Несомненно, четкая и своевременная работа транспортных сетей по доставке сырья и готовой продукции является одной из самых важных сфер любой производственной деятельности Российской Федерации и отвечает за энергоэффективность предприятий, а также за развитие экономики страны в целом. По оценке министерства энергетики РФ, на 2015 год запасов нефти и газа в России достаточно, однако увеличение объемов добычи углеводородов и развитие транспортной инфраструктуры требуют значительных инвестиций.

Наряду с развитием транспортной системы, увеличением добычи нефти (в т.ч. это обусловлено изобретением и совершенствованием методик по добыче высоковязких нефтей), расширением сети потребителей, возрастают и требования, предъявляемые к процессу транспортировки. Нерешенным и крайне актуальным вопросом является возникновение аварийных ситуаций и их последствий при перегонке углеводородов нефтепроводами. Часто, для их устранения останавливается весь процесс транспортирования, что влечет за собой не только дополнительные материальные вложения компаний, несвоевременность доставки сырья, но и служит источником сложно разрешимых экологических ситуаций в различных регионах нашей страны, в т.ч. и в Ленинградской области. Например, 14 мая 2012 года надолго запомнилось жителям Новгородской и Ленинградской областей, на границе которых произошла авария магистрального нефтепровода ООО “Балтнефтепровод”. В результате аварии большое количество сырья попало в водные запасы р.Пчевжа на территории Лен.обл. и распространилось на протяжении более 20 километров до Киришского района, вызвав серьезную экологическую катастрофу.

Анализ риска аварий на объектах транспортировки нефти показал, что наиболее частой причиной их возникновения является несвоевременное обнаружение и устранение парафиновых отложений на внутренних стенках трубопровода и коррозии материалов труб [1]. Разливы нефти наносят непоправимый урон и приводят к гибели различных видов животных, не только наземных, но и морских. А наличие нефтепродуктов в почвах разрушают их структуру и деформируют биоценозы. По исследованиям Greenpeace за 2014 год, в России потери нефти в процессе добычи и транспортировки за год составляют около 1% [2], из другого источника – НП «Центр Экологии ТЭК» – все 3,5-4,5% [3]. Отсюда следует, что при добыче ≈510 млн. т. в год, потери составляют ≈18 ÷23 млн. т.

Также от трубопроводов, которые расположены в мировых океанах, в воду поступает по некоторым подсчетам около 2 млн. т. ежегодно. Потери происходят вследствие аварий, на которые сложно среагировать из-за труднодоступности очагов прорыва.

Одним из путей решения данной проблемы является изобретение методик и приборов для своевременного обнаружения отложений внутри трубопровода, что на данный момент не является полностью реализованным, а существующие методы не решают этой проблемы и не дают ощутимых результатов. Наличие готового технического решения, позволяющего с высокой точностью, непрерывно во времени и с отсутствием  влияния на транспортируемый поток контролировать состояние трубопроводов помогло бы решить эту проблему, уменьшая риск аварийных ситуаций. Это доказывает необходимость контроля целостности трубопроводов и отложений внутри труб всей нефтетранспортной системы, за счет создания измерительной установки, которая будет обеспечивать решение всех этих задач.

Понимая эти обстоятельства, российские инженеры и ученые (Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», ЦНИИРТК, НПФ «Комплекс-Ресурс», ЦНИИКТ) разработали новую конструкцию мобильной автоматической измерительной установки на основе радиоизотопного излучения с возможностью передачи информации непосредственно от контролируемого узла в метрологическую службу предприятия с созданием единой базы данных по всем транспортным магистралям [4].

По нормативным документам администрации г. Санкт-Петербурга, экологическая политика до 2030 года пункт 6.1 – «решение задачи обеспечения экологической безопасности <….> предупреждение и ликвидацию разливов нефти и нефтепродуктов, предупреждение экологических и иных рисков» [5]. Это еще раз доказывает актуальность исследований.

Существует несколько классических методов для улучшения процесса транспортировки нефтепродуктов по трубопроводам и уменьшения количества аварий за счет обнаружения и удаления парафиновых и иных отложений:

• добавление специальных химических присадок;
• очистка труб специализированными скребками;
• нагрев нефтепродуктов до температуры выше точки отложения парафинов и т.д.

Данные методики хоть и позволяют уменьшить количество отложений, но они не всегда эффективны ввиду сложности их применения.

Использование специализированных скребков требует вырезки куска трубопровода, что приводит к остановке процесса перекачки и обеспечивает высокую сложность и стоимость ремонтных работ.

Нагрев нефтепродуктов сам по себе является энергетически затратным и сложно осуществимым процессом, т.к. возможность его осуществления обусловлена необходимостью высокой транспортной доступности на обслуживаемых территориях, а также наличием большого числа источников энергии для поддержания тепла в трубопроводе. Но процесс нагрева всего трубопровода – крайне невыгодный процесс, что делает его неэффективным.

На добывающих станциях используют различные химические присадки для улучшения свойств нефти и уменьшения парафиновых отложений на стенках трубопровода, по которому эти нефтепродукты доставляются, но с использованием химических присадок возникает иная проблема. Во-первых, это крайне затратные химические реагенты, применение которых, влияет на стоимость нефти [6]. Во-вторых, каждая такая присадка рассчитана только на определенный сорт нефти, но из скважины выкачивается нефть,  непрерывно меняющая свой химический и процентный состав, что крайне сложно отследить и, тем более, успеть подбирать необходимую присадку для данного сорта нефтепродукта. В общей массе нефти определенные присадки, действующие только на небольшие группы масс нефтепродуктов, совершенно не действуют на весь остальной объем, и это возвращает нас к проблеме парафиновых отложений на стенках трубопровода, по которому происходит перекачка.

Необходимо учитывать и тот факт, что приоритетными направлениями охраны окружающей среды являются следующие:

• природные памятники;
• перспективные водно-болотные угодья, имеющие международное значение («теневой список» Рамсарской конвенции);
• территории, где обитают редкие виды животных и птиц, занесенные в Красные книги и другие охранные документы.

Возникновение аварийных ситуаций на трубопроводе при транспортировке нефти продиктовано несовершенством транспортной системы на сегодняшний день. Ввиду этого актуальным вопросом является повышение эффективности контроля нефтяных магистралей с обязательным учетом толщины парафиновых отложений, что может быть реализовано на основе разработки структуры радиоизотопной измерительной системы [4].

1. О.Ю. Таргулян. Темные страницы черного золота. экологические аспекты деятельности нефтяных компаний в России. Москва,  Гринпис России, апрель 2002.
2. Эл.ресурс: http://cetek.ru/.
3. Эл.ресурс: http://top.rbc.ru/economics/10/04/2012/645532.shtml.
4. А.В. Коптева Способ многопараметрического мониторинга состояния нефтяных потоков на основе радиоизотопного излучения// Научная перспектива. 2013, № 3. С. 75-77.
5. Эл.ресурс: http://gov.spb.ru/gov/otrasl/ecology/ecopolicy2/.
6. А.М. Барак Зависимость цен на нефть от внедрения новых технологий// Нефть и газ. 2015, № 2 (86). С. 29-32.

Все статьи автора «Коптева Александра Владимировна»