Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

А. М. ШАММАЗОВ, В. Н. АЛЕКСАНДРОВ, А. И. ГОЛЬЯНОВ

Г. Е. КОРОБКОВ, Б. Н. МАСТОБАЕВ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ИЭКСПЛУАТАЦИЯ

НАСОСНЫХ

ИКОМПРЕССОРНЫХ

СТАНЦИЙ

Допущ ено Учебно-методическим объединением ву зов Российской Ф едерации по неф т егазовом у образованию

в качест ве учебника для подгот овки бакалавров и магистров по направлению 553600 «Н еф т егазовое д ел о »

и подгот овки дипломированных специалистов по направлению 650700 «Н еф т егазовое дело» специальности 090700 «Проектирование, сооруж ение и эксплуатация газон еф т еп роводов и газонефт ехранилищ»

Москва «НЕДРА» 2003

1-1 -1 6 4

УДК39.76 ББК 622.691.4.052.012

П 79

Авторы:

А.М. ШАММАЗОВ, В. Н. АЛЕКСАНДРОВ, А. И. ГОЛЬЯНОВ,

Г.Е. КОРОБКОВ, Б. Н. МАСТОБАЕВ

Рецензенты:

академик АН Республики Башкортостан, профессор А. Г. Гумеров,

гл. инженер ООО «Баштрансгаз», канд. техн. наук М. 3. Асадуллин

Проектирование и эксплуатация насосных и компрессор11 79 ных станций: Учебник для вузов / А. М. Шаммазов, В. Н. Алексан­ дров, А. И. Гольянов и др.— М.: ООО «Недра-Бизнесцентр»,

2003— 404 с.

ISBN 5-247-03881-9

Изложена история развития трубопроводного транспорта, рассмотрены вопросы проектирования, оснащение и работа насосных и компрессорных цехов, приведены классификация насосных икомпрессорных станций, сведения о составе иработе вспомогательных систем, обсуждены вопросы учета нефти и газа.

Для подготовки дипломированного специалиста по направ­ лению 650700 «Нефтегазовое дело» (специальность 090700 «Про­ ектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилшц») и для направления подготовки бакалав­ ров и магистров техники и технологии 553600 «Нефтегазовое дело», а также для инженеров и техников, обслуживающих насосные и компрессорные станции.

ISBN 5-247-03881-9 © Коллективавторов,2003

© Оформление. ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

2.4.2.Современные тенденции в сооружении и эксплуатации резервуаров. Полистовой метод сборки стенок резер­

3

1-2 -1 6 4

ВВЕДЕНИЕ

Транспорт является важнейшей сферой общественного про­ изводства. Развитие экономики любой страны, нормальная произ­ водственная деятельность всех ее участников зависят от четкой работы транспорта по своевременной доставке сырья и готовой продукции. Для обеспечения этой деятельности и других разнооб­ разных потребностей необходимо иметь высокоразвитую, осна­ щенную самой передовой техникой систему путей сообщения всех современных видов транспорта.

Топливно-энергетический комплекс — основа развития всех отраслей экономики России. Важным его элементом является сис­ тема магистральных трубопроводов для транспорта нефти, газа и продуктов их переработки. Из-за географического расположе­ ния месторождений нефти и газа в России (СССР) и их потребите­ лей этот вид транспорта выходит на первое место среди всех ос­ тальных, поскольку только трубопроводным транспортом можно обеспечить равномерную и бесперебойную поставку значитель­ ных количеств нефти, газа и нефтепродуктов при минимальных экономических затратах.

Трубопроводный транспорт России (СССР) имеет более чем вековую историю, и его появление обязано началу промышленно­ го освоения нефтяных месторождений Баку и Грозного. У истоков создания трубопроводного транспорта стоял Д. И. Менделеев, счи­ тавший, что только построив трубопроводы, можно создать на­ дежную основу развития нефтяной промышленности и вывести российскую нефть на мировой рынок.

Большой вклад в развитие нефтепроводного транспорта внесли В. Г. Шухов, С. Г. Войслав, К. И. Лисенко, Л. С. Лейбензон, М. И. Лазарев, И. П. Илимов и многие другие русские ученые, инженеры и изобретатели.

6

Г Л А В А 1

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА

В 60-е гг. 19 века Баку и его окрестности захлестывает нефтя­ ной бум. Бакинские районы Балаханы, Сабучаны, Раманы собира­ ют тысячи людей, пытающихся разбогатеть на добыче и перера­ ботке нефти. Стремительно возрастают цены на земельные участ­ ки. Счастливые обладатели участков размером от нескольких десятков саженей до нескольких десятин с помощью желонок, только вытеснивших бурдюки, ведут добычу своей нефти наугад, поскольку в то время отсутствовали не только достоверные дан­ ные об истинной нефтеносности пластов, но даже и геологические карты, так необходимые. В 1869 г. промышленник А. Мирзоев про­ бурил скважину глубиной 64 м в Балаханах, однако во время проб­ ного тартания произошел выброс газа и воды, и скважину в сроч­ ном порядке засыпали камнями и песком. В 1871 г. им же была пробурена ручным ударным способом при помощи деревянных штанг скважина, явившаяся первой продуктивной нефтяной сква­ жиной, глубиной 45 м с дебетом около 2000 кубов в сутки.

