СООРУЖЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ
1. Основные этапы развития отраслевой строительной индустрии
В развитии техники и технологии строительства магистральных трубопроводов и газонефтехранилищ можно выделить три этапа:
I этап - период до образования Миннефтегазстроя СССР (до 1972 г.);
II этап - период до распада СССР (с 1972 по 1991 гг.);
III этап - современный период (с 1991 г.)
Период до образования Миннефтегазстроя СССР
Первые стальные резервуары в нашей стране были клепанными.
При строительстве первого в России магистрального трубопровода Баку-Батуми трубы соединялись между собой на резьбовых муфтах. Роль антикоррозионного покрытия играла джутовая ткань, окрашенная свинцовым суриком.
В период после окончания гражданской войны страна испытывала острую нехватку труб. Поэтому приходилось разбирать старые бездействующие трубопроводы для строительства новых. При проектировании так и не построенного нефтепровода от Эмбы до Саратова всерьез обсуждался вопрос о применении деревянных труб.
В 1928...1932 гг. на строительстве нефтепродуктопровода Армавир-Трудовая впервые в мировой практике была применена электродуговая сварка. Трубы очищали металлическими щетками вручную. В качестве антикоррозионного покрытия использовались каменноугольный пек и битум, наносившиеся вручную с помощью квачей. Для усиления изоляции ее обматывали сверху мешковиной. Опускали трубопровод в траншею при помощи талей, подвешенных на треногах, и ваг. Вплоть до 1940 г. почти все строительно-монтажные работы на трассах трубопроводов осуществлялись при отсутствии какой-либо техники. Земляные работы выполнялись вручную.
В 1942 г. был построен бензопровод через Ладожское озеро. Его строительство вела ОСМЧ-104 (особая строительно-монтажная часть) Наркомстроя совместно с ЭПРОНом Балтийского флота. Прокладка подводной части бензопровода осуществлялась способом буксировки отдельных секций в створ перехода, сварки межсекционных стыков на плаву и укладки их отстроповкой бревен, игравших роль понтонов. Переходы бензопровода через болота сооружались методом протаскивания трубных секций.
На строительстве керосинопровода Астрахань-Саратов в 1943 г. использовались трубы, арматура и насосыо-силовое оборудование разобранной второй нитки нефтепровода Баку-Батуми. Поскольку автомобилей не хватало элементы демонтированного нефтепровода от железнодорожных станций разгрузки на расстояние до 50 км развозились на верблюдах и лошадях. После сварки секций труб длиной до 80 м выполнялась их стяжка (с помощью трактора, автомобиля или специального ворота) и сборка в плети длиной 1...3 км. За смену удавалось монтировать в нитку до 3 км трубопровода. 85 % стыков было выполнено ручной электродуговой сваркой. При укладке трубопровода в траншею плети надвигали на лежки и опускали с помощью автокрана. Участки трубопровода длиной до 37 км подвергали гидравлическому испытанию под давлением 6,2 МПа.
В 1943 г. было завершено строительство газопровода Похвист-нево-Куйбышев. При этом впервые были использованы асбоцементные трубы диаметром 325 мм. Длина участка асбоцементных труб составила 21 км. Стыки между ними собирали на муфтах «симплекс» с резиновыми кольцами. Соединение асбоцементных труб со стальными осуществляли при помощи специальных патрубков и муфт «Жибо».
Газопровод Саратов-Москва, строительство которого было закончено в июле 1946 г., был впервые сварен из тонкостенных труб толщиной 6,4 мм.
В 1946 г. на нефтепроводе Баку-Батуми впервые была осуществлена катодная и дренажная защита от коррозии.
На трассе газопровода Дашава-Киев-Брянск-Москва впервые были использованы трубы большого (529 мм) диаметра. Половина объема сварочных работ была выполнена автоматами, созданными в Институте электросварки им. Е.О. Патона, т.е. автоматической сваркой под слоем флюса (ранее применяли газопрессовую и ручную электродуговую сварку).
В 1948 г. был создан первый роторный экскаватор КГ-65, выпущены роторные экскаваторы ЭР-1 и ЭР-2 на базе трактора С-80.
Строительство крупного газопровода Серпухов-Ленинград и трансконтинентального нефтепровода Туймазы-Омск-Новосибирск-Красноярск-Иркутск (1956-1960 гг.) положило начало широкому применению труб большого (720 мм) диаметра, а также специальных строительных машин и механизмов, приспособленных для работы с ними. Уровень механизации основных работ при сооружении линейной части трубопроводов за период с 1949 по 1961 г. возрос в среднем на 65 %.
В 1959 г. на газотранспортной системе Северный Кавказ-Центр ввели в эксплуатацию третью нитку из труб диаметром 1020 мм. Это были трубы самого большого в мире диаметра.
