Трубопроводный транспорт нефтепродуктов: плюсы, виды трубы

Сегодня транспортировка газа и нефтепродуктов оказывает большое влияние на развитие России и других стран. Для этого можно использовать практически любые виды транспорта, но наиболее распространенным является трубопроводный транспорт.

Чтобы понять, почему трубопровод используется для поставок газа и нефти практически на весь мир, необходимо ознакомиться с его характеристиками, преимуществами и недостатками.

Общая информация

Для начала следует отметить, что все трубопроводы делятся на три группы:

Подземные газопроводы.
Нефть и нефтепроводы.
Трубы насосных компаний.

Особенность этого вида транспортировки сырья заключается в высоком давлении, при котором осуществляется весь процесс. Поэтому трубы, работающие с маслом, как правило, испытывают давление 4,0-6,4 МПа, а газопроводящие устройства — до 7,0 МПа. В связи с повышенным давлением на трубы в последнее время началось производство трубопроводов, способных выдерживать нагрузки до 10 МПа и более.

В связи с тем, что трубопроводы обычно имеют большую протяженность (несколько десятков тысяч километров), для их диагностики устанавливаются многочисленные средства их диагностики, расположенные непосредственно возле устройства. Эти диагностические инструменты:

Линейные конструкции (петли, линии связи, станции защиты от коррозии и др).
Насосные станции — строятся каждые 400-600 км трубопроводов.

Преимущества трубопроводного транспорта

К преимуществам использования газонефтепроводов можно отнести следующие параметры:

Низкая стоимость транспорта (по сравнению с другими видами транспорта).
Минимальные вложения в транспортировку грузов из одной точки в другую, а также быстрый износ устройства при его постройке.
Возможность создания кратчайшего маршрута доставки сырья — трубопровод можно проложить в любом направлении и на любом расстоянии.
Короткие сроки строительства.
Бесперебойная и своевременная доставка продукции в торговые точки вне зависимости от климатических условий (погода, температура, осадки и т.д.).
Практически весь транспортный процесс автоматизирован.
При перекачке утечки газа и нефтепродуктов практически отсутствуют.
Возможность транспортировки нескольких видов газа или нефтепродуктов одновременно по одному трубопроводу.
Возможность увеличения производительности устройства за счет строительства насосных станций и вторичных трубопроводов (петель).
Интенсивная работа в течение года (возможны короткие остановки в случае аварии или диагностики).
Возможность комплексно контролировать все элементы трубопровода и устройства в целом.
Снизить нагрузку на традиционные виды транспорта.
Простота использования и надежность.

Все вышеперечисленные преимущества сделали трубопровод одним из самых развитых и распространенных способов транспортировки сырья в мире. Кроме того, на рост спроса повлияло открытие новых нефтегазовых месторождений, которые находились на большом удалении от точек переработки и продаж.

Недостатки

Несмотря на большое количество преимуществ, трубопроводный транспорт имеет также следующие недостатки:

Строительство устройства требует больших капитальных вложений. Это делает целесообразным строительство трубопровода только при стабильных и регулярных поставках нефтегазовых продуктов.
Заполнение трубы газом, маслом или другим сырьем также требует значительных материальных затрат. Особенно это ощущается в ствольных устройствах, где высокие затраты связаны с большим расходом металла, низкой скоростью движения сырья (обычно не более 10 км / ч) и другими факторами.
«Жесткость» тракта устройства, поэтому требуются дополнительные капитальные вложения для снабжения продуктом новых выходов.
Узкая специализация: этот метод транспортировки специализируется в первую очередь на поставках нефти и газа.
Возможность нанесения ущерба окружающей среде, особенно если речь идет о подводном трубопроводе, выбросы которого негативно влияют на состояние воды и ее обитателей.
Сложность (а в некоторых случаях и отсутствие) прокладки маршрута в регионах со сложным рельефом.

Сегодня основная проблема этого вида транспорта заключается в том, что потребности потребителей нефти постоянно растут и увеличить объемы поставляемого груза не так-то просто. Это можно сделать, увеличив давление в трубах или заменив их новыми большего диаметра. В России диаметр таких труб в большинстве случаев составляет 1020 мм, а в некоторых других странах эти размеры превышают 2000 мм. При замене труб на более широкие возникает новая проблема — необходимость новых затрат на выемку грунта и замену труб (помимо стоимости самого устройства). Поэтому государство до сих пор не решилось на этот шаг.

Повышение давления также является рискованным решением, так как труба может потрескаться и сломаться, что приведет к большой потере сырья, затратам на ремонт, а также приостановке доставки сырья до точки продажи или переработки (что также потребует дополнительных затрат).

