Трубопроводно-строительные материалы

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования 
«Томский государственный архитектурно-строительный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТРУБОПРОВОДНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ 
МАТЕРИАЛЫ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Томск 
Издательство ТГАСУ 
2024 

Авторы: В.А. Литвинова, С.В. Мелентьев, А.А. Клопотов, 
Н.М. Кондратьева, С.А. Глотов 
 
УДК 622.691.4:622.692.7(075.8) 
ББК 39.76я73:39.77я.73 
Т775 
 
Трубопроводно-строительные материалы : учебное пособие / В.А. Литвинова, С.В. Мелентьев, А.А. Клопотов, Н.М. Кондратьева, С.А. Глотов. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. 
ун-та, 2024. – 140 с. – Текст : непосредственный. 
ISBN 978-5-6051703-5-8 
 
Учебное пособие описывает работу газовых и нефтяных комплексов на 
этапе передачи сырья от месторождения к потребителю посредством нефтегазопроводов. 
Рассмотрены трубопроводный транспорт и другие объекты нефтегазового комплекса, технические возможности нефтегазовой промышленности 
для изготовления труб для трубопроводов различного диаметра, сортамента 
и из разных материалов. 
Учебное пособие предназначено для студентов очной, очно-заочной 
и заочной форм обучения по направлениям: 21.03.01 «Нефтегазовое дело» (бакалавриат), 21.04.01 «Нефтегазовое дело», 08.03.01 «Строительство». 
 
УДК 622.691.4:622.692.7(075.8) 
ББК 39.76я73:39.77я.73 
 
 
Рецензенты: 
Ю.А. Абзаев, докт. физ.-мат. наук, профессор ТГАСУ; 
Ю.Ф. Иванов, докт. физ.-мат. наук, профессор НИ ТПУ. 
 
 
 
ISBN 978-5-6051703-5-8 
© Томский государственный 
архитектурно-строительный 
университет, 2024 
© Литвинова В.А., Мелентьев С.В., 
    Клопотов А.А., Кондратьева Н.М., 
    Глотов С.А., 2024 
Т775 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
Введение ............................................................................................ 5 
1. Нефтегазовая промышленность России ..................................... 6 
1.1. Обзор некоторых аспектов производства труб 
для нефтяной промышленности .................................................. 7 
2. Сырьё нефтегазовой отрасли ....................................................... 9 
2.1. Основные материалы в нефтегазодобывающей 
промышленности .......................................................................... 9 
2.1.1. Нефть ............................................................................ 9 
2.1.2. Способы добычи нефти ............................................ 13 
2.2. Природный газ ..................................................................... 23 
3. Объекты и сооружения магистрального нефтепровода .......... 25 
4. Объекты и сооружения магистрального газопровода ............. 31 
5. Классификация труб для нефтегазовой отрасли ..................... 35 
6. Размеры труб, применяемые для транспортировки  
нефти и газа ..................................................................................... 43 
7. Материалы для производства труб ........................................... 49 
7.1. Трубы из стали и цветных металлов для нефти и газа ....... 49 
7.2. Чугунные трубы ................................................................... 58 
7.3. Трубы из цветных металлов ............................................... 60 
8. Производство стальных труб ..................................................... 62 
8.1. Горячекатаная стальная труба ............................................ 62 
8.2. Получение труб методом холодной прокатки .................. 65 
8.3. Изготовление труб из металла методом сварки ............... 67 
9. Неметаллические материалы для нефтегазовых  
трубопроводов ................................................................................. 75 
10. Металлопластиковые трубы .................................................... 81 

