Трубопроводный транспорт в России в начале XX века

Оглавление

Введение 3

Менделеев и  Нобель — первые теоретики российских нефтепроводов 4

Инженеры  Войслав и Шухов — их формулы  актуальны и сегодня 5

От промысловых  до магистральных трубопроводов 7

Трубопроводный  транспорт в России в начале XX века 9

В годы войны 12

Послевоенное  развитие 13

50-е годы: бурный рост 14

Опыт НАТО 16

Трубопроводный  транспорт в 60-е годы 17

Трудные 70-е 20

Динамичное  развитие отрасли 22

Список использованной литературы: 24

Введение

По мнению автора,[1] начало создания трубопроводного транспорта нефти в России относится к концу XIX века. Добыча нефти в промышленных масштабах велась в основном в Черном городе — Баку. Россия издавна проявляла интерес к Бакинским нефтяным промыслам. После Персидского похода Петра I (1722 — 1723г.г.) по договору с персидским шахом к России отошли Баку, Дербент и прилегающие территории. Однако в 1735 году их пришлось вернуть. Окончательно районы перешли во владение России в 1813 году по Гюлистанскому мирному договору.О добыче нефти на Апшеронском полуострове известно с VIII века. По мере роста спроса на нефть изыскивались новые способы ее извлечения из недр. Примерно в XV веке широкое применение получил колодезный способ. Так, на Балаханской нефтяной площади в районе Баку, был обнаружен колодец глубиной 35 метров. В колодце найден камень, надпись на котором гласила, что его соорудил Мамед Нур-оглы в 1594 году. Тверской купец и путешественник Афанасий Никитин около двух лет (1466 — 1467г.г.) работал на Бакинских промыслах, рыл нефтяные колодцы и черпал нефть. В 1825 году из 120 колодцев в Баку было добыто 4216 тонн нефти, а в 1862-м из 220 колодцев — 5480 тонн.В 1723 году по указанию Петра I из Баку в Москву была доставлена одна тысяча пудов так называемой «белой нефти», которую Главная Московская аптека перегоняла и использовала для изготовления бальзамов.В 1823 году крепостные крестьяне графини Паниной, братья Дубинины, построили возле города Моздока нефтеперегонную установку, на которой выпускалось «светлое масло» для медицинских и осветительных нужд.

В марте1858 года неподалеку от города Тайте вилла в Пенсильвании была вырыта глубокая открытая шахта, со дна которой велось бурение. Когда бур достиг глубины 21 метра, из скважины забила нефть. Это был апрель 1859 года. Успех Эдвина Брейка положил начало развитию нефтяной промышленности в США. С 1858 года для извлечения бура при ударном бурении использовалась паровая машина, а в 1889 году Чепмен изобрел установку с механическим приводом для роторного бурения.

В 1853 году львовские аптекари («провизоры») И. Лукасевич и Я. Зег  разработали конструкцию безопасной керосиновой лампы, послужившей  мощным стимулом для увеличения объемов нефтедобычи и получения керосина. 
В последующее время с ростом объемов добычи нефти росло число нефтеперегонных заводов, зачастую довольно примитивных. Если в 1872 году действовала лишь одна скважина, то к 1900 году их насчитывалось уже 1710. Первоначально скважины бурились вручную, методом вращения, затем перешли к ударно-штанговому бурению с применением парового привода. Число нефтеперегонных заводов, в основном небольших, к весне 1873 года превысило 80 единиц. Все острее становилась проблема разработки способов транспорта нефти и продуктов ее переработки.

