Системы газораспределения - газопотребления (СГРГП). Прошлое, этапы развития, современное состояние, развитие

Введение

Начало формирования трубопроводного транспорта в Российской Федерации относится к окончанию 19 века. Нефтепромысел в производственных масштабах велась, как правило, в Баку. РФ давно проявляла интерес к его нефтяным промыслам. С момента Персидского похода Петра Первого в 1723 году по соглашению с персидским шахом к Российской Федерации отошли Баку и расположенные рядом территории.
Примерно с этого момента начинается история становления трубопроводного транспорта России.
Цель работы – исследовать историю систем газораспределения (прошлое, основные этапы развития, современное состояние и развитие.
Для достижения поставленной цели, решались следующие задачи:
Исследовать исторические события, предшествующие появлению трубопроводного транспорта;
Изучить значимые для истории становления трубопроводного транспорта события;
Проанализировать современное состояние систем газораспределения.


Первые шаги


Начало формирования трубопроводного транспорта нефти в Российской Федерации относится к окончанию 19 века. Нефтепромысел в производственных масштабах велась как правило в Баку. РФ давно проявляла интерес к его нефтяным промыслам. С момента Персидского похода Петра Первого в 1723 году по соглашению с персидским шахом к Российской Федерации отошли Баку и расположенные рядом территории. Но в 1735 г. их пришлось возвратить. Совсем районы "перебежали" во владение РФ по Гюлистанскому договору в 1813 г.
По мере растущего спроса на углеводороды изыскивались всё новые методы ее извлечения. Приблизительно в XV веке обширное применение получил, так называемый, колодезный метод. Например, в районе Баку на Балаханской площади, был найден колодец с глубиной приблизительно 35 метров. В самом колодце был найден валун, надпись на котором говорила, что его соорудил в 1594 г. Мамед Нур-оглы. Тверской негоциант и путник А. Никитин около 2-ух лет (1466 — 1467гг. ) трудился на промыслах Баку, рыл нефтяные колодцы и от туда черпал нефть. Так, на момент 1825 года в Баку из 120 колодцев было добыто более 4 тысяч тонн углеводородов, а на 1862 г. из 220 колодцев — более 5,5 тысяч тонн [3].
1723 год. По распоряжению Петра Первого в Москву была перевезена тысяча пудов «белой нефти» из Баку, которую столичная аптека перегоняла и употребляла для производства бальзамов.
1823 год. Крепостные люди графини Паниной выстроили около города Моздока одну из первых нефтеперегонных установок, на которой выпускали «светлое масло» для осветительных и лечебных потребностей.
Сначала 19 века руководителем Бакинских нефтяных промыслов был Воскобойников Н.И. Именно под его управлением в 1846 г. на нефтяном месторождении Биби-Эйбат было начато бурение 2-ух скважин, оконченное в 1847 г. инженер-майором Алексеевым.
Только через тринадцать лет, в 1859 г., в США пробурили всем известную 1-ую скважину на нефть.
Однако, мало кто знает, что человек, который вёл буровые работы - бывший ж/д кондуктор Эдвин Брейк. В 1858 г. в Пенсильвании была выкопана весьма глубокая открытая шахта, где со дна велось бурение.
В момент когда бур достигнул глубины двадцати метров, из скважины получили притоки нефти. Фуррор Эдвина Брейка стал началом развития нефтяной индустрии в США. Для извлечения бура с 1858 г. при ударном бурении стали применять паровую машинка, а в 1889 г. Чепмен изобрел установку для роторного бурения с механическим приводом.
1853 год стал годом первоначального роста спроса на углеводороды. Львовские аптекари разработали конструкцию керосиновой лампы, послужившей толчком для роста размеров нефтедобычи [6].
В соответствии с проектом и чертежам Н. И. Воскобойникова в 1837 году в Балаханах был воздвигнут 1-ый на Кавказе нефтеперегонный завод, где по новой для тех пор технологии на протяжении 2-х лет было получено около 20 тонн керосина. 2-ой нефтеперегонный завод выстроил в 1860 году нефтепромышленник Кокорев В. А. Заводская продукция «фотонафтиль» - или осветительное масло - стал первым конкурентом американскому керосину, который поступал на рынки РФ с 1863 года.
В следующее время с ростом размеров нефтедобычи увеличивалось количество нефтеперегонных заводов, часто достаточно простых. Если в 1872 г. действовала только одна скважина, к 1900 г. - более 1700. Сначала скважины бурились вручную, вращательным методом, потом пришла эра ударно-штангового бурения с использованием парового привода - 1-ая установка вращательного бурения была воздвигнута в Баку с буровой вышкой 15 метров в высоту в 1902 г.
Из всего размера добываемой в Российской Федерации нефти с Бакинского района приходилось приблизительно 95 %. Число нефтеперегонных заводов к весне 1873 г. (в том числе небольших) превысило 80 единиц. Стала зарождаться трудность разработки методов транспорта нефти и товаров ее переработки.
Первый трубопровод


