Магистральные нефтепроводы и нефтепродуктопроводы предназначены для транспортировки сырой нефти и продуктов ее переработки на большие расстояния от места добычи (нефтеперерабатывающего завода) до конечного потребителя. Данный метод экономически гораздо эффективнее других способов доставки.
Описание
Магистральные нефтепроводы широко применяются в мире. Они призваны соединить в единую технологическую цепочку месторождения добычи полезных ископаемых (которые часто располагаются в малонаселенных труднодоступных регионах) или места их хранения с перерабатывающими (нефтепотребляющими) предприятиями, как правило, размещенными около крупных промышленных центров.
Их появление обусловлено экономической целесообразностью. Если требуется переместить большие объемы «черного золота», то лучшего способа не сыскать. Сырую нефть можно доставлять водным транспортом, железнодорожным и гораздо реже – автомобильным. Но каждый из способов требует закачки в емкости, перевалки (если требуется) и выгрузки продукта, что влечет дополнительные расходы. Еще больше средств уходит на покупку, содержание транспортных средств и топливо. В свою очередь, система магистральных нефтепроводов позволяет избежать многих расходов. Для перекачки нефти по трубам под давлением требуется гораздо меньше энергии, а эксплуатационные расходы несоизмеримо ниже.
Управление магистральными нефтепроводами осуществляется сертифицированными организациями, обладающими соответствующими лицензиями и необходимыми компетенциями. В их задачи входят надзор за безопасностью, контроль технических и технологических параметров, обслуживание и проведение ремонтных работ.
Статистические данные
Трубопроводы проходят по территориям 120 стран. Общая их длина превышает 2 000 000 км. Из них на долю Соединенных штатов Америки приходится порядка 60 %, магистральные нефтепроводы России составляют 10 %, Канады 5 %. Таким образом, на эти страны приходится 3/4 трубопроводных систем планеты. Только за последние три года озвучены планы по прокладке новых транспортных веток общей длиной 190 000 км, 50 000 из которых уже строятся.
Кстати, одной из самых протяженных нефтяных артерий является трубопровод «Дружба», возведенный в Советском Союзе. Его длина свыше 5 000 км. Основная ветка тянется от месторождений Татарстана и Самарской области до потребителей Центральной Европы.
Историческая справка
Точно неизвестно кому принадлежит идея строительства нефтепровода. Одни историки называют компанию Branobel, другие знаменитого российского инженера-строителя Владимира Шухова. Доказано, что в 1860-х годах осуществлялась перекачка углеводородов по 10-километровому 51-миллимитровому трубопроводу в штате Пенсильвания (США).
Строительство магистральных нефтепроводов в нашей стране началось с момента массового освоения месторождений углеводородов в 1960-е годы. Учитывая отдаленность нефтедобывающих районов, непростые климатические условия и относительно слабо развитую транспортную сеть, правительством принято грамотное решение доставлять сырую нефть по трубам большого диаметра, состыкованным в единую сеть. Благо, металла для их производства было достаточно.
Например, углеводороды из Западной Сибири доставлять альтернативными методами затруднительно. Единственной надежной транспортной артерией является река Обь с притоком Иртышом, однако зимой они замерзают, ледостав длится до полугода. Ближайшая железнодорожная ветка во времена начала освоения сибирских недр находилась в 700 километрах, а автодорог с твердым покрытием и вовсе не было.
Единственным разумным решением стала постройка трубопровода. Первый из них пущен в эксплуатацию в канун Нового 1966 года. 400-километровая ветка связала нефтеносный район Шаим с Тюменью – крупным промышленным и транспортным узлом. По мере освоения новых месторождений росла и география распространения магистральных нефтепроводов: к химическим заводам и распределительным станциям потянулись нити из Коми, Кавказа, Поволжья, Казахстана, Азербайджана.
Кстати, «первенцем» является 144-километровый трубопровод, соединивший месторождение Озек-Суат с Грозным. Нефть перекачивалась по трубам диаметром всего 325 мм, а чтобы она не застаивалась, ее предварительно разогревали.