Менделеев и Нобель — первые теоретики российских нефтепроводов

По мнению автора,[3] развитие нефтедобычи и нефтепереработки диктовалось потребностями растущего промышленного производства в России. В своем докладе Императорскому Русскому Техническому Обществу «Взгляд на Бакинскую нефтяную промышленность и ее будущность» Л. Нобель представил обоснованную программу добычи и переработки нефти. В докладе известных ученых и инженеров Д. И. Менделеева, К. И. Лисенко, В. Г. Шухова, О. К. Ленца и др. предлагалось строить нефтепроводы, сооружать металлические резервуары, перевозить керосин в железнодорожных цистернах и наливных судах, механизировать процесс бурения скважин.Ученый-энциклопедист Д. И. Менделеев стал одним из первых в России инициаторов трубопроводного транспорта нефти. Его идеи горячо поддержал и развил известный ученый и изобретатель В. Г. Шухов.Посетив в 1863 году нефтяные промыслы в Баку и досконально изучив организацию дела, Д. И. Менделеев предложил использовать трубопровод для перекачки нефти, которая в то время доставлялась от промыслов Балахан на бакинские нефтеперегонные заводы в бурдюках и бочках, перевозимых на арбах и вьючным способом. При этом перевозка нефти обходилась дороже ее добычи. Однако нефтепромышленники не приняли предложение ученого, поскольку годовая добыча нефти была незначительной — 5572 тонны в 1863 году. В 1877 году нефтедобыча достигла 327,6 тыс. тонн, а на ее перевозке было занято более 10 тыс. человек. Добыча одного пуда нефти стоила три копейки, а доставка от Балаханских промыслов в Черный город — двадцать копеек.Со временем нефтепромышленники признали выгоду перекачки нефти по трубопроводам. «Строительная контора А. В. Бари», в которой главным инженером работал В. Г. Шухов, получила от «Товарищества братьев Нобель» подряд на строительство трубопровода от Балахан до нефтеперегонного завода Л. Нобеля в Баку с подачей 1280 тонн в сутки. В свое время В. Г. Шухов изучил организацию строительного дела в США и использовал полученный опыт. Там же были заказаны трубы и основное оборудование — американцы четко и в срок выполняли обязательства по контрактам.1878 год «открыл» эру строительства трубопроводов в России: по проекту В. Г. Шухова был построен нефтепровод протяженностью 10 км и диаметром 76 миллиметров. В 1879 году вступил в строй второй нефтепровод протяженностью 12,9 км того же диаметра и на том же направлении. Затем строятся еще три: Балаханы — Черный город (Баку), Балаханы — Сураханский завод, Сураханский завод — Зыхская коса. Автором проектов выступил В. Г. Шухов, он же руководил строительством.В 1884 году на Балаханских промыслах в эксплуатации находились уже пять нефтепроводов с суммарной подачей нефти 3200 тонн в сутки. К 1890 году перекачка велась по 25 трубопроводам (278 км), по которым от промыслов к заводам и хранилищам ежесуточно подавалось 24 тыс. тонн нефти, а также вода к промыслам. По сравнению с гужевым транспортом стоимость доставки нефти к конечным пунктам снизилась в десять раз.Строительство первых, хотя и небольшой протяженности трубопроводов, потребовало принятия новых инженерных подходов. Какого-либо опыта в этой области не было, тем не менее, тщательность и глубина проработок технических решений были положены в основу отечественной школы трубопроводного строительства. Большое внимание уделялось защите труб от коррозии: они покрывалась изоляцией, приготовленной на основе олифы. Перед укладкой в грунт трубы обматывались джутовой тканью, пропитанной растворенным в олифе свинцовым суриком.

Инженеры Войслав и  Шухов — их формулы актуальны  и сегодня

По мнению автора,[3] значительный вклад в разработку теоретических основ трубопроводного транспорта вложили русские специалисты, в частности, горный инженер С. Г. Войслав. К этому времени научная и инженерная проработка проблемы транспорта нефти по трубопроводам еще не проводилась: первые трубопроводы строились по американской технологии из американских материалов. Ученые и инженеры США тоже не особенно занимались вопросами теории, хотя в это время общая протяженность трубопроводов в Штатах достигла уже 500 миль (800 км). 
Главная заслуга инженера С. Г. Войслава заключалась в том, что он впервые подошел к проектированию, сооружению и эксплуатации трубопроводов с позиции науки, оценил практическую эффективность всех составляющих элементов, предложив принципиально новое решение — перекачивать нефть по нефтепроводу «из насоса в насос», без использования промежуточных резервуаров. В результате проведенных исследований С. Г. Войслав достаточно точно вывел формулу для определения гидравлического уклона, разработал методику гидравлического расчета с использованием в качестве исходных данных диаметра, начального давления и подачи по трубопроводу, определил основные положения механического и теплового расчета. Еще одной блестящей инженерной идеей, намного обогнавшей свое время, стал разработанный С. Г. Войславом в 1879 году графоаналитический метод размещения насосных станций. Впервые в отечественной практике были изложены последовательность и содержание основных этапов проектирования и строительства трубопроводов, начиная с выбора трассы, материалов и оборудования. Взамен муфтового соединения труб С. Г. Войслав предложил способ винтовой нарезки их концов. В 1884 году В. Г. Шухов, развивая идеи С. Г. Войслава, в июньском номере журнала «Вестник промышленности» представил общие формулы расчетов построения трубопроводов. Еще через год в работе «Трубопроводы и их применение в нефтяной промышленности» В. Г. Шухов разработал основы гидравлического и прочностного расчета трубопроводов. Эта публикация получила высокую оценку у современников, к В. Г. Шухову пришла заслуженная слава признанного специалиста в области проектирования и строительства трубопроводов.Первый действующий нефтепровод протяженностью 16 км и диаметром 50 мм построил в 1866 году американский инженер Чарльз Гетч. Все перечисленные трубопроводы являлись по современным понятиям промысловыми и не относились к категории магистральных.

