CC BY
270
УДК 622.692.6
ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ РОССИИ КОНЦА XIX - НАЧАЛА XX ВЕКА
А.И. ИВАНОВ, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа А.А. НИКИШИН, аспирант кафедры транспорта и хранения нефти и газа О.А. МАКАРЕНКО, д.т.н., проф. кафедры транспорта и хранения нефти и газа ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет (Россия, 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1). E-mail: [email protected]
В работе рассмотрены основополагающие проекты трубопроводного транспорта в России. Отражена деятельность ведущих лиц, осуществлявших проектирование и сооружение первых трубопроводных систем.
Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, транспорт, трубопроводный транспорт.
Первые предложения и попытки создания трубопроводов принадлежат нефтяникам США и датируются началом 1860-х годов. В тот же период в России проводилась работа по обоснованию и определению целесообразности сооружения подобных конструкций в отличие от западных коллег, которые предпочитали расчетам практику сооружения. Так, в 1863 году русский ученый Д.И. Менделеев предложил идею использования трубопровода при перекачке нефти и нефтепродуктов, объяснил принципы строительства трубопровода и представил убедительные аргументы в пользу данного вида транспорта.
С разработкой проектов трубопроводов началось развитие производства труб. Первые станы печной сварки труб в России появились еще в 70-е годы XIX века, когда помимо чугунных труб, главным образом использующихся для водопроводов, стали изготавливать и железные трубы для различных отраслей промышленности, подъем которой уже стал намечаться.
Начало промышленного производства сварных труб в России относится к 1880-м годам, притом что первый стан печной сварки труб внахлест был установлен в России в 1875 году в Петербурге. В этом время в Европе уже давно существовал аналогичный способ изготовления труб. В России первоначально трубы производили методами печной сварки внакладку. При изготовлении труб внакладку у листа железа скашивают кромки, чтобы при свертывании в трубу в месте шва при сварке не было утолщения.
Лист нагревали до светло-красного каления и пропускали через чугунную матрицу особой формы (вначале плоской, потом постепенно переходящей в круглую), причем лист свертывался в трубу. Затем ее нагревали до сварочного жара в другой печи и пропускали на оправке через валки особой конструкции: два желобчатых по форме трубы валка-диска вращаются в вертикальной плоскости, а непосредственно за ними два таких же - в горизонтальной; при этом заготовка сваривалась. Но достаточно часто заготовка с первого раза не сваривалась, и ее приходилось пропускать таким образом два и более раза для того, чтобы произошла сварка. Далее полученная труба правилась, для чего она пропускалась или через волочильное отверстие из белого чугуна, или между двумя наклонно друг к другу поставленными валками формы
однополого гиперболоида. Диаметр таких труб в России в начале ХХ века доходил до 700 мм.
В конце 1878 года на Апшеронском полуострове был введен в эксплуатацию первый российский нефтепровод протяженностью около 10 км для перекачки нефти от Балаханского месторождения на нефтеперерабатывающие заводы Баку (фото 1).
Нефтепровод имел протяженность около 10 км (8,5 версты) и диаметр 3 дюйма (7,62 см). Стальные трубы нефтепровода были соединены с помощью муфт и нарезных концов. Нефтепровод мог перекачивать с помощью парового насоса до 80 тыс. пудов (1280 т) нефти в сутки. До конца 1878 года по нему было прокачано 841 150 пудов нефти, но уже в 1879 году — 5 583 млн пудов. Если в 1876 году фирма Нобелей вывезла из Баку 6 тыс. 248 пудов керосина, то в 1879 году - 551 428 пудов керосина и 466 673 пуда нефтяных остатков. Нефтепровод позволил снизить-транспортные расходы на 95%, а окупился уже через год.
Проект трубопровода был разработан знаменитым инженером В. Г. Шуховым (фото 2).
Нефтепровод строился под его непосредственным техническим руководством. В дальнейшем Шухов разработал теоретические и практические основы проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов. В статье «Нефтепроводы» (1884) и книге «Трубопроводы и их применение в нефтяной
|Фото 1. Первый в России нефтепровод Балаханы - Черный город
Фото 2. В. Г. Шухов. Фото 1920 года
промышленности» (1894) В.П Шухов привел точные математические формулы для описания процессов протекания по трубопроводам нефти, мазута, создав классическую теорию нефтепроводов.