В сентябре 1963 г. был сдан в эксплуатацию газопровод Орджоникидзе-Тбилиси, трасса которого пересекла главный Кавказский хребет в районе Крестового перевала. На значительном протяжении трубопровод был уложен в узких ущельях рек с крутыми, а порой почти отвесными берегами. Строители построили 165 переходов через препятствия, в том числе 27 через горные реки и свыше 70 - через балки и овраги.
К концу 1965 г. на строительстве магистральных трубопроводов уровень механизации строительно-монтажных линейных работ составил 98...99 %. Были созданы новые роторные экскаваторы, трубовозы-плетевозы, очистные и изоляционные машины, краны-трубоукладчики, сварочное оборудование.
В 1967 г. на системе газопроводов Вуктыл-Ухта-Торжок впервые в мировой практике были применены трубы диаметром 1220 мм, а в 1970 г. на строительстве газопровода Надым-Ухта - трубы диаметром 1420 мм.
В период с 1965 по 1970 гг. был построен ряд северных газопроводов (Игрим-Серов, Мессояха-Норильск, Северные районы Тюменской области-Центр). Для прокладки и обеспечения надежной работы трубопроводов в тяжелых северных условиях потребовалось решение многочисленных проблем технического, технологического и организационного характера. При этом были разработаны конструктивные решения прокладки трубопроводов, технология сварки при низких температурах, созданы специальные сварочные и изоляционные материалы, комплекс машин для строительства в районах вечной мерзлоты и болот.
Для комплексной механизации строительства трубопроводов диаметром 1220 и 1420 мм были созданы специальные машины и механизмы пятидесяти наименований.
Широкое распространение не только в Тюменской области, но и в других районах страны получили индустриальные методы строительства с применением блочных и блочно-комплектных устройств.
Период до распада СССР
В сентябре 1972 г. было создано Министерство строительства объектов нефтяной и газовой промышленности (Миннефтегазстрой) СССР. Оно стало играть роль мощного организатора и координатора строительных работ в отрасли.
Нефтепровод Самотлор-Альметьевск (1973 г.) был построен за 18 месяцев вместо предусмотренных нормативами 48. Таких темпов строительства мировая практика трубопроводного строительства не знала. Впервые в стране траншею под трубы на заболоченных участках отрывали с помощью взрыва, а в качестве изоляционного материала использовали полимерную пленку.
В период с 1971 по 1975 гг. были разработаны и полностью освоены технические средства для механизации работ по сооружению линейной части магистральных трубопроводов диаметром 1420 мм, в том числе машины для очистки и изоляции труб ОМ 1422, ИМ 1422 и ИЛ 1422. Также разработаны и освоены роторный траншейный экскаватор ЭТР 253, передвижные комплексы типа «Север», обеспечивающие сварку в автоматическом режиме одного стыка за 6...8 мин., плетевоз ПВ361 грузоподъемностью 36 т для транспортировки секций длиной 24 м и т.д.
Достигнутый темп сварки, изоляции и укладки труб большого диаметра механизированными комплексами составил 1,7 км за смену, а при двухсменной работе - 2,5 км.
Крупнейшей стройкой начала 80-х годов стала 6-ниточная система магистральных газопроводов, берущих начало в Уренгое. Энергетический потенциал транспортируемого по ним газа превышает мощность электростанций на Ангаре и Енисее вместе взятых.
Строителями было доставлено на трассу и уложено 12 млн. т стальных труб большого диаметра, длина сварных швов превысила 9 тыс. км. Объем вынутого и перемещенного грунта составил 590 млн. м3. На трассе газопроводов построен 3181 переход через водные преграды, в том числе 96 переходов через такие крупные реки как Волга, Кама, Обь, Вятка. Работы по расчистке леса были выполнены па площади 27 тыс. га.
Каждый из газопроводов диаметром 1420 мм и протяженностью от 2297 до 3429 км был построен в рекордно короткий срок - от 1 года до 2 лет.
Для сравнения приведем информацию о строительстве одного из крупнейших в США Трансаляскинского нефтепровода (TAPS) диаметром 1220 мм и протяженностью 1280 км с 12 перекачивающими станциями и конечным пунктом в бухте Валдиз, где осуществляется перевалка нефти в танкеры.
Подготовка строительства началась в 1969 г. На Аляску были завезены строительные машины, трубы и материалы. Однако в ходе подготовки выяснилось, что проект трубопровода имеет ряд недостатков. В частности, не были разработаны мероприятия по защите вечной мерзлоты от теплового воздействия трубопровода, не изучено его влияние на пути миграции диких животных. Задержка начала строительства составила 5 лет. Это привело к его удорожанию только вследствие инфляции на 3,2 млрд. долл. (удорожание материалов, земли, строительно-монтажных работ).
