Применение новых технологий в транспортировке углеводородного сырья.Назад
Применение новых технологий в транспортировке углеводородного сырья.
ГАЛИЧАНИН Евгений Николаевич:
"Внедрение новейших технологий в области транспортировки и добычи углеводородов - важнейшая задача государства и бизнеса на сегодняшний день. В условиях жесткой конкуренции за энергетическое влияние, данная проблема становится основной среди стран производящих и экспортирующих углеводородное сырье. Для России, кроме того - это задача дальнейшего наращивания конкурентного преимущества в современном мире, где вопрос эффективности энергетического комплекса станы играет главенствующую роль в геополитическом аспекте. В настоящее время многие из российских инновационных компаний ведут активный научный поиск в этом направлении, пытаясь найти пути их внедрения в практической плоскости.
И это не случайно. Нефтяной экспорт рассматривается как важнейший фактор влияния на другие страны и, одновременно, как один из главных источников получения средств для дальнейшего развития экономики страны.
Не маловажную роль на экспортную политику России будут оказывать пропускная способность ее транспортных коммуникаций, стоимость и качество транспортного обслуживания возрастающих по объему и числу направлений перемещения нефтяных грузов.
Основными российскими перевозчиками нефти и нефтепродуктов являются трубопроводный и железнодорожный транспорт. Доля трубопроводного транспорта в суммарных перевозках всех нефтяных грузов составляет более 60 %, в том числе - более 90 % нефти, а доля железнодорожного транспорта - около 5 % нефти и 84 % нефтепродуктов. Роль трубопроводного транспорта в стратегических поставках российских нефтегрузов очевидна и является предметом политических исследований.
Экономические исследования снижения транспортных расходов представляется наиболее целесообразным проводить в области транспортировки нефтеналивных грузов другими видами транспорта.
Организация транспортных перевозок нефтегрузов в России такова, что около 90-95 % всех перевозок осуществляются с участием двух и более видов транспорта, а в транспортных узлах, являющихся стыковочными пунктами различных транспортных систем (железнодорожного, морского, речного и автомобильного транспорта), грузы находятся до 70% времени перемещения.
В этой связи, важнейшими направлениями управления работой транспорта являются: переход на инновационные, то есть наиболее экономичные и прогрессивные технологии, соответствующие требованиям нефтяного рынка, значительное повышение эффективности транспортного процесса, приведение технического потенциала транспортных отраслей в соответствие с потребностями нефтяной экономики в перевозках.
В условиях сформировавшегося в мире "рынка продавца", транспортная система, в рамках которой осуществляется перевозка нефти и нефтепродуктов, должна быстро и гибко реагировать на изменения рыночной конъюнктуры и обслуживать разнонаправленные нефтепотоки различной интенсивности, а это требует значительных инвестиционных вливаний в ее инновационное развитие.
Относительной мобильностью нефтеперевозок, как конкурентным преимуществом, обладает железнодорожный транспорт, занимающий ведущее место по объему грузооборота и эксплуатационной длине. Однако перевозка нефти по железной дороге составляет 30-33 % от конечной цены, в то время как стоимость транспортировки по трубопроводу - 10-15 %. Дисбаланс этих цифр определяет необходимость влияния в перспективе на развитие нефтеперевозок железнодорожным транспортом.
Что же необходимо предпринять в этом звене транспортировки? Со всей очевидностью следует заявить - кардинальных изменений в технической составляющей железнодорожного транспорта ожидать не приходится. А где же резервы? И они есть. Они кроются во внедрении так называемых транспортно-логистических зонах.
Суть их организации состоит в применении методологии логистики, при которой процесс доставки грузов представляется в виде логистической транспортной цепи (ЛТЦ), составными звеньями которой выступают все элементы транспортной инфраструктуры. Основой указанной методологии является интеграция всех функциональных схем, связанных с прохождением материальных потоков от производителя к потребителю и соответствующего информационного потока. Железнодорожный транспорт при этом, необходимо рассматривать как составную часть более крупной системы, т.е. логистической транспортной цепи.
В связи с трудностями решения задачи оптимизации, соотношение между зависимостью и независимостью элементов ЛТЦ целесообразно рассматривать с позиций синергии. В этом случае появляется возможность эффективного комбинирования отдельных звеньев ЛТЦ (портов, железнодорожных станций и др.) с целью получения более высокого эффекта для всей системы. С точки зрения системного подхода данная модель описывает процессы взаимодействия производства, транспортировки и потребления. Так как доставку грузов "точно в срок" нужно осуществлять с минимальными затратами трудовых, материальных и денежных ресурсов, при построении логистического канала грузопотоков, кроме системного подхода, должен быть реализован принцип оптимальности. Следовательно,
должны быть оптимизированы технологические и технические параметры системы. В конечном счете, применение логистического подхода должно быть подчинено максимальной эффективности.