В 1907 году в России был построен магистральный трубопровод длиной 883 км из Баку до черноморского порта Батуми. Техническое руководство разработкой и строительством нефтепровода осуществляла Экспертно-техническая комиссия Госплана СССР, которую возглавлял академик В.П Шухов. Автором проекта и главным руководителем строительства был инженер А.В. Булгаков. Первый проект нефтепровода Баку — Батуми был разработан В.П Шуховым еще в 1884 году, он предусматривал строительство нефтепровода диаметром 6 дюймов общей протяженностью 883 км с 35 промежуточными станциями. Но в дальнейшем на его основе был спроектирован керосинопровод меньшего диаметра, сооружавшийся с 1897 года вдоль Закавказской железной дороги (фото 3). Первые трубы на участки строительства начали поступать в 1898 году, сначала они доставлялись железнодорожным транспортом, а потом на телегах развозились вдоль всего строительства.
Для поощрения роста промышленности Министерство финансов Российской империи выдавало заказы еще не существующим заводам и по повышенным ценам, а под эти
I
Фото 3. Сооружение первых трубопроводов
заказы выдавались авансы для постройки заводов. Трубы по решению правительства изготавливались на российских заводах: мариупольском, сосновицком и екатеринос-лавском. Значительный заказ на трубы для керосинопровода Закавказской железной дороги на 160 км был сделан Министерством финансов Никополь-Мариупольскому обществу, перевезшему из Америки и собравшему в Мариуполе для выполнения одного этого заказа целый трубопрокатный завод.
Руководил процессом постройки трубопровода талантливый инженер Н.Л. Щукин, побывавший перед этим в США. Следует сказать, что именно он фактически заложил основы расчета и строительства трубопроводов, а также технических требований к качеству труб, выведших трубопрокатное производство России на принципиально новый уровень.
Еще до строительства Щукин подготовил жесткую регламентацию качества труб и их типоразмеров. Так, от заданных типоразмеров наружный диаметр мог быть увеличен лишь на 1,5%, внутренний - на 1%, а овальность допускалась не более 2 мм. Перед прокладкой трубы испытывались с рабочим давлением в 12 МПа. Длина трубы составляла 5,33 м, ее внутренний диаметр - 204 мм, а толщина стенки - 8 мм. Внутренний диаметр был рассчитан исходя из средней плотности керосина 820 кг/ м3 и рекомендуемой скорости течения 1,5 м/с. Толщина стенки была рассчитана при принятом рабочем давлении керосина 4,4-,2 МПа исходя из условий действия на нее радиальных сил при допустимом напряжении на растяжение металла 74,5 МПа.
После керосинопровода Баку-Батуми были построен еще ряд нефтепроводов, в результате чего общая их длина к 1914 году достигла 1147 км. Для сравнения: в США к этому году протяженность нефтепроводов составляла уже 14 тыс. км. В 1910-1911 годах были сооружены следующие нефтепроводы: Туха (Майкоп) - Краснодар диаметром 190 и 250 мм, Доссор-Ракуша (120 км), Ракуша - Море (34 км). 1914 году было завершено строительство нефтепровода Грозный - Петровск (Махачкала) длиной 162 км и диаметром труб 200 мм.
Несмотря на явные преимущества нефтепроводного транспорта, которые стали очевидны после запуска первых трубопроводов, развитие нефтепроводной системы в России шло медленно. Владельцы железных дорог, которые занимались перевозкой нефти, имели мощное лобби в правительстве, что тормозило развитие трубопроводного транспорта.
Вместе с тем отечественные разработки активно копировались и изучались новыми игроками мирового нефтяного рынка. Интересен также и тот факт, что все первые нефтепроводы мира, как российские, так и зарубежные, представляли собой надземные конструкции.
Стоит заметить, что развитие первых национальных нефтепроводов тормозило не только отсутствие опыта строителей или проблемы с механизацией, повлиял на и военные и революционные события 1920-х годов. Во время Первой мировой войны и Февральской революции 1917 года производство и сооружение трубопроводов в России, в том числе и для нужд нефтяной промышленности, фактически было прекращено в связи с переходом заводов на производство военной продукции.
68
ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
I
Рис. 1. Трасса нефтепровода Грозный-Туапсе
I
Фото. 4. Сооружение трубопровода Грозный - Туапсе
В результате до 1926 года строительство магистральных нефтепроводов практически не велось. Однако необходимость в эффективной транспортировке нефти была очевидна, особенно после возобновления роста объемов нефтедобычи. В результате в 30-40 годы ХХ века возобновилось активное строительство нефтепроводов на юге России. Основной целью была доставка нефти к берегам Черного и Каспийского морей.
Следующим большим шагом в развитии трубопроводного транспорта стало сооружение другого важного объекта - 618-километрового магистрального нефтепровода Грозный - Туапсе. Нефтепровод пересекал множество естественных препятствий (рис. 1).
Построен трубопровод был в 1927—1928 годах для транспортировки нефти из грозненского района нефтедобычи к побережью Черного моря в порт Туапсе (рис. 5).