Особенным событием в истории развитии трубопроводного дела на территории Российской Федерации стало строительство первого магистрального нефтепродуктопровода, который стал первым магистральным трубопроводом в нашем государстве. По тем меркам трубопровод был наикрупнейший в мире, так называемый, керосинопровод Баку — Батуми. Его история сооружения может поведать множество проблем.
В 1878 г. правительство отказалось от предложения российского инженера Илимова И. П. о прокладке нефтепровода "Баку — Батуми". Бакинские нефтяники делали все, что было в их силах, чтоб не допустить сооружение второго, который мог бы конкурировать с центром переработки нефти. Незначительный объём нефти перевозился в Батуми в ж/д цистернах, которые, к слову, тоже были в первый раз разработаны великими русскими инженерами.
Только в 1897 г. началось строительство керосинопровода "Баку — Батуми". Проектные работы были под управлением Н. Л. Щукина, сооружение возглавлял инженер Е. Веденеев. Керосинопровод вводился в эксплуатацию по участкам. Праздничное открытие 1-ого участка "Михайлово — Батуми" с протяженностью 228 километров и 8 дюймов диаметром произошло 2 июня 1900 г. [5].
Целиком керосинопровод "Баку — Батуми" длинной 883 километров введен в работу в 1906 г.. Снаряженный передовой техникой, Бакинский керосинопровод для тех пор являлся самым протяженным трубопроводом в мире. Российские инженеры без помощи других управлялись с решением трудных технических задач, так как американские нефтедобывающие организации отказали в продаже оборудования и оказании поддержки. На некоторых перекачивающих станциях (ПС) керосинопровода в первый раз в мировой практике были установлены ДВС (двигатели внутреннего сгорания) взамен паровым машинам. Разрабатывалась концепция укладки труб, у каких толщина стенки уменьшалась ступенчато по длине участков меж смежными перекачивающими станциями (по мере уменьшения рабочего давления в трубопроводе), но в процессе строительства инженерная мысль не получила подабающей реализации. Всего на керосинопроводе имелась 21 перекачивающая станция. Места их расположения определялись графоаналитическим способом С. Г. Войслава. Данный способ и доныне остается главным при гидравлическом расчете трубопроводов. Годичная подача керосина по трубопроводу составляла в среднем 980 тыс. тонн, более высочайший годичный размер перекачки отмечен на уровне 1056 тысяч тонн. Магистральный керосинопровод "Баку — Батуми" строился в трудных горных условиях, пересекал Кавказские горы в районе Сурамского перевала.
В итоге, 10-летие ОАО «АК «Транснефтепродукт» (14 сентября 2003 года) совпало с 106-й годовщиной с начала сооружения магистрального трубопроводного транспорта (МТТ) для нефти в Российской Федерации.
Трубы первых трубопроводов имели поперечное сечение от 75 до 150 мм и толщину стенок 8 мм при длине 6,1 м, соединялись в линию при помощи особых резьбовых муфт. Рабочее давление нефтепроводов составляло 2,4 — 2,8 МПа. Заранее трубы испытывались давлением 7,7 — 11,4 МПа. На концах труб и внутри муфты нарезалась коническая резьба треугольного профиля. 1-ые в Российской Федерации трубопроводы проходили часто по поверхности земли. Используемое в то время твердое сборно-разборное соединение труб в отличие от современного не дозволяло восполнить изменение длины труб при поворотах относительно друг дружку и перепадах температуры. Потому для возмещения температурных напряжений 1-ые сборно-разборные нефтепроводы укладывались на местности по волнистой кривой.
Внутреннее поперечное сечение труб керосинопровода "Баку — Батуми" составлял 204 мм, толщина стенок — 8 мм, длина трубы — 5,33 метра. Выполнялись трубы на предприятиях в Екатеринославе, Мариуполе, Сосновице и пр. Они изготовлялись со швом внакладку («печной» сваркой) .
Для сокращения размеров земельных и транспортных работ трасса трубопровода выбиралась вдоль ж/д путей. Трубы доставлялись к пунктам складирования на ж/д площадках и дальше развозились вдоль дороги на конных тележках. Потом они соединялись в некоторые участки, подвергались гидравлическому испытанию и только после его удачного окончания собирались в сплошную линию. Испытание велось водой при давлении 12 МПа. При расчетном рабочем давлении в 4,0 — 5,4 МПа керосинопровод имел достаточно большой запас прочности, около 2,2 — 3,0. Герметичность соединений достигалась лишь за счет уплотнения резьбы, потому в некоторых соединениях неминуемы были утечки. Например, в 1902 — 1905 годы в общей сумме они составили 0,61 — 0,79 % от полного количества перекаченной нефти [2].
По мере сборки трубопровод укладывали на поверхность почвы либо в траншею недалеко от полотном Закавказской ж/д рутей на глубину более 0,8 метра от уровня подошвы рельса и засыпали песком и щебнем

