Становление трубопроводного транспорта США

УДК 622.692.6

СТАНОВЛЕНИЕ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА США

А.И. ИВАНОВ, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа А.А. НИКИШИН, аспирант кафедры транспорта и хранения нефти и газа Б.Н. МАСТОБАЕВ, д.т.н., проф., завкафедрой транспорта и хранения нефти и газа ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет. (Россия, 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, д. 1). E-mail: Ivanov_ai@inbox.ru

В работе рассмотрены первые проекты трубопроводного транспорта в США. Показаны начальные этапы использования трубопроводов в качестве альтернативного вида транспорта добываемой нефти в штате Пенсильвания.

Ключевые слова: нефть, трубопровод, трубопроводный транспорт, железнодорожный транспорт

Впервые идея транспорта нефти с помощью трубопроводов возникла у Сэмюеля Дункана Карнса в ноябре 1860 года, когда ему было 17 лет. Карнс предложил соорудить деревянный трубопровод диаметром 6 дюймов (15,24 см) для доставки нефти от скважины в Бернинг Спрингс (Западная Вирджиния, США) до нефтеперерабатывающего завода в Паркерсберг (район реки Огайо, Западная Вирджиния, США). Скважина была пробурена братьями Разбон в 1840-х годах (рис. 1).

Трубопровод должен был иметь длину 36 миль (58 км) и как минимум один переход через реку, а также несколько пересечений ручьев и оврагов. Такая трасса была выбрана для обеспечения самотечного режима движения нефти.

Отец Сэмюеля Карнса был категорическим противником его идеи и считал его замысел безрассудством. Сам же трубопровод так и не был сооружен: Гражданская война в США, начавшаяся в 1861 году, расставила свои приоритеты.

В июле-августе 1861 года Эванс Шиппен выдвинул предложение по созданию трубопровода от Ойл-Крик (рис. 2) до Ойл Сити (США, штат Пенсильвания) протяженностью 10 км.

Основанием послужила опасность транспортировки добываемой нефти существующими способами - сплавом в бочках по ручьям на плотах (рис. 3) и доставкой бочек с помощью лошадиных упряжей по разбитым дорогам (рис. 4).

По расчетам Шиппена, затраты на покупку самих труб и их укладку должны были составить 16 000 долларов.

Идея о сооружении трубопровода была воспринята владельцами скважин в Ойл-Крик, без энтузиазма, несмотря на то что все увеличивающиеся объемы добычи на месторождении подводили к вопросу расширения транспортной инфраструктуры.

Следующей стала попытка заинтересовать знакомых капиталистов из Филадельфии. Многие из них могли полностью профинансировать проект из собственных средств, но Шиппен сделал акцент на трубопроводные компании, главным доводом при этом стала возможность получить прибыль используя собственные производственные мощности.

| Рис. 1. Схема штата Пенсильвания, в котором проектировался первый нефтепровод. Заштрихованная область показывает район проектирования

I Рис. 2. Добыча нефти на месторождении «Ойл-Крик», США, 1863 год

| Рис. 3. Подготовка бочек к транспортировке сплавом по реке

Жители штата Филадельфия были далеки от первых нефтяных месторождений США и не видели перспектив в «нефтяной лихорадке», считая убежденных в идее нефтедобычи сумасшедшими.

После множества попыток один из друзей Эванса Шиппена, Таунсенд Вэлер, сказал ему: «Я думаю, ты сошел с ума из-за всей этой нефти». Это на время приостановило деятельность Шиппена.

Следующая попытка воплотить в жизнь проект трубопроводного транспорта была осуществлена Химаном Джейнсом в ноябре 1861 года в ходе собрания добывающих компаний месторождения «Тарр Фарм» (Ойл-Крик, Пенсильвания, США). Джейнс инвестировал значительные средства в восточную часть месторождения и хотел обеспечить оперативную, экономически выгодную и безопасную доставку добытых ресурсов на 10 км на юг - в Ойл-Сити. Проект заключался в прокладке деревянного 100-мм трубопровода вдоль русла ручья. Движение нефти по трубопроводу должно было происходить самотеком, чему должен был способствовать перепад высот в 18,5 м.