Трубопроводы Африки
Основными магистральными нефтепроводами «черного континента» являются:
- Чад – Камерун (Восточная Африка): 1 070 км.
- Эджеле – Сехира (Алжир, Тунис): 790 км.
- Южный Судан – Эфиопия (Северо-Восточная Африка): строится.
- TransNET (Южная Африка): 3 000 км.
- Суэцко-Средиземноморский (Египет): 320 км.
- Tazama (Восточная Африка): 1 710 км.
Европа
На европейском континенте насчитываются десятки транснациональных трубопроводов и бесчисленное количество ответвлений. Перечислим крупнейшие из них:
- Трансальпийский (Центральная Европа): 750 км.
- Южно-Европейский: 1 850 км.
- AMBO (Балканы): 912 км.
- Панъевропейский (Балканы): предположительно 1 850 км, строится.
- Одесса – Броды (Украина): 674 км.
- Балтийская трубопроводная система (Россия, Прибалтика): 1 885 км (2 718 км после окончания строительства).
- Brent System (Северное море, Великобритания): 147 км.
Азия
В Азии сконцентрированы богатейшие запасы «черного золота». Важнейшими магистральными нефтепроводами континента являются:
- Баку – Джейхан (Передняя Азия): 1 768 км.
- Баку – Супса (Передняя Азия): 833 км.
- Баку – Новороссийск (Закавказье): 1 330 км.
- Казахстан – Китай: 2 228 км.
- «Восточный» (Россия, Китай): 4 740 км.
- Китай – Мьянма: 771 км.
- Киркук – Джейхан (Ирак, Турция): 970 км.
- Самсун – Джейхан (Турция): 550 км.
- Матхура – Кояли (Индия): 1 000 км.
- Мумбаи – Манмад (Индия): 1 500 км.
- «Юг – Север» (Корея): 900 км.
- Трансарабский (Аравийский п-в): 1 200 км, один из первых нефтепроводов в мире (1947), выведен из эксплуатации.
- Транскаспийский (Казахстан, Закавказье): 700 км, строится.
- «Белая нефть» (Пакистан): 700 км.
- Хабшан – Фуджейра (ОАЭ): 360 км.
Америка
Американский регион также богат залежами углеводородов. Наибольшая их концентрация наблюдается в Венесуэле, Колумбии, Мексике, Техасе (США), Канаде, Эквадоре. Кстати, Соединенные Штаты обладают самой развитой сетью нефтепроводов в мире. А одни из самых протяженных веток проложены через дикие земли Канады и Аляски.
- Enbridge (Канада, США): 5 360 км.
- Редуотер – Порт-Кредит (Канада): 4 840 км.
- Keystone System (Канада, США): 3 460 км, строится.
- Портланд – Монреаль (США, Канада): 360 км.
- Kinder Morgan Mountain (Канада): 1 150 км.
- «Колониальный» (США): 8 850 км, зафиксировано семь крупных аварий на магистральном нефтепроводе, соединяющим месторождения Мексиканского Залива в Техасе с Нью-Йорком.
- Big Inch и Little Big Inch (США): 2 000 км и 2 370 км, одни из первых трубопроводов (1942, 1943).
- Calnev (США): 890 км.
- Dakota Access (США): 1 880 км.
- Double H (США): 744 км.
- «Пони экспресс» (США): 1 220 км.
- Seaway crude system (США): 1 100 км.
- Трансаляскинский (США): 1 288 км.
- Нью-Мексико – Кушинг (США): 832 км.
- UNEV (США): 642 км.
- Sand Hills (США): 1 120 км.
- Мадеро – Кадерейта (Мексика): 1 200 км.
- Кано-Лимон – Кавенас (Колумбия): 780 км.
- Сальяко – Байя-Бланка (Аргентина): 630 км.
- Рио-де-Жанейро – Белу-Оризонти (Бразилия): 370 км.