. Если возникала надобность пересечь ж/д пути, под ней в качестве защитного кожуха укладывали гофрированную трубу с диаметром 0,53 метра. Из 883 км нефтепровода 300 были проложены по солончаковой местности на каменных опорах с древесными подкладками. Чтоб исключить огромные проливы керосина в случае разрывов труб, через все 2,4 — 4,8 км (зависимо от характера профиля дороги) на керосинопроводе устанавливались задвижки.
В 1930 г. керосинопровод "Баку — Батуми" был переоборудован для перекачки нефти, а в августе 1942 г. демонтирован в связи с угрозой прорыва нацистких войск на данном направлении и необходимостью использования труб для строительства продуктопровода "Астрахань — Саратов".
Почти все технические решения, которые были разработаны при проектировании первого российского магистрального керосинопровода, стали традиционными и обширно употребляются в современном сооружении трубопроводов - как в нашем государстве, так и заграницей.
Трубопроводный транспорт XX века


Сначала 20 века сооружение трубопроводов приобретает принципиальное значение для вооруженных сил и флота. В 1896 г. в Военном министерстве Российской Империи решали вопрос об отводе земель инженеру Глушкову Е. В. под сооружение нефтепровода. Получив концессию, инженер не сумел найти средства ни в Российской Федерации, ни заграницей.
Бурный рост индустрии добивался все более широкого применения нефти в качестве источника энергии, что при этом стимулировало развитие МТТ, но в Российской Федерации данный процесс шёл крайне медлительно.
В 1912—1914 г. США, как это водится, существенно опережали Российскую Федерацию по добыче нефти и, преимущественно, благодаря развитию сооружения нефтепроводного транспорта - по трубопроводам перекачивали около 30 млн тонн нефти за год. В Российской Федерации магистральные трубопроводы переправляющие углеводороды из районов нефтедобычи непосредственно в центральные регионы, где потреблялась нефть, на тот момент не были ещё проложены. Продуктопровод "Баку — Батуми" был нацелен исключительно на перекачку экспортных углеводородов, объёмы поставок которого зарубеж с 1905 г. из-за проблем сбыта начали существенно снижаться. Позже данный керосинопровод переоборудовали под перекачку нефти.
Лишь в июле 1914 г. в нашем государстве был введён нефтепровод "Суровый — Порт Петровский" - сейчас Махачкала - длинной 162 километра, поперечным диаметром 203 мм с 4-мя насосными станциями. Потом трубопровод подвергся переобустройствам, и с 1933 г. по нему исполнялась подача нефти в противоположную сторону — от Махачкалы - в Суровый.
В тот же период были построены нефтепроводы "Туха —Краснодар" (длинной 102 км, поперечным сечением 203 мм) и "Доссор — Ракуша — Каспий" — соответственно 154 километра и 152 мм.
Суммарная протяженность нефтепроводов (включая промысловые), построенные в Российской Федерации до 1917 г., составляла приблизительно 1300 км, а суммарная подача нефти - 2,5 млн т. в год.
1-ые трубопроводы характеризуются по своей конструкции как:
А. Сборно-разборные;
Б. Ручной сборки.
И лишь при сооружении нефтепроводов "Суровый — Туапсе" и "Баку — Батуми" в 1926—1930 гг. была применена газовая электросварка. Примерно в тот же период возникли сварные трубопроводы в других странах [1].
Декретом Совета Народных Комиссаров в 1918 году была национализирована вся нефтяная индустрия. Основное управление по горючему ВСНХ ( Всероссийский Совет Народного Хозяйства) производило управление всей топливной индустрией, как и добычей/переработкой нефти. Управление нефтяной индустрией по регионам возлагалось на тресты, которые подчинялись ГУТ.
Цели снабжения народа нефтью решал организованный в этот же год при Главном управлении Нефтеторг, перевоплощенный потом в Нефтесиндикат. Руководителем был назначен Ломов Г. И..
Снабжение приобрело более централизованный характер, строилось по 3-хзвенной системе - Нефтесиндикат - территориальные конторы - нефтебазы и нефтесклады. С 1922 г. в обязанности Нефтесиндиката вошли поставки нефти на зарубежный рынок. В 1929 году Нефтесиндикат стал именоваться Объединением «Союзнефть» — то есть предшественником Главнефтесбыта.
Во время с 1917-1941 год. сооружение нефтепроводов продолжалось, однако, скудные средства не дозволяли производить работы желаемого масштаба [4].
Индустриализация государства и коллективизация для сельского хозяйства создали условия предстоящему росту добычи углеводородов, надобность прокладки новых транспортных артерий.
Например, к 1929 г. в государстве было примерно 35 тракторов, в 1930 — 72, а к окончанию 1-ой пятилетки — уже 200 тысяч. Для обеспечения техники бензином в 1931 г. был построен нефтепровод "Армавир — Никитовка" поперечным диаметром 325 мм и длинной 425 километров с 2-мя насосными станциями — непосредственно в Армавире и в Ростове-на-Дону. По нему требуемая нефть доставлялась на кавказские предприятия для переработки нефти и представлялась к отправлению в сельскохозяйственные районы современной РФ и Украины. 1932 год ознаменовался тем, что продуктопровод в Конаково был включен в систему нефтепроводов "Суровый — Туапсе", переведенному к данному моменту на транспортировку тракторного керосина. Трубопровод для транспортировки углеводородов строился под управлением Шухова В. Г. и был введён в эксплуатацию уже в 1928 г.)
По новому нефтепроводу "Суровый—Конаково—Армавир—Никитовка" длинной 879 километров с 6 насосными станциями исполнялась перекачка тракторного керосина, а с 1946 г., в первый раз в Российской Федерации запустили поочередную перекачку автобензина и дизеля. При сооружении трубопровода в мировой практике (вместе с газовой) впервые была использована электродуговая сварка труб. При этом при строении трубопровода как и раньше значимой оставалась доля ручного труда: металлическими щетками зачищали трубы от окалины, при помощи квачей и полотенец покрывали каменноугольным пеком и битумом. Сваренный трубопровод опускался в траншею при помощи ваг и треног [7].
Для перекачки нефти использовались, как правило, плунжерные насосы, имеющие привод стационарных дизельных двигателей. В 1934 г. были сформированы Наркомат топливной индустрии и Основное управление сбыта нефти (Главнефтеснаб). С начала 1940 г. был организован Наркомат нефтяной индустрии Советского Союза, а в его структуре создан Главнефтесбыт под руководством Широковым Я. С. Год спустя Главнефтесбыт вывели из состава Наркомата и переименовали в Главнефтеснаб СССР с подчинением Совнаркому СССР.
С момента создания в 1939 г. института «Нефтепроводпроект» (сегодня «Гипротрубопровод») значительно повысилось качество проектирования и строительства трубопроводов. Пропорционально росту размеров сооружения магистральных трубопроводов институт создавал свои филиалы в Тюмени, Киеве, Томске и Ленинграде. В послевоенные годы данное предприятие разрабатывало проекты сооружения полевых трубопроводов армейского предназначения, а уже в 1969 году — проектировал, как правило, нефтепроводы.
Военные годы