11. Пластиковые трубы .................................................................. 83 
12. Пластмассовые трубы для нефти и газа ................................. 89 
13. Материалы для изготовления труб из полиэтилена .............. 91 
14. Производство полимерно-металлических труб ..................... 97 
14.1. Гибкие полимерно-металлические трубы ..................... 98 
14.2. Полимерно-армированная труба .................................. 105 
15. Нефтегазопроводные трубы .................................................. 108 
16. Стеклопластиковые трубы и резервуары для нефти  
и газа .............................................................................................. 116 
16.1. Способы изготовления стеклопластиковых труб ....... 119 
17. Железобетонные трубы .......................................................... 122 
Контрольные вопросы .................................................................. 132 
Заключение .................................................................................... 134 
Список использованных источников .......................................... 135 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
Материал учебного пособия направлен на формирование 
у студентов целостного представления о трубопроводном транспорте как о самостоятельной области профессиональной деятельности и о его месте и значении в единой транспортной системе. 
Предметом изучения являются следующие вопросы: 
– нефтегазовая промышленность России; 
– сырьё нефтегазовой отрасли; 
– способы добычи нефти; 
– классификация труб для нефтегазовой отрасли; 
– материалы для производства стальных и композиционных труб; 
– нормативная документация. 
Приобретение знаний о техническом оснащении систем 
трубопроводного транспорта, материалах для изготовления труб, 
применяемых при транспортировке нефти и газа от источника добычи до конечного потребителя, позволит сформировать необходимые компетенции: 
– знание основных производственных процессов, представляющих единую цепочку нефтегазовых технологий; 
– способность осуществлять и корректировать технологические процессы нефтегазового производства в соответствии с выбранной сферой профессиональной деятельности с использованием экспериментальных данных и результатов моделирования; 
– владение навыками руководства производственными процессами с применением современного оборудования и материалов. 
Для лучшего усвоения и систематизации информации и более глубокого понимания ключевых аспектов изученных тем 
учебное пособие снабжено вопросами для самопроверки. 
 
 
 

1. НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ РОССИИ 
Нефтегазовая отрасль на современном этапе представляет 
собой мощный инструмент экономики, требующий продвижения 
и инвестирования для эффективного использования запасов полезных ископаемых в решении топливно-энергетических проблем, 
и значительно зависит от уровня развития мировой экономики. 
В экономике России нефтегазовая промышленность играет 
ведущую роль, поскольку нефть и газ являются самыми полезными 
и ценными ресурсами не только как топливо, но и как сырье для 
других сфер промышленности (химической, медицинской), для изготовления различных материалов и продукции: получение полимеров, производство медицинских препаратов, детских игрушек и др. 
Третья часть мировых запасов природного газа сосредоточена на территории РФ, большая часть месторождений находится 
в её восточной части. 
Нефтегазовая промышленность России – это сложный комплекс оборудования для добычи ресурсов из недр земли, в который входят месторождения, сеть нефте- и газопроводов, компрессорные станции, хранилища сырья. 
Россия по запасам нефти находится на шестом месте в мире, 
и развитие системы нефтепроводов является приоритетом не только 
в нефтегазовой промышленности нашей страны, но и далеко за ее 
пределами. Самыми крупными предприятиями нефтегазовой промышленности России являются: 
– «ЛУКОЙЛ»; 
– «Роснефть»; 
– «Газпром»; 
– «ТНК»; 
– «Сургутнефтегаз». 
«ЛУКОЙЛ» занимает первое место в мире по запасам 
нефти, а «Газпром» считается самой крупной компанией в мире 
по добыче природного газа и владеет самой протяженной системой газопроводов. 

Развитие нефтегазовой промышленности в России в XXI в. 
заключается в реализации стратегии долгосрочного развития 
нефтегазовой промышленности и решении основных вопросов: 
– рациональное потребление запасов ископаемых; 
– расширение сферы применения добытого сырья нефтегазовой индустрии; 
– расширение энергосберегающей структуры; 
– экономичное использование, сбережение и транспортировка ресурсов; 
– максимальное использование всех полезных компонентов 
нефти и газа при их переработке; 
– строительство новых центров добычи полезных ископаемых. 
 
