Тема 2.4. История транспортировки и хранения нефти

С развитием добычи и переработки нефти старые способы транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов стали непригодны.

Уже в 1872 г. мастерские Московско–Нижегородской железной дороги изготовили первые железнодорожные нефтяные вагоны – цистерны, которые начали эксплуатироваться на железнодорожной ветке Баку-Балахны.

Нефтяной транспорт появился на Волге и Каспии в 70-х годах XIX столетия. В 1873 г. начало нефтеналивному флоту положили парусная шхуна «Александр» и речная баржа братьев Артёмьевых с отделениями в трюмах для нефти, а в 1878 г. был построен первый в мире танкер – теплоход «Зороастр» грузоподъемностью 250 т. Затем в 1882 г. отечественные инженеры создают танкер «Спаситель» – прототип современных танкеров, машинное отделение на нем было вынесено на корму. В дальнейшем построили самоходные баржи с двигателями внутреннего сгорания, теплоходы – электроходы «Выпдал» (1903 г.) и «Сармат» (1904 г.). Металлические нефтеналивные суда и баржи того времени были далеки от совершенства.

В. Г. Шухов применил созданную им теорию работы балки на упругом основании к постройке железных нефтеналивных барж. Им построены классические конструкции металлических плавающих гигантов – нефтеналивных барж длиной до 170 м, грузоподъемностью 18 тыс. т.

К 1909 г. по Волге плавало более 16 тыс. наливных судов общей грузоподъемностью около 3,5 млн т. Утечки и потери нефти и нефтепродуктов, составлявшие при перевозках в бочках 7–10 %, сократились до 2 %, а стоимость перевозок нефти снизилось в 10 раз.

Проблемой в отношении пропускной способности и стоимости была
доставка нефти с промыслов на заводы. Ещё в 1863 г. Д. И. Менделеев высказал мысль о целесообразности перекачки нефти по трубам, подобно воде, а в 1879 г. В. Г. Шухов спроектировал и построил для фирмы «Братьев Нобель» первый в России нефтепровод с Балашихинского промысла на нефтеперегонные заводы в Черном Городе (район г. Баку). Длина нефтепровода составляла 9 км, а диаметр – 3 дюйма (7,6 см), 1 дюйм равен 2,54 см. К 1883 г. общая длина нефтепроводов в Бакинском районе достигла 96 км, а в 1895 г. – 317 км. Первый в мире нефтепровод был построен в США в 1865 г. Он имел диаметр 50 мм и длину 6 км. В 1964 г. был пущен в эксплуатацию крупнейший в мире по протяженности (5500 км вместе с ответвлениями) трансевропейский нефтепровод «Дружба».

· Магистральным нефтепроводом называется трубопровод протяженностью свыше 50 км и диаметром от 219 до 1220 мм, предназначенный для транспортировки товарной нефти из районов добычи до мест потребления или перевалки на другой вид транспорта.

В конце XIX века возникают и первые нефтебазы, оборудованные резервуарными парками, трубопроводными сетями, паровыми насосами, сливо-наливными устройствами.

Первый в России магистральный керосинопровод, который в то время был и самым крупным в мире, был сдан в эксплуатацию в 1907 г. По нему подавали керосин от Бакинских нефтеперегонных заводов до порта Батуми на Черном море. Керосинопровод был построен из труб диаметром 200 мм и имел протяженность: Майкоп-Туапсе 128 км, Грозный-Махачкала 162 км. До 1917 года для транспорта нефти и нефтепродуктов были построены трубопроводы общей протяженностью 1147 км.

Так как Бакинский нефтяной район является основным, то это обстоятельство определило и направление транспортировки нефти. Так, нефть транспортировалась великой русской водной магистралью: Каспийское море – Волга с притоками Ока и Кама – Мариинская система – Нева. В этом районе и расположились основные нефтяные базы, снабжавшие большую часть страны.

В. Г. Шухову принадлежит остроумное и простое решение увеличения пропускной способности уже действующих нефтепроводов и вообще трубопровода путем устройства параллельного ответвления трубы на некотором ограниченном участке трубопровода. Академик Л. С. Лейбензон справедливо назвал В.Г. Шухова основоположником нефтяной гидравлики.

По трубопроводам в России транспортируется более 98 % добываемой нефти. В общем грузообороте всех видов транспорта трубопроводный транспорт составляет более 35 % и занимает второе место после железных дорог.