Россия
Первые нефтепроводы в нашей стране появились в 1950-х годах, но пик их развития пришелся на 1960-1970-е годы. В этот период начинается интенсивная разведка месторождений углеводородов и их добыча.
- «Дружба» (Восточная Европа): 3 900 км на территории России, 8 900 км – со всеми ответвлениями.
- Туймазы – Иркутск: 3 662 км.
- Узень – Самара (Казахстан, Россия): 1 750 км.
- Нижневартовск – Самара: 2 150 км.
- Колмогоры – Клин: 2 430 км.
- Каспийский Трубопроводный Консорциум (Казахстан – Россия): 1 500 км.
- Усть-Балык – Омск: 964 км.
- Грозный – Туапсе: 618 км.
- Сургут – Полоцк (Россия, Беларусь): 3 250 км.
Хотя большая часть нефтепроводов построена при СССР, российские инженеры-нефтяники не сидят без дела. Сегодня реализуются ряд крупных транспортных проектов по доставке сырой нефти в Китай (проект «Восточный») и Северную Европу (Балтийская трубопроводная система). Проект БТС-2 позволит значительно нарастить поставки углеводородов по северному направлению и снизить нагрузку нефтепровода «Дружба». Реализуются договоренности и с азиатскими партнерами, в частности Азербайджаном и Казахстаном.
Вынашиваются амбициозные планы по освоению шельфовых месторождений Северного Ледовитого океана. Уже действует нефтеналивной танкерный терминал «Варандей» в Ненецком АО. В отдаленном будущем планируется создавать роботизированные нефтедобывающие комплексы, в том числе подводные. По крайней мере, такие планы-мечты озвучивал Председатель коллегии ВПК и Фонда перспективных исследований Д. О. Рогозин.
Важнейшее место занимает в системе магистральных нефтепроводов ОАО «Транснефть». Компания является главным эксплуатантом трубопроводов в России. В ее ведении находятся свыше 50 000 км нефте- и продуктопроводов, что является своеобразным мировым рекордом.
Строительство и эксплуатация
Магистральные нефтепроводы изготавливаются из стальных или пластиковых труб с внутренним диаметром от 100 до 1 220 мм (от 4 до 48 дюймов). Последнее время стали применяться трубы с увеличенной пропускной способностью диаметром 1 420 мм.
Строительство состоит из следующих этапов:
- Определение рыночной перспективы.
- Выбор маршрута.
- Проектирование трубопровода (прокладка нового или модернизация старого).
- Получение одобрения ответственными органами.
- Обследование и расчистка пути.
- Подготовка маршрута: копка траншей, сооружение тоннелей, переходов и т.д.
- Укладка труб.
- Установка запорной арматуры, клапанов, разветвлений и прочего оборудования.
- Изоляция труб, засыпка траншей, обустройство защитных сооружений.
- Гидростатическое тестирование.
- Ввод в эксплуатацию.
Сырая нефть содержит значительное количество парафинового воска. При холодном климате происходит нарастание данного вещества внутри трубопровода. Для их проверки и очистки применяются механизмы, названные «свиньями». По сути, они представляют собой «умные» щетки, дополнительно оснащенные ультразвуковыми и прочими датчиками. То есть, устройство одновременно счищает налипший воск и следит за возможными дефектами: протечками, коррозией, вмятинами, утончениями стенок, трещинами и т. д. После нахождения аномалий соответствующие службы приступают к ремонту магистрального нефтепровода.
Большинство трубопроводов обычно зарывают на глубине от 1 до 2 м. Для защиты системы от ударов, истирания и коррозии используются различные методы. Они могут включать защитные конструкции и компенсационные механизмы из древесины, металла, горных пород, полиэтилена высокой плотности, мягкой набивки и песка. Хотя трубы могут быть проложены под водой, этот процесс является экономически и технически сложным, поэтому большая часть нефти по морю перевозится танкерными судами.
