Магістральні нафтопроводи: класифікація і склад
Магістральні нафтопроводи та нафтопродуктопроводи призначені для транспортування сирої нафти і продуктів її переробки на великі відстані від місця видобутку (нафтопереробного заводу до кінцевого споживача. Цей метод економічно набагато ефективніше інших способів доставки.
Опис
Магістральні нафтопроводи широко застосовуються у світі. Вони покликані поєднати в єдину технологічний ланцюжок родовища видобутку корисних копалин (які часто розташовуються в малонаселених важкодоступних регіонах) або місця їх зберігання з переробними (нефтепотребляющими) підприємствами, як правило, розміщеними біля великих промислових центрів.
Їх поява обумовлена економічною доцільністю. Якщо потрібно перемістити великі обсяги «чорного золота», то кращого способу не знайти. Сиру нафту можна доставляти водним транспортом, залізничним і набагато рідше – автомобільним. Але кожен із способів вимагає закачування в ємності, перевалки (якщо потрібно) і вивантаження продукту, що спричиняє додаткові витрати. Ще більше коштів витрачається на купівлю, утримання транспортних засобів та паливо. У свою чергу, система магістральних нафтопроводів дозволяє уникнути багатьох витрат. Для перекачування нафти по трубах під тиском потрібно набагато менше енергії, а експлуатаційні витрати незрівнянно нижче.
Управління магістральними нафтопроводами здійснюється сертифікованими організаціями, що володіють відповідними ліцензіями і необхідними компетенціями. У їх завдання входять нагляд за безпекою, контроль технологічних параметрів, обслуговування та проведення ремонтних робіт.
Статистичні дані
Трубопроводи проходять по територіях 120 країн. Загальна їх довжина перевищує 2 000 000 км. З них на частку Сполучених штатів Америки припадає близько 60 %, магістральні нафтопроводи Росії складають 10 %, Канади 5 %. Таким чином, на ці країни припадає 3/4 трубопровідних систем планети. Тільки за останні три роки озвучені плани з прокладання нових транспортних гілок загальною довжиною 190 000 км, 50 000 з яких вже будуються.
До речі, однією з найбільш протяжних нафтових артерій є трубопровід «Дружба», зведений в Радянському Союзі. Його довжина понад 5 000 км. Основна гілка тягнеться від родовищ Татарстану і Самарської області до споживачів Центральної Європи.
Історична довідка
Точно невідомо кому належить ідея будівництва нафтопроводу. Одні історики називають компанію Branobel, інші знаменитого російського інженера-будівельника Володимира Шухова. Доведено, що у 1860-х роках здійснювалася перекачування вуглеводнів за 10-кілометровому 51-миллимитровому трубопроводу в штаті Пенсільванія (США).
Будівництво магістральних нафтопроводів в нашій країні почалося з моменту масового освоєння родовищ вуглеводнів в 1960-ті роки. Враховуючи віддаленість нафтовидобувних районів, непрості кліматичні умови і щодо слабко розвинену транспортну мережу, урядом прийнято грамотне рішення доставляти сиру нафту по трубах великого діаметру, зістикованим в єдину мережу. Благо, металу для їх виробництва було достатньо.
Наприклад, вуглеводні із Західного Сибіру доставляти альтернативними методами важко. Єдиною надійною транспортною артерією є ріка Обь з припливом Иртышом, проте взимку вони замерзають, льодостав триває до півроку. Найближча залізнична гілка в часи початку освоєння сибірських надр перебувала в 700 кілометрах, а автодоріг з твердим покриттям і зовсім не було.
Єдиним розумним рішенням стала споруда трубопроводу. Перший з них здано в експлуатацію напередодні Нового 1966 року. 400-кілометрова гілка зв’язала нафтоносний район Шаим з Тюменню – великим промисловим і транспортним вузлом. По мірі освоєння нових родовищ зростала і географія поширення магістральних нафтопроводів: до хімічним заводам і розподільних станцій потягнулися нитки з Комі, Кавказу, Поволжя, Казахстану, Азербайджану.
До речі, «первістком» є 144-кілометровий трубопровід, що з’єднав родовище Озек-Суат з Грізним. Нафта перекачувалася по трубах діаметром всього 325 мм, а щоб вона не застоювалася, її попередньо розігрівали.
Трубопроводи Африки
Основними магістральними нафтопроводами «чорного континенту» є:
- Чад – Камерун (Східна Африка): 1 070 км.
- Эджеле – Сехира (Алжир, Туніс): 790 км
- Південний Судан – Ефіопія (Північно-Східна Африка): будується.
- TransNET (Південна Африка): 3 000 км.
- Суэцко-Середземноморський (Єгипет): 320 км.
- Tazama (Східна Африка): 1 710 км
Європа
На європейському континенті налічуються десятки транснаціональних трубопроводів і незліченну кількість відгалужень. Перерахуємо найбільші з них:
- Трансальпийский (Центральна Європа): 750 км.
- Південно-Європейський: 1 850 км.
- AMBO (Балкани): 912 км
- Пан’європейський (Балкани): приблизно 1 850 км, будується.