На проект Джейнса было дано разрешение одного из собственников месторождения, Колонела Кларка. Условия были оговорены, но контракт так и не был подписан из-за огромного, исчислявшегося тысячами, числа протестов перевозчиков нефти, которые опасались, что сооружение трубопровода повлечет за собой значительный спад спроса на их услуги, и они останутся без средств к существованию. Даже не состоявшись, проект отметился как первый случай попытки официальной регистрации разрешения на прокладку трубопровода.

Впервые разрешение на прокладку трубопровода в Пенсильвании получила компания «Ойл Крик Транспорт Компани» год спустя, в 1862 году. Первые же попытки уложить трубопровод показали, что технологии в начале 1860-х недостаточны для выполнения поставленной задачи. Кроме того, сооружаемые трубопроводы намеренно повреждали владельцы водного и гужевого транспорта, делая эксплуатацию невозможной.

В 1860-е годы наиболее часто для сооружения трубопроводов применялось дерево. Деревянные трубопроводы служили для водоснабжения фермерских и сельских хозяйств. Упоминается использование в 1821 году деревянных труб для снабжения потребителей газа рядом с месторождением «Канадавей Крик» (Нью-Йорк, США). Для производства соли также применялись деревянные трубы (рис. 5).

| Рис. 4. Подготовка бочек к транспортировке гужевым транспортом

Для транспорта по месторождениям использовались желоба из дерева. Одном из примеров является применение конструкции для доставки добытой нефти в резервуар (рис. 6). Металл использовался, но реже. В основном трубопроводы из железа, свинца и олова строили в городах и заводских районах.

| Рис. 5. Использование выработанных изнутри, полых стволов деревьев для транспорта соляного раствора, 1880-е годы

| Рис. 6. Заполнение резервуара для нефти посредством V-образной конструкции из дерева. Соединялись детали гвоздями. Июль 1862 года

| Рис. 7. Месторождение «Питол», Пенсильвания, США

| Рис. 8. Сэмюель Ван Сайкл

Первые нефтяные месторождения США располагались в непосредственной близости к водным и существующим сухопутным транспортным путям. Острая потребность во внедрении трубопроводного транспорта возникла лишь при открытии и эксплуатации удаленных месторождений нефти, таких как «Питол», открытое в 1865 году (рис. 7). Автором проекта стал Сэмюель Ван Сайкл (рис. 8).

Длина трубопровода составляла 8 км, диаметр - 50 мм. Трубопровод был сооружен из кованых железных труб длиной 4,5 м каждая. Трасса трубопровода проходила по холмистой местности с перепадом высот около 120 м от юго-восточной части месторождения «Питол» до железнодорожной станции Миллер Фарм на западе Ойл-Крик. На станции производился налив груза в железнодорожные цистерны. Половину всего пути составлял спуск с одного из хребтов. Каждая труба была проверена на работу под давлением. Трубы сваривались внахлест.

Работу по разработке метода укладки и подбору насосного оборудования проводил Уильям Сноу - инженер из компании Сайкла. Часть трубопровода была уложена на глубину 0,6 м, остальная же часть располагалась наземно.

В проекте было использовано три паровых насоса компании «Рид энд Когсвелл» (рис. 9), два из которых были установлены на самом месторождении и еще один на небольшом удалении от первой группы.

Запуск трубопровода датируется 10 октября 1865 года. Производительность трубопровода составляла 13 м3 в час. В день на станцию в Ойл-Крик поступало около 310 м3 добытой нефти, что потребовало сооружения новых емкостей хранения. Позднее был установлен еще один насос на пересечении с ручьем Чери Ран, на юго-запад от Питола, что повысило производительность трубопровода на 25%, до 400 м3 в сутки. Технические проблемы были незначительны и легко устранялись. Настоящей проблемой были многочисленные попытки владельцев других видов транспорта повредить трубопровод. Для его сохранности даже была нанята охрана, которая работала до тех пор, пока буйство не закончилось.