От промысловых до магистральных трубопроводов

По мнению автора,[4] знаковым событием в развитии трубопроводного дела в России стало сооружение первого магистрального трубопровода -нефтепродуктопровода, ставшего первым магистральным трубопроводом (МНПП) в нашей стране. По тем меркам это был крупнейший в мире керосинопровод Баку — Батуми. История его сооружения знает немало трудностей.

В 1878 году правительство  отклонило предложение русского инженера И. П. Илимова о сооружении нефтепровода Баку — Батуми. Бакинские  нефтепромышленники делали все возможное, чтобы не допустить создания второго, конкурирующего центра переработки  нефти. Незначительное количество нефтии нефтепродуктов перевозилось в Батуми в железнодорожных цистернах, которые, кстати, тоже были впервые разработаны  русскими инженерами. Лишь в 1897 году началось сооружение керосинопровода Баку —  Батуми. Проектные работы велись под  руководством профессора Петербургского технологического института Н. Л. Щукина, строительство возглавлял инженер  путей сообщения Е. Веденеев. Керосинопровод вводился в строй по участкам. Торжественное  открытие первого участка Михайлово  — Батуми (протяженность 228 км и диаметр 8 дюймов на большей части трассы) состоялось 2 июня 1900 года. Полностью керосинопровод Баку — Батуми протяженностью 883 км введен в эксплуатацию в 1906 году. Оснащенный передовой техникой, керосинопровод для того времени являлся самым протяженным трубопроводом в мире. Русские инженеры самостоятельно справлялись с решением сложных технических задач, поскольку американские нефтяные компании отказали в продаже оборудования и оказании помощи. На некоторых перекачивающих станциях (ПС) керосинопровода впервые в мировой практике были установлены двигатели внутреннего сгорания взамен паровых машин. Разрабатывалась идея укладки труб, у которых толщина стенки уменьшалась ступенчато по длине участков между смежными перекачивающими станциями (по мере уменьшения рабочего давления в трубопроводе), но в процессе строительства идея не получила должного воплощения. Всего на керосинопроводе имелась 21 перекачивающая станция. Места их расположения определялись графоаналитическим методом С. Г. Войслава. Этот метод и поныне остается основным при гидравлическом расчете трубопроводов. Годовая подача керосина по трубопроводу составляла в среднем 980 тыс. тонн, наиболее высокий годовой объем перекачки отмечен на уровне 1056тыс. тонн. Магистральный керосинопровод Баку — Батуми строился в сложных горных условиях и пересекал Кавказские горы в районе Сурамского перевала. Таким образом, 10-летие ОАО «АК «Транснефтепродукт» (14 сентября 2003 года) совпало с 106-й годовщиной с начала создания магистрального трубопроводного транспорта нефтепродуктов в России. Трубы первых трубопроводов имели диаметр от 75 до 150 мм и толщину стенки 7 — 8 мм при длине 4,9 — 6,1 м, соединялись в линию с помощью специальных резьбовых муфт. Рабочее давление нефтепроводов составляло 2,4 — 2,8 МПа. Предварительно трубы испытывались давлением 7,7 — 11,4 МПа. На концах труб и внутри муфты нарезалась коническая резьба треугольного профиля. Первые в России трубопроводы проходили зачастую по поверхности земли. Применяемое в то время жесткое сборно-разборное соединение труб в отличиеот современного не позволяло компенсировать изменение длины труб при поворотах относительно друг друга и перепадах температуры. Поэтому для компенсации температурных напряжений первые сборно-разборные нефтепроводы укладывались на местности по волнистой линии. Внутренний диаметр труб керосинопровода Баку — Батуми составлял 204 мм, толщина стенки — 8 мм, длина трубы — 5,33 метра. Производились трубы на заводах в Мариуполе, Сосновице и Екатеринославе. Они были сварными, со швом внакладку («печная» сварка). Для сокращения объемов земляных и транспортных работ трасса трубопровода выбиралась вдоль линии железной дороги. Трубы доставлялись к пунктам складированияна железнодорожных платформах и далее развозились вдоль трассы на конных телегах. Затем они соединялись в отдельные участки, подвергались гидравлическому испытанию и лишь после его успешного завершения собирались в сплошную линию. Испытание велось водой при давлении 12 МПа. При расчетном рабочем давлении в 4,0 — 5,4 МПа керосинопровод имел довольно большой запас прочности, равный 2,2 — 3,0. Герметичность соединений достигалась только за счет уплотнения резьбы, поэтому в отдельных соединениях неизбежны были утечки. К примеру, в 1902 — 1905 годы суммарно они составили 0,61 — 0,79 % от общего количества перекаченного керосина. По мере сборки трубопровод укладывали на поверхность грунта или в траншею рядом с полотном Закавказской железной дороги на глубину не менее 0,8 метра от уровня подошвы рельса и засыпали песком и щебнем. Если возникала необходимость пересечь железную дорогу, под ней в качестве защитного кожуха укладывали гофрированную трубу диаметром 0,53 метра. Из 883 км керосинопровода 300 были проложены по солончаковой местности на каменных опорах с деревянными подкладками. Чтобы исключить большие проливы керосина в случае разрывов труб, через каждые 2,4 — 4,8 км (в зависимости от характера профиля трассы) на керосинопроводе устанавливались задвижки. В 1930 году керосинопровод Баку — Батуми был переоборудован для перекачки нефти, в августе 1942 года демонтирован в связи с угрозой прорыва немецких войск на этом направлении и необходимостью использования труб для строительства продуктопровода Астрахань — Саратов.Многие технические решения, разработанные при проектировании первого русского магистрального керосинопровода, стали классическими и широко используются в, современной практике сооружения трубопроводов, как в нашей стране, так и за рубежом.