- Одеса – Броди (Україна): 674 км
- Балтійська трубопровідна система (Росія, Прибалтика): 1 885 км (2 718 км після закінчення будівництва).
- Brent System (Північне море, Великобританія): 147 км
Азія
В Азії сконцентровані багатющі запаси «чорного золота». Найважливішими магістральними нафтопроводами континенту є:
- Баку – Джейхан (Передня Азія): 1 768 км
- Баку – Супса (Передня Азія): 833 км
- Баку – Новоросійськ (Закавказзі): 1 330 км.
- Казахстан – Китай: 2 228 км
- «Східний» (Росія, Китай): 4 740 км.
- Китай – М’янма: 771 км
- Кіркук – Джейхан (Ірак, Туреччина): 970 км
- Самсун – Джейхан (Туреччина): 550 км.
- Матхура – Кояли (Індія): 1 000 км.
- Мумбаї – Манмад (Індія): 1 500 км.
- «Південь – Північ» (Корея): 900 км.
- Трансарабський (Аравійський п-в): 1 200 км, один з перших нафтопроводів у світі (1947), виведено з експлуатації.
- Транскаспійський (Казахстан, Закавказзі): 700 км, будується.
- «Біла нафта» (Пакистан): 700 км.
- Хабшан – Фуджейра (ОАЕ): 360 км.
Америка
Американський регіон також багатий покладами вуглеводнів. Найбільша їх концентрація спостерігається у Венесуелі, Колумбії, Мексиці, Техасі (США), Канаді, Еквадорі. До речі, Сполучені Штати володіють найбільш розвиненою мережею нафтопроводів у світі. А одні з найпротяжніших гілок прокладені через дикі землі Канади і Аляски.
- Enbridge (Канада, США): 5 360 км.
- Редуотер – Порт-Кредит (Канада): 4 840 км
- Keystone System (Канада, США): 3 460 км, будується.
- Портланд – Монреаль (США, Канада): 360 км.
- Kinder Morgan Mountain (Канада): 1 150 км.
- «Колоніальний» (США): 8 850 км, зафіксовано сім великих аварій на магістральному нафтопроводі, що з’єднує родовища Мексиканської Затоки в Техасі з Нью-Йорком.
- Big Inch і Little Big Inch (США): 2 000 км і 2 370 км, одні з перших трубопроводів (1942, 1943).
- Calnev (США): 890 км
- Dakota Access (США): 1 880 км
- Double H (США): 744 км
- «Поні експрес» (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 (Колумбія): 780 км.
- Сальяко – Байя-Бланка (Аргентина): 630 км
- Ріо-де-Жанейро – Белу-Орізонті (Бразилія): 370 км.
Росія
Перші нафтопроводи в нашій країні з’явились в 1950-х роках, але пік їх розвитку припав на 1960-1970-ті роки. У цей період починається інтенсивна розвідка родовищ вуглеводнів і їх видобуток.
- «Дружба» (Східна Європа): 3 900 км на території Росії, 8 900 км – з усіма відгалуженнями.
- Туймази – Іркутськ: 3 662 км
- Узень – Самара (Казахстан, Росія): 1 750 км.
- Нижньовартовськ – Самара: 2 150 км.
- Колмогоры – Клин: 2 430 км.
- Каспійський Трубопровідний Консорціум (Казахстан – Росія): 1 500 км.
- Усть-Балик – Омськ: 964 км
- Грозний – Туапсе: 618 км
- Сургут – Полоцьк (Росія, Білорусь): 3 250 км.
Хоча більша частина нафтопроводів побудована при СРСР, російські інженери-нафтовики не сидять без діла. Сьогодні реалізуються ряд великих транспортних проектів по доставці сирої нафти в Китай (проект «Східний») і Північну Європу (Балтійська трубопровідна система). Проект БТС-2 дозволить значно наростити поставки вуглеводнів по північному напрямку і знизити навантаження нафтопроводу «Дружба». Реалізуються домовленості і з азіатськими партнерами, зокрема Азербайджаном і Казахстаном.
Виношуються амбітні плани з освоєння шельфових родовищ Північного Льодовитого океану. Вже діє нафтоналивний танкерний термінал «Варандей» в Ненецькому АТ. У віддаленому майбутньому планується створювати роботизовані нафтовидобувні комплекси, в тому числі підводних. Принаймні, такі плани-мрії озвучував Голова колегії ВПК та Фонду перспективних досліджень Д. О. Рогозін.
Найважливіше місце займає в системі магістральних нафтопроводів ВАТ «Транснефть». Компанія є головним експлуатантом трубопроводів у Росії. У її віданні перебувають понад 50 000 км нафто – і продуктопроводів, що є своєрідним світовим рекордом.