Сложным периодом для инженеров-строителей и обслуживающего персонала магистральных нефтепроводов были годы ведения Великой Отечественной войны. Прежде чем война наступила почти все опытные сотрудники Главнефтеснаба были откомандированы непосредственно в Управление снабжения горючим (сокращённо - УСГ) для восполнения его специалистами с квалификацией. В числе их был руководитель Главнефтеснаба Кормилицын М. И., который был назначен в 1941 г. заместителем, а на 1942 год - руководителем УСГ.
Как специалист системы Главнефтеснаба Никитин В. В. поначалу был ориентирован в УСГ как вольнонаемный служащий, а потом зачислен в основной кадровый резерв армии с дальнейшим присвоением военного звания инженера III-го ранга. На протяжении тридцати лет Никитин В. В. стоял во главе Центрального управления ракетного топлива СССР, после чего стал генерал-полковником. Структура УСГ также приняла следующих профессиональных специалистов, как Игрицкий И. Б., Корчагин Н. Я., М. Е. Пирятинский, А. И. Вишневский, Я. А. Коган, М. В. Медведев и иные. После завершения войны почти все из них возвратились в систему Глафнефтеснаба. В сумме за время войны Армией было израсходовано около 16,5 млн тонн топлива [4].
Великая Отечественная стала грозной школой для управления государства и органов нефтепродуктообеспечения в условиях Красной Армии, да и гражданского сектора экономики. Уже 1-ые дни войны продемонстрировали, что развитию трубопроводного транспорта продукции нефтепереработки в плане обороноспособности государства не уделяли подабающего внимания.
Существенная доля нефти в качестве резерва была сконцентрирована у западных границ СССР. Когда встал вопрос эвакуирования, единственным видом транспорта, на теоретическом уровне который мог бы выполнить переброс этих припасов вглубь государства, был ж/д. Однако, из-за его перегрузки и налетов вражеской авиационной техники львиную часть горючего оставили противнику.
В случае наличия же продуктопроводов эвакуирование продукции нефтепереработки могло быть полностью осуществимо