Это был первый в мире успешно состоявшийся проект сооружения трубопровода, в котором было учтено все: протяженность, рельеф, выбор требуемых насосов, производительность. Проект Сэмюеля Сайкла произвел революцию в транспортировке нефти и стал сигналом к окончанию монополий местных транспортировщиков нефти, а также к сооружению новых трубопроводов, стремительно прокладываемых по существующим месторождениям молодыми компаниями.

Воодушевленный собственным успехом, Сэмюель Сайкл проложил еще один трубопровод, практически параллельно первому, но в Мередите - поселении на западном берегу Ойл-Крик. Второй трубопровод начал свою работу 8 декабря 1865 года.

По трассе нефтепровода был установлен телеграф, как это делалось вдоль железных дорог. Телеграф использовался для координирования транспортных потоков, когда транспорт нефти осуществлялся с разных месторождений, а также для передачи данных о повреждениях и неисправностях трубопровода.

Первые проекты трубопроводов ставили перед инженерами практически невыполнимые задачи. За пять лет, начиная с 1860 года, идея о создании трубопровода для транспорта нефти выросла из предложения 17-летнего юноши до состоявшегося проекта, положившего начало новой эры и ставшего точкой отсчета для множества компаний в США и во всем мире.

| Рис. 9. Паровой насос компании «Рид энд Когсвелл»

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. A History of Oil. Available at: http://historyofoil.typepad.com/

2. Giddens, Paul H., 1938, The Birth of the Oil Industry, The Macmillan Company, 216 pp.

3. McLaurin, JohnJ., 1896, SketchesinCrude-Oil, J. HoraceMcFarlandCompany, 406 pp.

4. Oil & Gas Journal and Oil City Derrick, 1934, The Petroleum Industry 1859-1934, 268 pp.

5. Oil and Natural Gas History, Education Resources, Museum News, Exhibits and Events. Available at: http://aoghs.org/

6. PA History. Available at: http://explorepahistory.com/

7. Tait, Samuel W. Jr., 1946, The Wildcatter, Princeton University Press, 218 pp.

FORMATION OF PIPELINE TRANSPORTATION IN THE USA

IVANOV A.I., Cand. Sci. (Tech.), Associate Prof., Department of Transport and Storage of Oil and Gas

NIKISHIN A.A., pos-tgraduate student of Department of Transport and Storage of Oil and Gas

MASTOBAEV B.N., Dr. Sci. (Tech.), Prof., Head of Department of Transport and Storage of Oil and Gas

Ufa State Petroleum Technological University (USPTU) (1, Kosmonavtov St., 450062, Ufa, Republic of Bashkortostan,

Russia).

ABSTRACT

The first drafts of the pipeline transport in the United States are considered in this work. The initial stages of the pipelines used as an alternative mode of transport oil produced in the state of Pennsylvania are shown.

Keywords: oil, pipeline, pipeline transportation, railway transportation. REFERENCES

1. A History of Oil. Available at: http://historyofoil.typepad.com/

2. Giddens, Paul H. The Birth of the Oil Industry. The Macmillan Company Publ., 1938. 216 p.

3. Mc Laurin, John J. Sketches in Crude-Oil. J. Horace Mc Farland Company Publ., 1896. 406 p.

4. The Petroleum Industry 1859-1934. Oil & Gas Journal and Oil City Derrick Publ., 1934. 268 p.

5. Oil and Natural Gas History, Education Resources, Museum News, Exhibits and Events. Available at: http://aoghs.org/

6. PA History. Available at: http://explorepahistory.com/

7. Tait, Samuel W. Jr. The Wildcatter. Princeton University Press Publ., 1946. 218 p.