Одновременно с добычей нефти строятся и нефтеперегонные заводы по выработке керосина по принципу и схеме завода брать­ ев Дубининых, в 1869 г. в Баку их уже насчитывалось 23 и еще два были в Сураханах. Кроме нефтеперегонных заводов, было много установок по перегонке нефти, размещавшихся и в жилых домах. Постоянные пожары, загрязнение жилых кварталов копотью и са­ жей заставили местные власти сосредоточить переработку нефти на удалении от города в так называемом Черном Городе. Доставку нефти от промыслов к заводам Черного Города осуществляли в бочках и бурдюках на арбах. Более 10 тысяч возчиков были заня­ ты доставкой. С 70-х годов бурдюки были вытеснены деревянны-

8

ми бочками емкостью 20 —25 пудов. Этот способ доставки был чрезвычайно дорогим. Так, в 1877 г. пуд нефти на промыслах стоил 3 копейки, а доставка пуда нефти из Балахан в Черный Город со­ ставляла до 20 копеек. Еще в 1863 г. Д. И. Менделеев при посеще­ нии Баку рекомендовал построить трубопровод для перекачки нефти с промыслов на завод, что по его мнению позволило бы существенно сократить затраты на перевозку. Тогда предложение

Д.И. Менделеева не было принято.

В1877 г. в Баку открылось отделение "Строительной конторы инженера А. В. Бари", основное подразделение которой находи­ лось в Москве. Основателем и хозяином этой конторы являлся предприимчивый организатор технического производства Алек­ сандр Вениаминович Бари, который, открывая отделение конторы

в Баку, преследовал основную цель: поставить на местный нефтя­ ной рынок технические услуги. Главным инженером конторы ста­ новится Владимир Григорьевич Шухов, перспективный молодой инженер, работавший до этого назначения в Чертежном бюро уп­ равления Варшавско-Венской железной дороги, являясь при этом вольнослушателем Петербургской военно-медицинской акаде­ мии. Со своими многочисленными идеями по применению новых технических средств и технологий А. В. Бари и В. Г. Шухов знако­ мят главу компании "Братья Нобель" Людвига Нобеля, очень активно действовавшего на нефтяном рынке Баку. Состоявшиеся переговоры выявили наиглавнейшую проблему компании — транспорт нефти от промыслов к заводам в Черном Городе. Прак­ тическое осуществление предложения Д. И. Менделеева о трубо­ проводе начинается после переговоров, поскольку контора А. В. Бари получает подряд на строительство трубопровода от Балаханских промыслов к фотогенному заводу Л. Нобеля в Черном Городе с пропускной способностью 80 тыс. пудов нефти в сутки. После подписания контракта 25-летний В. Г. Шухов получает пол­ ную свободу действий по проектированию и строительству этого трубопровода. В. Г. Шухову предстояло впервые в России спроек­ тировать полный комплекс сооружений трубопровода и воплотить свой проект в жизнь. Поездка В. Г. Шухова в Америку накануне прибытия в Баку, безусловно, оказывает влияние на эту работу. Ведь американцы практически осуществляли идею Д. И. Менделе­ ева, считавшего, что "необходимо и даже крайне проложить трубы и по ним вести сырую нефть до морских судов или до заводов, рас-

9

1-3 - 1 6 4

положенных на море". Несколько позже Д. И. Менделеев писал по этому поводу: "Американцы будто подслушали: и трубы завели,

изаводы учредили не подле колодцев, а там, где рынки, и сбыт,

иторговые пути"

В.Г. Шухов активно и напористо приступает к организацион­ ным работам по подготовке к прокладке трубопровода. Трубы для нефтепровода были выписаны из Америки, поскольку по каче­ ству, низкой цене, быстроте поставок они были вне конкуренции. По проекту длина нефтепровода около 10 км, диаметр труб 76 мм. Трубопровод был построен, и 1878 г. вошел в историю как год строительства первого промыслового нефтепровода в России,

асам трубопровод явился родоначальником гигантской сети маги­ стральных трубопроводов, эксплуатирующейся в настоящее вре­ мя. Экономическая оценка строительства нефтепровода в брошю­ ре, посвященной 20-летию товарищества "Братья Нобель", доста­ точно проста и наглядна: "Какое значение имела эта первая желез­ ная труба, соединившая промысловую площадь с заводским районом, показывает тот факт, что перекачка нефти по ней обхо­ дилась менее 1 копейки за пуд, тогда как перевозка ее в арбах ... до 9 копеек с пуда. Принимая во внимание, что для выделки одного пуда керосина требуется 3 пуда нефти, расходы заводчиков умень­ шились на 25 копеек с пуда". Грандиозность и необычность этого нефтепровода описаны в книге Дж. Генри "События из истории Баку": "Центральная станция с железными резервуарами вмести­ мостью в 108 тыс. фунтов нефти построена в Балаханах: около 15 групп промыслов, на уровне 210 футов выше станции в Черном Городе".

Товарищество "Братья Нобель" охотно принимало нефть для перекачки и у других промышленников, взимая с них по пятаку с пуда. Все это предполагало сверхбыструю окупаемость трубо­ провода. Преимущество нефтепровода быстро оценивается кон­ курентами Л. Нобеля и контора Бари получает заказ от В. Лиозонова и А. Мирзоева на строительство новых, нефтепроводов. Уже в 1879 г. вступает в эксплуатацию второй нефтепровод Балаханы — Черный Город протяженностью 12,9 км, диаметром 70 мм, а затем и еще три: Балаханы —Сураханский завод, Сураханский завод — Зыхская коса и Балаханы — Черный Город. Проектировал и строил эти нефтепроводы В. Г. Шухов. В 1879 г. он возглавляет проектный отдел Московской технической конторы А. В. Бари.

10