Насосные станции на Крайнем Севере: нужно ли специальное оборудование?

Насосные станции — неотъемлемый атрибут любого нефтяного или газового месторождения. Сегодня на рынке большое количество предложений. Как же подобрать нужный вариант?

Для этого предстоит определиться с типом буровой установки, задачами, которые она будет решать, и климатическими условиями, в которых ей предстоит работать. И тогда уже ничто не помешает сделать верный выбор.

Насосы «на любой вкус и цвет»

Современная насосная станция — это целый комплекс, который включает в себя сеть технологических трубопроводов, запорную арматуру, узлы переключения, охранно-пожарную сигнализацию, системы жизнеобеспечения, электроподстанцию и др. Но всё же уже из самого названия оборудования становится ясно, что главный агрегат в составе станции — это, собственно, сам насосный агрегат.

«При изготовлении насосных станций чаще всего используют центробежные, вертикальные, консольные или двухвинтовые насосные агрегаты. Их подбирают в соответствии с требованиями опросных листов или технического задания заказчика. При подборе насосного агрегата учитываются надёжность и климатическое исполнение, расход и напор, требуемый заказчиком, квитанционный запас и КПД самого насоса», — рассказывает исполнительный директор ООО «НПП «Нефтегазинжиниринг» Юрий Романов.

По словам директора по развитию АО «Корвет» Алексея Германова, выбор конкретного типа насосного агрегата зависит от вида перекачиваемых нефтепродуктов, физико-химических свойств перекачиваемой жидкости и требуемых параметров работы.

«Если речь идёт о светлых продуктах (бензине, лёгкой нефти, дизельном топливе, керосине), то задействуют центробежные насосы. При работе с более густыми продуктами применяют насосы объёмного типа (шестерённые, винтовые различных типов) в тех случаях, когда требуется создать большое давление.

А при малом расходе используют мембранные или плунжерные насосы. Их средний срок службы зависит от условий эксплуатации и качества перекачиваемой жидкости. Обычно, на чистой жидкости, насос может проработать до 20 лет, в грязной среде — до 8 лет», — рассказывает Алексей Германов.

Какими ещё характеристиками должны обладать насосные агрегаты?

«Насосы должны быть во взрывобезопасном исполнении. При перекачке легковоспламеняющихся жидкостей должны применяться герметичные агрегаты или имеющие двойное уплотнение. Насосы должны быть оборудованы системой защиты и блокировок, исключающей их работу в нештатном режиме для предотвращения аварий.

Полный список минимальных требований указан в технических регламентах таможенного союза ТР ТС 010/2011 и 012/2011», — перечисляет требования к насосам менеджер по работе с ключевыми клиентами ООО «НТЭ» Артур Шуструйский.

«Здесь стоит обратить внимание на центробежные электронасосные агрегаты с магнитной муфтой, которые абсолютно герметичны по отношению к окружающей среде. Их производят в том числе и на ООО «НТЭ», — отметил Артур Шуструйский.

Стационарные или мобильные: на чьей стороне ты?

Насосные станции подразделяют на стационарные, то есть те, что размещают на открытых площадках или в промышленных зданиях, а также мобильные и плавучие. Какой тип пользуется большей популярностью?

«Всё зависит от дебета месторождения: если расчётные данные говорят, что залежи хватит на весь эксплуатационный срок службы станции, то дешевле установить стационарную. Также нужно учесть объёмы размещённого в станции оборудования: бывает невозможно смонтировать весь комплект агрегатов в ограниченной транспортными габаритами площади.

Мобильные же станции чаще используют как аварийные или подпорные. В качестве примеров можно привести перекачку нефтепродуктов на временных складах горючего, замену вышедших из строя стационарные насосных станций, сбор разлившегося нефтепродукта, заправку транспорта», — комментирует Алексей Германов.

Юрий Романов, в свою очередь, отмечает, что большим спросом у нефтедобытчиков пользуются стационарные насосные станции. При этом для ускорения строительства применяют блочно-модульные конструкции.

В этом случае всё оборудование, технологические установки и аппаратуру компонуют в виде блоков, блок-боксов и блок-контейнеров, которые собирают на сборочно-комплектовочных базах строительных организаций. Это позволяет проводить комплексные испытания насосной станции на заводе-изготовителе и производить доставку оборудования на площадку строительства заказчика как автомобильным транспортом, так и по железной дороге.

«Оборудование в блочно-модульных насосных станциях располагается в отдельном блок-боксе, выполненном из металлического каркаса, обшитого сэндвич-панелями. При изготовлении учитываются климатические условия и степень огнестойкости здания. Исходя из этих параметров, подбирают материалы», — поясняет Юрий Романов.

Таким образом, по мнению наших экспертов, при прочих равных условиях более оправданным будет выбор в пользу стационарных насосных станций. Особенно если учесть простоту и относительную дешевизну работ по их монтажу за счёт использования блочно-модульных конструкций. Однако и строительство мобильных станций также оправдано в некоторых случаях, когда подразумевается временный характер использования оборудования.