Трубопроводный транспорт  в России в начале XX века

По мнению автора,[3] в начале XX века строительство трубопроводов приобретает важное значение для армии и флота. В 1896 году в Военном министерстве России решался вопрос об отводе земли инженеру Е. В. Глушкову под строительство нефтепровода от Грозного до Поти или Сухуми. Получив концессию, Глушков не смог найти средства ни в России, ни за рубежом. Бурный рост промышленности требовал все более широкого использования нефти и продуктов ее переработки в качестве источников энергии, что в свою очередь стимулировало развитие магистрального трубопроводного транспорта. Однако в России этот процесс шел медленно. В 1912 — 1914 годы США значительно опережали Россию по добыче нефти и, главным образом, благодаря развитию нефтепроводного транспорта: по трубопроводам ежегодно перекачивали 27,5 млн тонн нефти. В России магистральные трубопроводы из районов нефтедобычи в центральные регионы, где потреблялась нефть, в то время еще не были проложены. Продуктопровод Баку — Батуми был ориентирован исключительно на перекачку экспортного керосина, объемы поставок которого за границу с 1905 года из-за трудностей сбыта стали значительно сокращаться. Позднее керосинопровод был переоборудован под перекачку нефти. Только в июле 1914 года в России был введен в эксплуатацию нефтепровод Грозный — Порт Петровский (ныне Махачкала) протяженностью 162 км, диаметром 203 мм с четырьмя насосными станциями. Впоследствии трубопровод подвергся реконструкции, и с 1933 года по нему осуществлялась подача нефти в обратном направлении — от Махачкалы в Грозный. В этот же период были сооружены нефтепроводы Туха —Краснодар протяженностью 102 км, диаметром 203 мм и Доссор — Ракуша — Каспий — 154 км и 152 мм соответственно. Общая протяженность нефте- и нефтепродуктопроводов (включая промысловые), построенных в России до 1917 года, составляла порядка 1300 км; суммарная подача нефти достигала 2,5 млн тонн в год. По своей конструкции первые трубопроводы характеризуются как сборно-разборные, ручной сборки. И только при строительстве нефтепроводов Грозный — Туапсе и Баку — Батуми в 1926 — 1930 годы была применена газовая и электросварка. Приблизительно в этот же период появились сварные трубопроводы и в США. Декретом Совета Народных Комиссаров от 20 июня 1918 года национализирована нефтяная промышленность.Главное управление по топливу (ГУТ) Всероссийского Совета Народного Хозяйства (ВСНХ) осуществляло руководство всей топливной промышленностью, в том числе добычей и переработкой нефти. Руководство нефтяной промышленностью на местах возлагалось на тресты, подчинявшиеся ГУТ. Задачи снабжения народного хозяйства нефтью и нефтепродуктами решал созданный в том же году при Главном управлении по топливу Нефтеторг, преобразованный впоследствии в Нефтесиндикат. Председателем правления был назначен Г. И. Ломов. Снабжение приобрело централизованный характер и строилось по трехзвенной системе: Нефтесиндикат, территориальные конторы, нефтебазы и нефтесклады. С октября 1922 года в функции Нефтесиндиката вошли поставки нефтепродуктов на внешний рынок. В ноябре 1929 года Нефтесиндикат стал Объединением «Союзнефть» — предшественником Главнефтесбыта. В период с 1917 по 1941 год строительство нефте- и нефтепродуктопроводов продолжалось, хотя скудные средства и ресурсы не позволяли вести работу с желаемым размахом. Индустриализация страны и коллективизациясельского хозяйства обусловили дальнейший рост добычи и переработки нефти, необходимость сооружения новых транспортных