В соответствии с новым проектом часть TAPS была проложена на 80000 свайных опор надземно. На это потребовалось 120 тыс. т стальных труб. Для изоляции надземного участка нефтепровода было израсходовано 12700 т стекловолокна, 8200 т полиэфирной смолы и 4500 т полиуретана.
Сооружение TAPS показало, что не все отрасли США были полностью готовы к такому крупному строительству. В частности, заказ на 500 тыс. т труб для нефтепровода пришлось разместить среди японских фирм. Даже трубы диаметром 450 мм для свайных опор заказывались в других странах - по 60 тыс. т в Японии и в Канаде. У иностранных компаний были закуплены и некоторые виды оборудования. Так, 14 газовых турбин «Каберра» для привода насосов были закуплены в Великобритании.
Сам период строительства этого относительно короткого в сравнении с уренгойскими трубопровода составил еще 5 лет.
В 70-80-е годы СССР не только рекордными темпами строил магистральные трубопроводы на своей территории, но и оказывал содействие в строительстве аналогичных объектов за рубежом.
В 1974 г. в Иране был построен магистральный газопровод диаметром 1016 мм и протяженностью 487 км. В конце 70-х годов в Нигерии было построено 2 нефтепродуктопровода общей протяженностью более 900 км, а в Ираке нефтепродуктопровод Багдад-Басра протяженностью 584 км и диаметром 250 мм. В конце 1983 г. в Анголе завершено сооружение двух нефтебаз в г. Маланисе и г. Порто-Амбо-им. В 1983...1987 гг. наши специалисты по контрактам, заключенным с Алжирским национальным обществом «Сонотрак», построили крупный газопровод диаметром 1067...1261 мм и протяженностью 653 км. В 1986 г. на условиях генерального подряда завершено строительство газопровода Марса-Эль-Брега-Мисургата в Ливии протяженностью 570 км, диаметром 864 мм, предназначенного для снабжения металлургического завода в г. Мисургата. А в 1988... 1991 гг. было завершено строительство нефтепровода Западный Аяд-морское побережье Аденского залива (Йемен) протяженностью 204 км и диаметром 530 мм.
Всего за период с 1972 по 1991 гг. было построено 229 тыс. км трубопроводов, в том числе магистральных 206,4 тыс. км. Введены в действие 1012 насосных и компрессорных станции, газоперерабатывающие заводы общей мощностью 41 млрд. м3 в год, установки комплексной подготовки 508 млн. т нефти и 750 млрд. м! газа в год. Было освоено строительство трубопроводов с заводской изоляцией. Широко применялись блочно-ком-плектный и экспедиционно-вахтовый методы сооружения промысловых объектов, насосных и компрессорных станций, установок комплексной подготовки нефти и газа, систем их сбора и транспортирования.
Современный период
В 1991 г. Министерство строительства объектов нефтяной и газовой промышленности было преобразовано в Государственный концерн «Роснефтегазстрой», а впоследствии в одноименное акциоверное общество. Его учредителями стали более 140 компаний, на которых трудятся свыше 200000 рабочих и специалистов.
Обладая значительным научно-техническим потенциалом, развитой сетью производственных организаций, высокой энерговооруженностью и мощной индустриальной базой, АО «Рос-нефтегазстрой» играет ведущую роль в выполнении строительных программ в нефтяной и газовой промышленности.
Научный комплекс отрасли составляет 20 научных и проект -но-конструкторских институтов. Для сокращения сроков внедрения и повышения эффективности разработок созданы отраслевые научно-производственные объединения. Это дает свои результаты.
На машиностроительных предприятиях АО «Роснефте-газстрой» разработана и освоена в трассовых условиях высокопроизводительная землеройная техника. Роторные экскаваторы ЭТР 254 АМ-01 и ЭТР АМ-02, предназначенные для прокладки траншей под трубопроводы различных диаметров, по мощности и производительности не уступают своим аналогам, производимым в США. Фрезерные экскаваторы ЭФ-151 и ЭФКУ-121 существенно превосходят по производительности такие всемирно известные модели как Dallas Letco «Rock-Saw» (США) и Inter Drain 2030 GP (Нидерланды).
Используя в качестве базы отечественные автомобили высокой проходимости и мощные тракторы, АО «Роснефтегазстрой» выпускает транспортные средства, незаменимые при перевозке труб, трубных секций, крупногабаритных грузов и материалов, применяемых в нефтегазовом строительстве, в любых природно-климатических условиях. Блоковозы БТА-301 способны транспортировать грузы массой до 36 т. Мощные битумозаправщики БВ-43, БВ-46, БВ-47 отличаются надежностью и простотой в эксплуатации, развивают высокую скорость на дорогах с твердым покрытием, легко преодолевают бездорожье. Уникальным транспортным средством является болотоход «Ямал», грузоподъемность которого составляет 70 т.