Нам не страшны морозы

В последние годы добыча углеводородов в России всё больше смещается на север. Причём уже ясно, что эта тенденция получит дальнейшее развитие в ближайшие годы, учитывая, что, по  данным Геологической службы США, за полярным кругом находится 22% мировых неразведанных запасов углеводородов, или 412 млрд баррелей нефтяного эквивалента.

Разработка этих и уже разведанных запасов нефти и газа в Арктическом регионе становится насущной проблемой для добывающей отрасли.

Очевидно, что добыча нефти в условиях Крайнего Севера имеет свою специфику, которую обуславливают экстремальные климатические условия. Соответственно, и оборудование зачастую требуется специальное, адаптированное для работы при минусовых температурах. Насколько эта проблема актуальна для насосных станций?

Как выяснилось, запрос о том, в каких климатических условиях будет эксплуатироваться оборудование, — норма для производителей насосных станций. Если заказчик в опросном листе указывает, что техника будет работать на Крайнем Севере, то в конструкции изначально предусматривается система обогрева и теплоизоляция, а также применяются специальные сплавы, рассказывает Юрий Романов.

Стоит отметить, что некоторые модели насосных станций изначально предполагают их использование в климатическом исполнении УХЛ-1 (умеренный и холодный климат с эксплуатацией на открытом воздухе). Причём это достаточно распространённое явление, применимое не только к каким-то «северным» сериям, но и «обычной» продукции.

Есть и другие конструктивные решения, повышающие надёжность станции даже при температурах, доходящих до -70 °С. Например, по словам Артура Шуструйского, зачастую вместе с рабочим устанавливают резервный насос, который в случае необходимости может быть введён в эксплуатацию в минимальные сроки без остановки работы всего предприятия.

Впрочем, если верить негативным прогнозам по глобальному потеплению, то экстремально низкие температуры на Земле скоро останутся лишь в наших воспоминаниях. Хотя нефтедобывающим компаниям вряд ли от этого будет легче, ведь таяние вечной мерзлоты поставит под удар дорогостоящую инфраструктуру: фундаменты зданий и опоры трубопроводов. А что насчёт насосных станций?

Пора ли инженерам-конструкторам разрабатывать специальные решения для тающей мерзлоты? По мнению Юрия Романова, особой необходимости в  этом нет. Таяние вечной мерзлоты никак не помешает работе насосных станций благодаря их блочно-модульной конструкции. Также это позволяет производить монтаж в любое время года, не озираясь на погодные условия.

Таким образом, ни низкие температуры, ни таяние вечной мерзлоты не являются препятствием в работе насосных станций. Для решения этих проблем уже разработаны свои технологичные решения, которые успели доказать свою эффективность в условиях Крайнего Севера.

К слову
В России в ГОСТ 15150–69 определены виды климатического исполнения машин, приборов и других технических изделий. Наиболее распространёнными в нашей стране являются литеры: «У» — умеренный климат (–45…+40 °С), «ХЛ» — холодный климат (–60…+40 °С) и «УХЛ» — умеренный и холодный климат (–60…+40 °С). Кроме этого, выделяют тропический, морской умеренно-холодный климат, общеклиматическое (кроме морского), общеклиматическое морское и всеклиматическое исполнение.

Мнения экспертов

Алексей Германов, директор по развитию АО «Корвет»

«При проектировании насосных станций учитывается множество факторов: температура, влажность, скорость ветра, толщина снегового покрова и  пр. Каждый из них учитывается при проектировании и оказывает влияние на конструктив станции.

Для работы в северных районах увеличивают толщину утеплителя и устанавливают оборудование с климатическим исполнением УХЛ-4 (которое можно хранить при температуре от -70 °С). В здании устанавливают электрическое отопление во взрывозащищённом исполнении. Работа насосов допускается при достижении положительной температуры в здании».

Юрий Романов, исполнительный директор ООО «НПП «Нефтегазинжиниринг»

«При изготовлении оборудования для насосных станций изначально учитывается, в каких климатических условиях оно будет эксплуатироваться. Для бесперебойной работы насосного оборудования в экстремальных условиях применяются системы обогрева и теплоизоляция. В связи с этим оборудование в насосных станциях располагается в отдельном блок-боксе, выполненном из металлического каркаса, обшитого сэндвич-панелями».

Артур Шуструйский, менеджер по работе с ключевыми клиентами ООО «НТЭ»

«В северных районах требование к оборудованию одно — оно должно быть работоспособным при таких условиях окружающей среды. И здесь важнейший фактор — надёжность оборудования, так как зачастую оно находится на отдалённых участках. По этой же причине оборудование должно быть ремонтопригодным с помощью простейших инструментов, а срок восстановления должен быть минимальным».

Текст: Михаил Романов