Начиная с 70-х годов нефтепроводы в основном сооружаются диаметром 1020 мм и 1220 мм. К концу 1993г. в России эксплуатировалось 48 тыс. км магистральных нефтепроводов компании «Транснефть» и 13 тыс. км продуктопроводов концерна «Роснефтепродукт», из них 16 тыс. км в Западной Сибири.

В настоящее время одной из важнейших задач в трубопроводном транспорте является сохранение надежности линейной части.

Примеси в нефти вызывают коррозию металла, что в конечном счете может спровоцировать аварию. Низкие температуры и высокое содержание парафинов приводят к образованию различных пробок и даже к полной остановке перекачки. Используются, например, подогреваемые трубопроводы, добавляют в нефть ничтожную добавку специального полимера – и нефтяной поток меняет свою структуру, возрастает скорость потока.

Трубопроводы должны быть прочными, электро- и теплоизолированными, эластичными, устойчивыми к деформации под давлением грунта и внутреннего давления, химически инертны и др.

Нелегкое дело и прокладка трубопроводов. Протяженность сварных швов, например, газопровода Уренгой – Помары – Ужгород около 7000 км, чтобы сварить трубу в единую нитку длиной 4500 км в болотах и реках требуется самая совершенная техника и даже лазерная.

Для прокладки трубопровода диаметром 1 м через болотные топи на Тюменском Севере были использованы твердотопливные реактивные двигатели.

Одна из американских фирм уложила в Мексиканском заливе на глубину 49 м трубопровод длиной более 3 км всего за 12 ч, предварительно намотав трубу диаметром 300 мм на громадный барабан.

· Нефтепроводом принято называть трубопровод, предназначенный для перекачки нефти и нефтепродуктов. В зависимости от вида перекачиваемого нефтепродукта трубопровод называют бензинопроводом, керосинопроводом, мазутопроводом и т.д.

По своему назначению нефтепроводы и нефтепродуктопроводы делят на следующие группы:

- внутренние – соединяют различные объекты и установки на промыслах, нефтеперерабатывающих заводах и нефтебазах;

- местные – по сравнению с внутренними имеют большую протяженность и соединяют нефтепромыслы или нефтеперерабатывающие заводы с головной станцией магистрального нефтепровода или с пунктами налива на железной дороге или в наливные суда;

- магистральные – характеризуются большой протяженностью, поэтому перекачка ведется не одной, а несколькими станциями, расположенными на трассе.

Режим работы трубопроводов – непрерывный (кратковременные остановки связаны с ремонтом).

В начале нефтепровода находится головная насосная станция (НС), расположенная вблизи нефтяного промысла. Головная насосная станция имеет резервуарный парк объемом, равным двух-, трехсуточной пропускной способности нефтепровода.

На головной и промежуточных насосных станциях имеется комплекс вспомогательных сооружений: трансформаторная подстанция, котельная, система водоснабжения, канализации, охлаждения и т.п.

Если длина нефтепровода превышает 800 км, его разбивают на участки длиной 400–800 км, в этом пределе возможна независимая работа насосного оборудования.

Промежуточные станции должны располагать резервуарным парком объемом 0,3–1,5 суточной пропускной способности трубопровода.

Конечный пункт нефтепровода – либо сырьевой парк НПЗ, либо перевалочная нефтебаза, обычно морская, откуда нефть танкерами перевозится к НПЗ или экспортируется за границу, либо нефтераспределительная станция.

На начало 90-х годов общая длина нефтепроводов СССР составляла 85 тыс. км.

Наиболее крупными транзитными нефтепроводами являются: Сургут – Полоцк, Холмогоры – Клин, Нижневартовск – Курган – Куйбышев, Усть-Балык – Курган – Уфа – Альметьевск, «Дружба-1» и «Дружба-2», Усть-Балык – Омск, Павлодар – Чимкент. С 1965 по 1995 годы в Западной Сибири построено 34 нефтепровода диаметром от 530 до 1220 мм (первый в Западной Сибири «Ишим – Тюмень»), общей протяженностью 16 тыс. км, в том числе 8 тыс. км – по Тюменской области. Эта сеть нефтепроводов способна перекачивать 400 млн т нефти в год.

Тюменская нефть подается потребителям по трем направлениям:

- западному – на Пермь, Нижний Новгород, Москву и далее за границу;

- юго-западному – на Самару, Лисичанск, Новороссийск;

- южному – на Омск, Павлодар и далее в Среднюю Азию.

Частично тюменская нефть подается на восток на заводы Томска, Ачинска и других городов.