Нами произведена попытка построения схемы и программы решения этой задачи.
На слайде No 1 изображена программа решения задачи, а на слайде No 2 результаты расчета экономической эффективности оптимизации перевозки нефтеналивных грузов применительно к станции Хабаровск.
Сл. No 1.
Сл. No 2
Собственно, из таблицы следует, что для ст. Хабаровск показатели составили: экономия транспортных расходов - 39%, экономия цены нефтеналивного груза - 11%, экономия парка локомотивов - 109 ед., экономия парка цистерн - 8532 ед., экономия времени доставки нефтеналивных грузов - 73%.
Наступила очередь поговорить о трубопроводном транспорте, а здесь, в отличие от железнодорожного транспорта, резервы скрыты, прежде всего, в инновационных технологиях производства и применения трубной продукции.
Главные направления этого движения - удешевление трубной продукции, сокращение затрат на строительно-монтажные работы, а также издержек связанных с дальнейшей эксплуатацией трубопровода.
Хотелось бы отметить, что в последнее время, решение многих из перечисленных задач с успехом решают полимерные трубопроводные системы, которые в силу свойств материала позволяют экономить немалые средства не только во время их сооружения, но и в период эксплуатации трубопроводов.
Успех проложенных полимерных трубопроводов для транспортировки газа, воды и нефтепродуктов это подтверждает. Рынок применения стабильно и хорошо растет с каждым годом, давая дополнительный стимул к модернизации и увеличению производственных мощностей, стимулируя производителей сырья к производству более современных марок полимеров, создает условия для импортозамещения и повышения конкурентоспособности отрасли.
В настоящее время активно идет поиск оптимальных решений для полимерных трубопроводных систем в области транспортировки углеводородов. Здесь основной задачей является проблема устойчивости к высоким давлениям на внутреннюю поверхность трубы.
Эту задачу во многом решают различные инновационные компании. Создано и запущено в опытную и промышленную эксплуатацию несколько различных полимерных трубопроводов - полиэтиленовые и стеклопластиковые. Все эти трубы имеют композитную структуру, состоящую из самого полимерного материала и армирующего слоя, удерживающего трубу от разрушения большими давлениями или гидроударами. Для решения проблемы давления эти трубы обычно имеют армирующий слой, не всегда совпадающий по своим физико-химическим характеристикам с основным материалом, из которого изготовлены трубы. Тем не менее уже существуют решения, берущие начало в ракетно-космической отрасли, позволяющие говорить о целостной армированной конструкции, удерживающей давление до 200 атм.
Трубы с такими эксплуатационными характеристиками разработаны и произво¬дятся пермским предприятием "Технология Композитов". Это полиэтиленовые трубы, армированные высокопрочными полиэфирными и арамидными волокнами.
Конструктивно они состоят из трех слоев:
внутреннего полиэтиленового слоя, стойкого к действию транспортируемой сре¬ды;
силового слоя из высокопрочных армирующих нитей, намотанных по опреде¬ленной схеме армирования, рассчитанного по эпюрам напряжения;
наружного полиэтиленового слоя, стойкого к действию внешних факторов.
См. слайды: NoNo 3.1 - 3.5
Помимо полиэтилена, технология позволяет использовать в производстве труб и иные полимеры, прежде всего, полипропилен, а это материал, обладающий свойствами повышенной термостойкости.
Прочностные характеристики армирующего материала более чем в 150 раз выше прочности полиэтилена. Следовательно, силовой слой принимает на себя всю нагрузку, действующую в процессе эксплуатации трубопровода.
В настоящее время освоено производство различных типоразмеров труб. Указанные тру¬бы изготавливаются на специализированной экструзионно - намоточной линии в ходе одного непрерывного технологического цикла. В результате получается высокопроч¬ная монолитная конструкция, в которой сохранены все достоинства полиэтиленовой трубы при одновременном значительном повышении прочностных характеристик. Производительность линии составляет 500 км в год. Конструкция, технология и оборудование защищены патентами Российской Федерации.