Для чего это?

В 90% случаев конвейерный транспорт используется для реализации:

Газ.
Масло.
Аммиак.
Этанол.

Транспорт аммиака и этанола, в отличие от газа и нефти, имеет ряд характеристик. Например, для аммиачного трубопровода требуются трубы с дополнительными стенками, между которыми заливается азот. В этом случае толщина стенки может составлять до 15 мм.

Этанол транспортируется только по трубам в Бразилию и США. Дело в том, что это вещество негативно влияет на состояние труб (вызывает коррозию, впитывает воду со стенок конструкции). К тому же такой трубопровод мало пользуется спросом, и его строительство попросту заблокируют.

Улучшение транспортировки нефти по российскому трубопроводу

Как известно, трубопроводный транспорт финансово выгоден по сравнению с другими способами доставки нефти. Формирование нефтепроводов на территории бывшего Советского Союза происходило по особым принципам размещения участков добычи и переработки нефти. Идея использования первого трубопровода для перекачки нефти и нефтепродуктов принадлежит русскому ученому Д.И. Менделееву. Именно он в 1863 году убедил общественность в преимуществах этого вида транспорта и объяснил, как именно он должен быть построен. Первым советским транспортом такого типа считается нефтепровод, построенный на Апшеронском полуострове для доставки нефти с Балаханского месторождения на бакинские нефтеперерабатывающие заводы. Его длина составляла всего 12 км, а диаметр труб — 75 мм. Проект принадлежит выдающемуся российскому инженеру В.Г. Шухову. В начале 21 века общая протяженность газопроводов из района Баку составляла 230 км. Ежегодно они поставляют около миллиона тонн продукции.

К 1917 году было построено несколько газопроводов, общая протяженность которых составила 1300 км, а средний размер трубы — 197 мм. Однако в те годы трубопроводы не могли конкурировать с развитым железнодорожным транспортом. Например, в 1913 году по трубопроводу Баку-Батуми перекачивалось всего 6% от общего объема дистиллированной нефти.

Ускоренное развитие российского газотранспортного транспорта началось после освоения Татарского, Башкирского и Самарского месторождений. Первый подземный трубопровод Уфа-Ишамбай появился в 1936 году. Его длина составляла 168 км, а диаметр труб — 300 мм.

Он был предназначен для перекачки нефтепродуктов из «второй бакинской» скважины, проложенной на Уфимском НПЗ.

После освоения месторождений Западной Сибири строительство нефтепроводов получило новый виток.

Добыча нефти в этих регионах все больше разделялась региональным распределением добычи и переработки нефти, которая перемещалась в центральную часть России, Среднюю Азию и южные районы Сибири. Этот факт стал причиной переброски в этот район больших потоков нефти.

Начали строиться все более длинные и большие трубопроводы; Кроме того, в несколько раз сократились сроки строительства насосных станций и трубопроводов.

Этот вид транспорта приобрел большое значение при освоении месторождений Тюменской области. После увеличения добычи нефти в Западно-Сибирском регионе центральная часть России превратилась в основное направление транспортировки. В 1970-е годы произошел скачок в развитии трубопроводного строительства. Транзитные трубопроводы огромной длины имеют диаметр 1000 и 1200 мм. При этом под землей проложено 3,5 тыс. Км последних трубопроводов диаметром 720 и 1220 мм. Их количество составляло 70% от общей массы магистральных газопроводов. По подземным трубопроводам передано до 85% от общего грузооборота.

Магистральный транспорт газопроводов сегодня

Как известно, создание современной трубопроводной транспортной системы длилось несколько десятилетий. В их схему были включены технические средства более чем одного поколения.

Поэтому на данный момент все еще используется оборудование, произведенное в разное время разными компаниями и с разной технической документацией.

Неудивительно, что устаревшее оборудование, имеющее разные типы, но одинаковое функциональное назначение, делает систему менее надежной и требует больших трудозатрат и финансовых затрат на ее ремонт и обслуживание.

Качество труб, производимых в России, оставляет желать лучшего по сравнению с зарубежными аналогами. Лишь четверть из них соответствуют международным стандартам. Главный недостаток — недостаточное количество труб большого диаметра, которые сегодня пользуются большим спросом на российском рынке.

Будущее газопровода в России

Если учесть особую важность трубопроводного транспорта для экономики России, транспортные ограничения могут превратиться в одно из серьезных препятствий на пути реализации долгосрочных целей промышленной политики государства.