Будівництво та експлуатація
Магістральні нафтопроводи виготовляються із сталевих або пластикових труб з внутрішнім діаметром від 100 до 1 220 мм (від 4 до 48 дюймів). Останнім часом стали застосовуватися труби із збільшеною пропускною здатністю діаметром 1 420 мм
Будівництво складається з наступних етапів:
Сира нафта містить значну кількість парафінового воску. При холодному кліматі відбувається наростання цієї речовини всередині трубопроводу. Для їх перевірки і очищення застосовуються механізми, названі «свинями». По суті, вони являють собою «розумні» щітки, додатково оснащені ультразвуковими та іншими датчиками. Тобто, пристрій одночасно зчищає налиплий віск і стежить за можливими дефектами: протікання, корозією, вм’ятинами, утончениями стінок, тріщинами і т. д. Після знаходження аномалій відповідні служби приступають до ремонту магістрального нафтопроводу.
Більшість трубопроводів зазвичай закопують на глибині від 1 до 2 м. Для захисту системи від ударів, стирання і корозії використовуються різні методи. Вони можуть включати захисні конструкції та компенсаційні механізми з деревини, металу, гірських порід, поліетилену високої щільності, м’якою набивання і піску. Хоча труби можуть бути прокладені під водою, цей процес є економічно і технічно складним, тому більша частина нафти по морю перевозиться танкерними судами.
До речі, Росія – єдина в світі країна, де створені Трубопровідні війська. Вони утворені за підсумками Великої вітчизняної війни, коли стала зрозумілою важливість забезпечення більших військових формувань пально-мастильними матеріалами. Бійців Трубопровідних військ навчають прокладати магістральні нафтопродуктопроводи в будь-яких умовах.
У 1941 році спеціальному підрозділу вдалося під безперервним вогнем прокласти 21-кілометровий трубопровід по дну Ладозького озера і дублюючий 8-кілометровий вздовж берега. Тим самим обложений Ленінград зміг отримати десятки тисяч тонн нафтопродуктів. За дорученням Сталіна 14.01.1952 року утворені Трубопровідні війська у складі Інженерних військ.
Управління
За станом трубопроводів стежать пристрою збору даних. Вони включають датчики витрати, тиску, температури, системи зв’язку та інші елементи вимірювання необхідних даних. Ці прилади встановлюються уздовж всього маршруту гілки і в ключових місцях, таких як станції упорскування або доставки, насосні станції, запірні клапани.
Інформація, виміряна цими польовими інструментами, потім збирається в пристроях зв’язку з об’єктом (ПЗО), які передають дані датчиків на контрольні пункти в реальному часі. Для цього використовуються супутникові канали, мікрохвильові лінії або мобільні телефони.
Трубопроводи управляються дистанційно з Головної диспетчерської. У цьому центрі всі відомості з контрольних пунктів надходять у центральну базу даних. Інформація приймається від декількох УСО по ланцюжку.
Класифікація
Фахівці розрізняють кілька типів нафтопроводів:
- магістральні;
- технологічні;
- промислові.
У свою чергу, поділяються на магістральні 4 класу, що визначаються діаметром використовуваних труб:
Технологічна структура
Система з транспортування вуглеводнів і продуктів їх переробки являє собою складний комплекс. Об’єктами магістральних нафтопроводів є:
- Промислові вишки (станції).
- Нефтесборный пункт.
- Підвідні трубопроводи.
- Головні споруди: насосні станції, електростанції, резервуари та інші.
- Антикорозійні установки електрохімічного захисту.
- Вузол пуску скребка («свині»).
- Лінійні колодязі.
- Пункти підігрівання сировини.
- Лінії технологічного зв’язку.
- Протипожежні, захисні, протиерозійні споруди.
- Акведуки, переходи під/над транспортними шляхами, річками, протоками, ярами та іншими перешкодами.
- Аварійні резервуари.
- Об’єкти служби експлуатації.
- Кошти телеметрії і телемеханіки.
- Кінцеві розподільчі пункти.
Перспективи
Експерти вважають, що подальший розвиток світової системи магістральних трубопроводів буде протікати за наступними сценаріями. У Північній Америці створення нових протяжних гілок не планується. Насамперед, це пов’язано з проблемою відчуження земель і питаннями екологічної безпеки. Крім того, основні нафтоносні райони розвідані та освоєні. Зміни можливі в управлінні магістральними нафтопроводами, підвищення надійності, автоматизації процесів.
Навпаки, в Європі очікується бум по прокладанню нових гілок для перекачування сировини і нафтопродуктів. Це пов’язано з бажанням диверсифікувати поставки, знизити залежність від монополістів. Не залишиться осторонь і Росія. Ще чекають своєї години родовища північних морів, Східного Сибіру і Далекого Сходу.
Бурхливий розвиток очікується в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні. Вже сьогодні тут експлуатуються 75 000 км труб, у планах збільшити цей показник на 13 000 км. до Речі, близько 10 % нафтопроводів прокладено по морському дну. Низку великих проектів щодо транспортування вуглеводнів із Західного Казахстану і Сибіру реалізує Китай.
Індія також має багатокілометрову трубопровідну мережу, що охоплює із заходу на схід найбільш розвинені північні регіони країни. Перспективним бачиться розвиток транспортної мережі в південних штатах. Амбітні плани виношують країни Перської затоки по доставці дешевих нафти і газу в Європу. Поки основними перевізниками тут залишаються танкери.