Техническое руководство проектированием и строительством нефтепровода осуществляла экспертно-техническая
комиссия Госплана СССР под руководством академика В.Г. Шухова. При проектировании нефтяной магистрали для повышения пропускной способности нефтепровода были впервые использованы петли трубопровода, разработанные В.Г Шуховым. Большинство сооружений по линии нефтепровода спроектировано архитектором К.А. Дулиным. При строительстве нефтепровода использовались 10-дюймовые стальные трубы отечественного производства, а для соединения труб впервые в мире была применена электродуговая сварка труб большого диаметра.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. В. Г. Шухов - выдающийся инженер и ученый: Тр. Объед. научн. сессии АН СССР, посв. научн. и инж. творчеству почетного академика В.Г. Шухова. М.: Наука, 1984. 96 с.
2. Baku, an eventful history. James Dodds Henry. AyerPublishing, 1905.
3. Лисичкин С.М. Очерки по истории развития отечественной нефтяной промышленности. М.: Гостоптехиздат, 1954. 403 с.
4. Шаммазов А.М. История нефтегазового дела России: Учебник / А. М. Шаммазов, Р. Н. Бахтизин, Б. Н. Мастобаев, и др. - М.: Химия, 2001. - 315 с.
5. Кащеев А.А. Нефтепровод Грозный-Туапсе. М. Л.: ОНТИ, 1932.
6. Шаммазов А.М. История развития нефтегазовой промышленности: Консп. лекций / А.М. Шаммазов, Б.Н. Мастобаев, Р.Н. Бахтизин, Э.М. Мовсумзаде. Уфа, Изд-во Фонда содействия развитию научных исследований, 1999. 188 с.;
7. Мастобаев Б.Н. История развития трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов / Б.Н. Мастобаев, Р.Н. Бахтизин, А.Е. Сощенко, Т.В. Дмитриева. Уфа: Изд-во Фонда содействия развитию научных исследований, 1999. 60 с.
PIPELINE TRANSPORT OF RUSSIA OF LATE XIX - EARLY XX CENTURIES
IVANOV A.I., Cand. Sci. (Tech.), Associate Prof., Department of Transport and Storage of Oil and Gas
NIKISHIN A.A., Postgraduate Student of Department of Transport and Storage of Oil and Gas
MAKARENKO O.A., Dr. Sci. (Tech.), Associate Prof., Department of Transport and Storage of Oil and Gas
Ufa State Petroleum Technological University (USPTU) (1, Kosmonavtov St., 450062, Ufa, Republic of Bashkortostan,
Russia).
ABSTRACT
The paper discusses the basic projects of pipeline transport in Russia. It covers the activities of leading individuals carried out the design and construction of the first pipeline systems. Keywords: oil, oil products, transport, pipeline transport REFERENCES
1. V. G. Shukhov- vydayushchiysya inzhener i uchenyy: Trudy Ob»yedinennoy nauchnoy sessiiAkademii nauk SSSR, posvyashchennoy nauchnomu i inzhenernomu tvorchestvu pochetnogo akademika V. G. Shukhova [Shukhov -outstanding engineer and scientist: Proceedings of the Joint Scientific Session of the Academy of Sciences of the USSR, dedicated to the scientific and engineering creativity of honorary academician Vladimir Shukhov]. Moscow, Nauka Publ., 1984. 96 p.
2. Henry J. D. Baku, an eventful history. Ayer Publ., 1905.
3. Lisichkin S.M. Ocherki po istorii razvitiya otechestvennoy neftyanoy promyshlennosti [Essays on the history of the development of the domestic oil industry]. Moscow, Gostoptekhizdat Publ., 1954. 403 p.
4. Shammazov A. M., Bakhtizin R. N., Mastobayev B. N., Movsumzade E. M., Vladimirov A. I., Lapidus A. L., Karnaukhov N. N., Tskhadaya N. D. Istoriya neftegazovogo dela Rossii [History of Russian petroleum engineering]. Moscow, Khimiya Publ., 2001. 315 p.
5. Kashcheyev A. A., Nefteprovod Groznyy-Tuapse [Grozny-Tuapse pipeline]. Moscow-Leningrad, ONTI Publ., 1932. 6.Shammazov A.M., Mastobayev B.N., Bakhtizin R.N., Movsumzade E.M. Istoriya razvitiya neftegazovoypromyshlennosti
[History of oil and gas industry development]. Ufa, Fonda sodeystviya razvitiyu nauchnykh issledovaniy Publ., 1999. 188 p. 7. Mastobayev B.N., Bakhtizin R.N., Soshchenko A.Ye., Dmitriyeva T.V. Istoriya razvitiya neftegazovoy truboprovodnogo transporta nefti i nefteproduktov [The history of the development of oil and gas pipeline transportation of oil and petroleum products]. Ufa, Fonda sodeystviya razvitiyu nauchnykh issledovaniy Publ., 1999. 60 p.
