжение зданий, сооружений и технологических установок
ЦППН осуществляется от котельной установки 6101А/В/С, мощностью 4,5
МВт, работающей на газе.
Водоснабжение для технических и противопожарных нужд
осуществляется от скважины BW-1 (территория месторождения Акшабулак).
Вода из скважины подается в четыре резервуара объемом 1000мЗ (2 шт.) и
300мЗ (2 шт.), расположенных на территории ЦППН.
На месторождении действует полностью автоматизированная система
пожаротушения. ЦППН имеет в своем составе пожарную службу,
расположенную непосредственно на его территории.
Целью данного проекта являются:

увеличение мощности действующей ЦППН с 1,0 млн.т/год до 3
млн.т/год по товарной нефти;

предоставление попутного нефтяного газа для проекта
утилизации газа;

обеспечение подачи товарной нефти в нефтепровод «Кумколь –
Каракаин»
Увеличение мощности ЦППН с 1,0 млн.т/год до 3,0 млн.т/год
достигается за счет:

модификации существующей 1-ой нитки сепарации и доведения
её мощности с
1,0 млн.т/год до 1,3 млн.т/год;

установки 2-ой нитки сепарации производительностью 1,7
млн.т/год, работающей параллельно с существующей, параметры процесса
которой аналогичны параметрам 1-ой нитки;

применением для III-ей ступени сепарации дегазатора
производительностью
3,0млн.т/год
по
нефти
с
последующим
компилированием газа до давления II-ой ступени сепарации и насосной
откачки нефти в резервуары;

строительства нового факела, рассчитанного на сжигание 470
млн. нмЗ /год попутного нефтяного газа.
Попутный нефтяной газ высокой (до 0,9 МПа) и низкой (до 0,3 МПа)
ступеней сепарации будет поступать на установку подготовки газа. В месте
подключения газопроводов от ЦППН к УПГ устанавливается узел
регулирования, позволяющий сбросить часть или весь газ на факел (при
необходимости).
Обеспечение подачи товарной нефти от ЦППН месторождения
Акшабулак в нефтепровод «Кумколь – Каракаин» достигается установкой
новых насосов на узле приема нефти в Кумколе производительностью 3,0
млн.т/год.
В настоящее время обводненность продукции скважин близка к нулю.
При дальнейшей разработке месторождения и повышения процента
обводненности будет запроектирована система подготовки пластовой воды
для закачки её в пласт производительностью 120 мЗ /час. Место для данной
установки зарезервировано в данном проекте.
Основные задачи по контролю и управлению технологическими
линиями сводятся к управлению оперативным запасом сырья,
производительностью объекта, качеством сырья и
готовой продукции.
Электроснабжение установок осуществляется через распределительное
устройство 0,4 кВ «NSV5210» с аппаратурой импортного производства.
Теплоснабжение проектируемых технологических установок будет
осуществляться
от
проектируемой
котельной
установки
№2,
устанавливаемой параллельно с работающей котельной установкой и
подключаемой в существующую магистральную тепловую сеть диаметром
10".
Тепловая мощность проектируемой котельной составляет 4.5МВт.
Для защиты от почвенной коррозии подземные трубопроводы
покрываются изоляцией из полимерных лент (или битумно-резиновой)
весьма усиленного типа.
Бетонные конструкции приняты на сульфатостойком цементе с
покрытием подземной части горячим битумом за 2 раза.
Надземные трубопроводы окрашиваются краской БТ-177 за 2 раза.
Технологические трубопроводы прокладываются со спутниковым
обогревом и изолируются минераловатными плитами толщиной 60мм с
обшивкой алюминиевыми или оцинкованными листами.
В строительстве объекта выделены четыре очереди.
I очередь:

строительство нового факела Ду20” (F-4720);

прокладка нового газопровода Ду12” от действующего тестового
сепаратора до границы подключения к установке подготовки газа (линейная
часть, узел регулирования);

прокладка нового факельного газопровода от границы
подключения к УПГ до нового факела Ду20” c подключением к узлу
регулирования;
II очередь:

переключение газовых линий действующего сепарационного
оборудования (тестовый сепаратор V-3103. сепаратор высокого давления V3101 и сепаратор низкого давления V-3102) на новый газопровод Ду12’.