Но, конечно-же, полимеры не смогут полностью вытеснить сталь. Есть сферы, где применение стальных трубопроводов оправдано со всех точек зрения. Тем не менее, заставить трубу работать более эффективно можно. Существует проблема пропускной способности и коррозии трубы, которая решается, например, с помощью новейших технологий покрытия внутренней поверхности специальными составами.
К одной из них следует отнести технологию нанесения защитных антикоррозийных металлизированных покрытий на металлопрокат, в том числе алюминиевых покрытий на внешнюю и внутреннюю поверхности магистральных стальных труб путем газотермического напыления сверхзвуковым "плазмотроном", позволяющая повысить срок эксплуатации изделий до 50 лет. Также существуют технологии покрытия внутренних поверхностей труб специальными лакокрасочными материалами, стеклоэмалями, фторопластами и др.
Есть также и очень узкие отрасли применения новых технологий в трубопроводных системах. Использование новых технологий лазерной закалки в обсадных муфтах исключает высокие экономические потери и позволяет добиться высокой износостойкости и долговечности муфт. Не секрет, что экономические потери от механических повреждений обсадных муфт весьма и весьма велики, особенно на участке резьбовых соединений. Тем не менее, лазерная закалка позволяет добиться существенной экономии вследствие повышения износостойкости и устойчивости к механическими повреждениям.
На сегодняшний день весьма актуальной проблемой остается балластировка трубопроводов, прокладываемых в водонасыщенных грунтах, и под водой. Как известно, одним из условий надежной работы трубопроводных систем при этом, являет¬ся обеспечение устойчивого положения подземного трубопровода на проект¬ных отметках, которое достигается общепризнанным в мировой практике ме¬тодом балластировки. Самым надежным способом балластировки пока является обетонирование - нанесение бетонного балластного покрытия на предвари¬тельно изолированную трубу.
На Московском трубозаготовительном комбинате разработан принципиально новый способ балластировки труб. Главное его отличие от "классического" спо¬соба (набрызг бетонного раствора на трубу, установка утяжелителей и т. д.) и состоит он в том, что предварительно изолированная труба помещается в полиэтиленовую оболочку, а пространство между ними заполняется бе¬тонным раствором. На данную технологию обетонирования получен патент Российской Федерации. ( См. Слайд No 4.).
Наряду с танкерными перевозками нефти и га¬зового конденсата от перевалочных и береговых терминалов, перспективным видом транспорта углеводородов считается исполь¬зование подводных морских трубопроводов.¬
Как показал опыт канадских и американских нефтегазодобывающих компаний, именно отсутствие морских трубопроводов стало одним из н6егативных факторов, сдерживающих дальнейшее развитие добы¬чи углеводородов.
Трубы без балластного покрытия с наруж¬ным эпоксидным и тепловым полиуретановым¬, покрытиями в полиэтиленовой оболочке с установленной системой подогрева труб на основе СКИН - СИСТЕМЫ, разработанные для подземной прокладки, на этом же предприятии, - решают эту проблему.
В качестве одного из забытых проектов, решающих проблему доставки углеводородного сырья в условиях бездорожья, не могу не вспомнить о таких экзотических как - воздушный транспорт. И кто знает, а может со временем к нему вернуться?
Речь пойдет о дирижаблях.
Более 30 лет назад в СССР были запатентованы несколько проектных решений по использованию специальных дирижаблей. Так, в 70-е годы дирижаблестроители предложили использовать "аэропоезд", представлявший собой несколько буксируемых дирижаблем аэростатических оболочек, наполненных природным газом. Кроме этого для Казахстана была создана аэростатическая транспортная система, предназначенная для безбалластной транспортировки грузов на внешней подвеске с помощью грузовых дирижаблей, а также для транспортировки сжиженного природного газа в криогенных баках на большие расстояния с высокой производительностью и низкой себестоимостью.
Проекты такого типа, хотя и не были востребованы, постоянно совершенствовались и сегодня представляют собой реальную альтернативу традиционным транспортным технологиям. Российскими специалистами разработаны конструкции дирижаблей, способные нести полезную нагрузку массой от 20 до 500 тн., причем на сверхдальние расстояния.
Современные транспортные дирижабли рентабельны и экономичны, имеют большой полетный ресурс, просты в управлении, не требуют специальной наземной инфраструктуры, безопасны и экологичны, а по некоторым характеристикам превосходят самолеты и вертолеты.
И, еще, - о подводном флоте для перевозки нефти и газа! Но это - особый разговор".
