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.