строительство узла регулирования на действующем газопроводе
низкого давления
III очередь:

переключение газовой линии сепаратора низкого давления V3102 существующий газопровод.
IV очередь:

строительство проектной нитки сепарации и подключение её в
систему ЦППН;

пере обвязка газовой системы существующей нитки и
подключение её в систему ЦППН;
1.4 Планировочные решения
Настоящим проектом предусматривается:
- модернизация существующих технологических площадок,
- строительство новых зданий и сооружений
на территории существующего Центрального пункта подготовки нефти
(ЦППН), месторождение Акшабулак.
- строительство площадки узла подпорных насосов
На территории Центрального пункта подготовки нефти (ЦППН),
месторождения Кумколь:
Компоновка генеральных планов, выполнена с применением блочных
устройств (доставляемых к месту монтажа, в полной заводской готовности),
и размещаемых в зависимости от функционального назначения.
Противопожарные разрывы между площадками с блочнокомплектными устройствами, связанные функционально в единый комплекс
и являющиеся элементами единой установки приняты, из условий
безопасной эксплуатации, монтажа и ремонта.
Размеры зданий, площадок и их расположение, обусловлены
технологическими,
санитарно-гигиеническими,
противопожарными,
природно-климатическими условиями района строительства с позиции
экономной эксплуатации.
Перечень оборудования, устанавливаемого на проектируемых
площадках, представлено в технологическом разделе проекта.
Решения по генеральному плану, приняты из условий рационального
использования территории, оптимальности внутренних производственных и
транспортных связей, а также максимального кооперирования основных и
вспомогательных производств.
 Модернизации
подлежат
следующие
существующие
технологические площадки:
 Площадка сепараторов высокого давления V-3101
 Площадка тестового сепаратора V-3103
 Площадка сепаратора низкого давления V-3103
 Площадка дренажной емкости Т-3401
 Площадка входного манифольда
 Конденсат сборник
Проектируемые здания и сооружения, размещены на территории
ЦППН, исходя из сложившейся схемы генерального плана предприятия
(существующего положения), выделенных резервных площадей, отведенных
и спланированных ранее с учетом функционального зонирования, а также с
учетом минимальной протяженностью технологических трубопроводов и
возможностью выполнения строительcтва очередями, без остановки
действующего производства.
На территории центральной части ЦППН размещены следующие
здания и сооружения основного производства:
 Площадка сепаратора высокого давления V-3111
 Площадка промежуточного теплообменника E-31111
 Площадка сепаратора низкого давления V-3112
 Площадка дегазатора V-3120
 Площадка компрессоров газовой смеси
 Здание бустерных насосов
 Площадка конденсат сборника, размещается на расстоянии 8 м с
южной стороны существующей котельной (TA61).
 узел регулирования давления газа размещается с западной стороны
существующего обвалования резервуарного склада товарной нефти
Здания и сооружения вспомогательного назначения:
 Блок-здание ЩСУ-04 кВ, размещение, которого предусмотрено в
западной части территории ЦППНГ, во вспомогательной зоне, в районе
существующих объектов энергоснабжения, теплоснабжения.
 Площадка блока котельной №2, размещается во вспомогательной
зоне в 8 м с западной стороны, существующей котельной.
Учитывая, направления господствующих ветров, за пределами
ограждения территории ЦППН с южной стороны, размещается:
 Площадка факела Ду20” (F-4720)
Площадка проектируемого факела расположена на расстоянии 100м к
востоку от существующего факела.
Вокруг ствола факела, в радиусе 30м, предусматривается обвалование
из привозного грунта, высотой 0.7м и индивидуальное ограждение высотой
1,6м их сетчатых панелей.
Территория, в районе площадки факела, спланирована. Для проезда
транспорта
проложена
тупиковая
дорога.
Для
передвижения
обслуживающего персонала запроектирована пешеходная дорожка.
Часть ограждения с южной стороны ЦППН, разбирается и
устанавливается на принятые проектными решениями границы.
Основные показатели по генплану:
Площадь планируемой территории (расширении территории ЦППН)
составляет
-0,86га
Площадь застройки
- 0,175га
Площадь, занятая новыми проездами
- 0.019га
Площадка узла откачки нефти размещена в северной части
существующей территории ЦППН, в районе площадки приема нефти, на
расстоянии 10.2м от ограждения и в 15.2м западнее существующей
компрессорной.
Основные показатели по генплану:
Площадь застройки
0,018га
На территории существующих ЦППН, на месторождении Акшабулак и
на месторождении Кумколь, существует сеть дорог, с покрытием в основном
из ж/б плит, обеспечивающих беспрепятственный доступ ко всем
существующим зданиям и сооружениям, как в обычных условиях, так и в
аварийных ситуациях.