артерий. Так, к 1929 году в стране насчитывалось около 35, в 1930 — 72, к концу первой пятилетки — 200 тыс. тракторов. Для обеспечения техники керосином в 1931 году был построен продуктопровод Армавир — Никитовка диаметром 325 мм, протяженностью 425 км с двумя насосными станциями — в Армавире и Ростове-на-Дону. По нему тракторный керосин доставлялся с кавказских нефтеперерабатывающих заводов в сельскохозяйственные районы России и Украины. В 1932 году продуктопровод в районе Конаково был подключен к нефтепроводу Грозный — Туапсе, переведенному к этому времени на перекачку тракторного керосина. (Трубопровод для перекачки нефти строился под руководством В. Г. Шухова и был введен в эксплуатацию в 1928 году.) По новой магистральной линии Грозный — Конаково— Армавир — Никитовка протяженностью 879 км с шестью насосными станциями осуществлялась перекачка тракторного керосина, с 1946 года, впервые в России, — последовательная перекачка автомобильного бензина и дизельного топлива. При строительстве продуктопровода впервые в мировой практике наряду сгазовой, была применена электродуговая сварка труб. Вместе с тем при сооружении трубопровода по-прежнему значительной оставалась доля ручного труда: металлическими щетками зачищали трубы от окалины, с помощью квачей и полотенец покрывали каменноугольным пеком и битумом. Сваренный трубопровод опускался в траншею с помощью ваг и треног. Внедрением способа последовательной перекачки автомобильного бензина и дизельного топлива занимались инженеры А. А. Кощеев (1930 — 1932) и Д. А. Черняев (конец 30-х), научные основы сложной технологической операции были разработаны профессором В. С. Яблонским. В настоящее время по одной линии трубопровода последовательно перекачивается более десятка нефтепродуктов разных сортов. Интенсивное развитие промышленности СССР в течение двух первых пятилеток (1928 — 1937) вызвало дальнейший рост нефтедобычи, нефтепереработки и транспорта нефти и нефтепродуктов. В 1941 году добыча нефти в стране составила 31 млн тонн. Это огромное по тому времени количество нефти требовалось переправить на нефтеперерабатывающие заводы, получить товарные нефтепродукты и доставить их потребителям. В довоенный период в стране было сооружено лишь 2500 км трубопроводных магистралей. К 1941 году в промышленной эксплуатации находилось 4100 км магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов с суммарной подачей 7,9 млн тонн в год. Диаметры трубопроводов не превышали 325 миллиметров. Для перекачки нефти и нефтепродуктов использовались плунжерные насосы с приводом от стационарных дизельных двигателей. В 1934 году были образованы Наркомат топливной промышленности и Главное управление по сбыту нефти и нефтепродуктов (Главнефтеснаб) в его составе. В начале 1940 года создан Наркомат нефтяной промышленности СССР, в его структуре сформирован Главнефтесбыт во главе с Я. С. Широковым. Год спустя Главнефтесбыт был выведен из состава Наркомата нефтяной промышленности и переименован в Главнефтеснаб СССР с непосредственным подчинением Совнаркому СССР. С созданием в 1939 году института «Нефтепроводпроект» (впоследствии «Гипротранснефть» и «Гипротрубопровод») резко повысилось качество проектирования и сооружения трубопроводов. По мере увеличения объемов строительства магистральных трубопроводов институт открывал свои филиалы в Киеве, Ленинграде, Тюмени, Томске. В послевоенные годы институт разрабатывал проекты полевых магистральных трубопроводов военного назначения, в конце 60-х — в основном проектировал нефтепроводы.