 
1.1. Обзор некоторых аспектов производства труб  
для нефтяной промышленности 
На нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических предприятиях оборудование объектов добычи нефти и газа работает 
в самых различных условиях, которые определяются температурой, давлением и агрессивностью среды. По этой причине материалы, применяемые при изготовлении аппаратуры, должны обладать необходимой прочностью, пластичностью, ударной вязкостью в широком диапазоне температур, высокой химической 
стойкостью в разных средах, а также технологичностью (резание, свариваемость и обработка давлением) [1]. 
Нефтегазовая отрасль является системообразующей, вокруг 
которой формируется ряд отраслей промышленности, в том числе 
и заводы по изготовлению труб разных диаметров, сортамента, из 
различных материалов, что обеспечивает техническую и экономическую деятельность топливно-энергетического комплекса (ТЭК). 
Трубопроводный транспорт (ТПТ) – самый экономически 
выгодный способ транзита нефти, газа и продуктов их переработки на большие расстояния. ТПТ играет важную роль и явля

ется инструментом государственной политики в сфере внешней 
и внутренней деятельности. Он работает единым комплексом, 
в который входят продуктопроводы и распределительные системы. Трубопроводный транспорт представляет собой разветвленную сеть магистральных трубопроводов. 
В единую систему газопроводов входят: 
– комплекс магистральных трубопроводов высокого давления общей протяженностью 154,9 тыс. км; 
– компрессорные станции (253) мощностью более 42,6 млн кВт; 
– подземные хранилища газа (ПХГ) – 22 хранилища с объёмом 61,7 млрд м3; 
– газораспределительные сети среднего и низкого давления 
(около 530 тыс. км). 
Нефтепроводные магистрали представляют собой единый 
комплекс: 
– протяжённость магистрали – 48,6 тыс. км; 
– нефтепродуктопроводные магистрали – 19 тыс. км; 
– нефтеперекачивающие станции – 395; 
– нефтепродуктоперекачивающие станции – 100; 
– резервуарный парк общей емкостью 17,5 млн м3. 
В настоящее время нефтяные компании применяют разные 
технологии защиты внутренних поверхностей труб. К новым технологиям относится применение полимерных труб. В стратегии 
развития трубопроводного транспорта с перспективными показателями можно выделить два основных аспекта: 
1. Строительство новых транспортных коридоров и освоение перспективных нефтегазоносных провинций в Восточной 
Сибири и на шельфах морей, в том числе арктических. 
2. Обновление фондов транспортной инфраструктуры 
в опережающем темпе. 
Цель применения новых химических технологий – минимизирование характерных негативных особенностей металлических труб [1]. 
 

2. СЫРЬЁ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ 
2.1. Основные материалы  
в нефтегазодобывающей промышленности 
Топливно-энергетический комплекс включает в себя совокупность производств, связанных с добычей и переработкой топливно-энергетических ресурсов, их преобразованием и распределением [1]. Основные отрасли ТЭК это: 
– энергетика; 
– нефтяная промышленность; 
– газовая промышленность; 
– угольная промышленность. 
 
2.1.1. Нефть 
Нефть – это важный источник энергии, представляет собой 
горючую жидкость маслянистой консистенции, состоящую в основном из углеродов с небольшим количеством разных соединений (серы, водорода и др.). По цвету нефть варьируется от бесцветной до практически черной, а по химическому составу может 
быть различной, в зависимости от места ее добычи. 
Нефть по типам классифицируется: 
– на парафиновую; 
– нафтеновую; 
– метановую; 
– ароматическую. 
В процентном соотношении количество углеводородов может 
варьироваться от 82 до 87 %, водорода в составе около 11–14 %, 
серы – 0,01–8 %, также возможно присутствие азота до 1,8 % и до 
0,35 % – кислорода. 
В состав нефти (рис. 2.1) [2] кроме углеводородов могут 
входить этан, пропан и бутан. 
Нефть разделяют на отдельные компоненты, каждый из которых является менее сложной смесью. Такие компоненты называют фракциями, или дистиллятами. 

Рис. 2.1. Диаграмма состава нефти [2] 
 
Важнейшим качеством нефти является ее горючесть. Для повышения тепловыделения исходную жидкость очищают от примесей, а затем разделяют на составляющие компоненты – фракции. 
Любая жидкость способна закипать и переходить в газообразное состояние. Нефть состоит из различных компонентов, поэтому и температура перехода в газообразное состояние у них разная. Процесс 
разделения нефти на фракции называется крекингом (рис. 2.2). 
 
 
 
Рис. 2.2. Переработка нефти1 
 
1 URL: https://shkola-2.ru/reshebniki/gdz05391