В связи с отсутствием развитой трубопроводной инфраструктуры в восточных регионах России разработка перспективных нефтяных месторождений в регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока, играющих огромную роль в развитии экспорта нефти в государства АТР, продвигается слишком медленно.

Поэтому создание и развитие нефтепроводной отрасли в России является наиболее актуальным направлением.

Особенности трубопроводного транспорта

Транспортировка по газопроводам обычно включает газо- и нефтепроводы. Прототипы трубопроводов — водопровод через бамбуковые трубы — известны с давних времен.

Первые трубопроводы были построены в середине 19 века в Америке. В России первые трубопроводы были построены в районе Баку и на Северном Кавказе в 1870–90-х годах по проекту русского инженера В. Г. Шухова.

Их диаметр составлял 100-200 мм, а длина превышала 1000 км.

Строительство газопроводов в основном началось в 20-30-е годы прошлого века. В нашей стране массовая промышленная добыча и прокачка природного газа началась после Великой Отечественной войны. Трубопровод — практически единственный вид магистральной и местной транспортировки данного вида грузов.

Широкое строительство и использование газопровода на протяжении последних 50 лет обусловлено значительными изменениями в энергетическом балансе страны, увеличением доли нефти и газа до 70-75%. Производство и потребление природного газа растут особенно быстрыми темпами.

В связи с тем, что основные месторождения нефти и газа в России расположены в северных и сибирских регионах, удаленных от потребителей, важность трубопроводного транспорта очень велика.

Техническое оснащение — трубопроводный транспорт представляет собой трубопровод, состоящий из сварных труб, как правило, из стали различного диаметра с антикоррозийным покрытием. Насосные станции с автоматическим режимом устанавливаются каждые 100–140 км. Груз в трубопроводе движется под давлением.

При перекачке газа компрессорные станции устанавливаются на линии на максимальном расстоянии 200 км друг от друга. К устройствам трубопроводного транспорта также относятся линейные узлы для подключения и разъединения параллельных или пересекающихся магистралей и перекрытия отдельных участков (в частности, для ремонта).

Транспортировка газопроводов делится на нефте- и нефтепроводы, магистральные, подводящие, резервуарные и газопроводы, магистральные и местные.

Транспортировка по трубопроводам эффективна на любые расстояния. Он в основном используется для газообразных и жидких нагрузок и для узкого диапазона твердых нагрузок. Транспортировка газопроводов характеризуется наиболее высокими темпами развития. В основном это касается развития трубопроводной сети.

Расширение трубопроводной сети было вызвано, в том числе, необходимостью отказа от транспортировки нефти и нефтепродуктов с железнодорожного, речного и автомобильного транспорта. Трубопроводную сеть необходимо расширять как единственный экологически безопасный и экономически выгодный способ транспортировки газа.

Особенностью работы трубопроводного транспорта является непрерывность транспортного процесса.

К основным технико-экономическим характеристикам и преимуществам трубопроводного транспорта можно отнести:

возможность повсеместной прокладки трубопроводов;
масса насосного размера;
наименьшая стоимость перевозки (если принять среднюю стоимость транспортировки за 100%, то по трубопроводам она составит 30%, по железной дороге — 80%, по автомобильным дорогам — 1600 %);
полная герметичность, что гарантирует абсолютную сохранность качества и количества груза;
полная автоматизация погрузочно-разгрузочных и перекачивающих операций;
меньшие начальные капитальные вложения;
независимость от климатических условий, а также отсутствие негативного воздействия на окружающую среду при надлежащей теплоизоляции;
более низкая себестоимость и более высокая производительность труда, что также связано с уменьшением количества людей, необходимых для выполнения перекачки;
большая эффективность работы на любом транспортном расстоянии по сравнению с другими видами транспорта.

Основные недостатки:

ограниченная специализация по типу нагрузки;
возможность утечки жидкостей или газов (экологическая проблема).

Технология эксплуатации трубопроводного транспорта характеризуется непрерывной перевалкой грузов.

Для увеличения производительности трубопровода, а иногда и просто для выполнения перекачки (например, особо вязких градусов той же нефти) возникает технологическая необходимость в изменении физико-химических свойств нагрузки, так как температурный режим, или вязкость, или другие характеристики при их производстве могут отрицательно сказаться на производительности подвижного состава. Поэтому в некоторых случаях необходимо проводить нагрев или понижение температуры, обезвоживание, перемешивание, дегазацию (разложение токсичных веществ, выделяемых химическими соединениями, на нетоксичные продукты) и другие действия.