Кстати, Россия – единственная в мире страна, где созданы Трубопроводные войска. Они образованы по итогам Великой отечественной войны, когда стала понятна важность обеспечения больших воинских формирований горюче-смазочными материалами. Бойцов Трубопроводных войск обучают прокладывать магистральные нефтепродуктопроводы в любых условиях.
В 1941 году специальному подразделению удалось под непрекращающимся огнем проложить 21-километровый трубопровод по дну Ладожского озера и дублирующий 8-километровый вдоль берега. Тем самым осажденный Ленинград смог получить десятки тысяч тонн нефтепродуктов. По поручению Сталина 14.01.1952 года образованы Трубопроводные войска в составе Инженерных войск.
Управление
За состоянием трубопроводов следят устройства сбора данных. Они включают датчики расхода, давления, температуры, системы связи и прочие элементы измерения необходимых данных. Эти приборы устанавливаются вдоль всего маршрута ветки и в ключевых местах, таких как станции впрыска или доставки, насосные станции, запорные клапаны.
Информация, измеренная этими полевыми инструментами, затем собирается в устройствах связи с объектом (УСО), которые передают данные датчиков на контрольные пункты в реальном времени. Для этого используются спутниковые каналы, микроволновые линии или сотовые телефоны.
Трубопроводы управляются удаленно из Главной диспетчерской. В этом центре все сведения с контрольных пунктов поступают в центральную базу данных. Информация принимается от нескольких УСО по цепочке.
Классификация
Специалисты различают несколько типов нефтепроводов:
- магистральные;
- технологические;
- промысловые.
В свою очередь, магистральные подразделяются на 4 класса, определяемые диаметром используемых труб:
- 1 000-1 420 мм;
- 500-1 000 мм;
- 300-500 мм;
- менее 300 мм.
Технологическая структура
Система по транспортировке углеводородов и продуктов их переработки представляет собой сложный комплекс. Объектами магистральных нефтепроводов являются:
- Промысловые вышки (станции).
- Нефтесборный пункт.
- Подводящие трубопроводы.
- Головные сооружения: насосные станции, электростанции, резервуары и другие.
- Антикоррозионные установки электрохимической защиты.
- Узел пуска скребка («свиньи»).
- Линейные колодцы.
- Пункты подогрева сырья.
- Линии технологической связи.
- Противопожарные, защитные, противоэрозионные сооружения.
- Акведуки, переходы под/над транспортными путями, реками, проливами, оврагами и прочими помехами.
- Аварийные резервуары.
- Объекты службы эксплуатации.
- Средства телеметрии и телемеханики.
- Конечные распределительные пункты.
Перспективы
Эксперты полагают, что дальнейшее развитие мировой системы магистральных трубопроводов будет протекать по следующим сценариям. В Северной Америке создание новых протяженных веток не планируется. Прежде всего, это связано с проблемой отчуждения земель и вопросами экологической безопасности. Кроме того, основные нефтеносные районы разведаны и освоены. Изменения возможны в управлении магистральными нефтепроводами, повышении надежности, автоматизации процессов.
Напротив, в Европе ожидается бум по прокладке новых веток для перекачки сырья и нефтепродуктов. Это связано с желанием диверсифицировать поставки, снизить зависимость от монополистов. Не останется в стороне и Россия. Еще ждут своего часа месторождения северных морей, Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Бурное развитие ожидается в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Уже сегодня здесь эксплуатируются 75 000 км труб, в планах увеличить этот показатель на 13 000 км. Кстати, порядка 10 % нефтепроводов проложено по морскому дну. Ряд крупных проектов по транспортировке углеводородов из Западного Казахстана и Сибири реализует Китай.
Индия также имеет многокилометровую трубопроводную сеть, охватывающую с запада на восток наиболее развитые северные регионы страны. Перспективным видится развитие транспортной сети в южных штатах. Амбициозные планы вынашивают страны Персидского залива по доставке дешевых нефти и газа в Европу. Пока основными перевозчиками здесь остаются танкеры.