Рубрика: Вопросы и ответы

Нефть — горючая, маслянистая жидкость, преимущественно темного цвета, представляет собой смесь различных углеводородов. В нефти встречаются следующие группы углеводородов: метановые (парафиновые) с общей формулой C_nH_2n+2; нафтеновые — C_nH_2n; ароматические — C_nH_2n-6. Преобладают углеводороды метанового ряда (метан CH₄, этан C₂H₆, пропан C₃H₈ и бутан C₄H₁₀), находящиеся при атмосферном давлении и нормальной температуре в газообразном состоянии. Пентан C₅H₁₂, гексан C₆H₁₄ и гептан C₇H₁₆ неустойчивы, легко переходят из газообразного состояния в жидкое и обратно. Углеводороды от C₈H₁₈ до C₁₇H₃₇ — жидкие вещества. Углеводороды, содержащие больше 17 атомов углерода — твердые вещества (парафины). В нефти содержится 82-87 % углерода, 11-14 % водорода (по весу), кислород, азот, углекислый газ, сера, в небольших количествах хлор, йод, фосфор, мышьяк и т.п.

В пластовых условиях свойства нефти существенно отличаются от атмосферных условий.

Движение нефти в пласте зависит от пластовых условий: высокие давления, повышенные температуры, наличие растворенного газа в нефти и др. Наиболее характерной чертой пластовой нефти является содержание в ней значительного количества растворенного газа, который при снижении пластового давления выделяется из нефти (нефть становится более вязкой и уменьшается ее объем, иногда на 50-60%).

В пластовых условиях изменяется плотность нефти, она всегда меньше плотности нефти на поверхности.

Важной характеристикой нефти в пластовых условиях является газосодержание — количество газа, содержащееся в одном кубическом метре нефти. Для нефтяных месторождений России газовый фактор изменяется от 20 до 1000 м³/г.

Другое основное свойство нефти — испаряемость. Нефть теряет легкие фракции, поэтому она должна храниться в герметичных сосудах.

Нефть, извлекаемая из скважин, содержит газы органического (от CH₄ до C₄H₁₀) и неорганическою (H₂S, CO₂) происхождения, пластовую воду с растворенными солями, механические примеси (песок, глина, известняк). Перед транспортировкой потребителям от нефти отделяют газы, механические примеси, основную часть воды и солей.

Для аттестации нефти по физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов в 2002 году был введен ГОСТ Р 51858-2002 Нефть. Общие технические условия.

Согласно ГОСТ Р 51858-2002 условное обозначение нефти состоит из четырех цифр, соответствующих обозначениям класса, типа, группы и вида нефти (таблицы 1.1, 1.2, 1.3, 1.4). При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс «э». Структура условного обозначения нефти:

В зависимости от массовой доли серы нефть разделяют на классы 1-4 (таблица 1.1)

По плотности (отношение массы к объему), а при поставке на экспорт — дополнительно по выходу фракций и массовой доле парафина, нефть подразделяют на пять типов (таблица 1.2):
0 — особо легкая;
1 — легкая;
2 — средняя;
3 — тяжелая;
4 — битуминозная.

Примечание: Если нефть по одному из показателей (плотности или выходу фракций) относится к типу с меньшим номером, а по другому — к типу с большим номером, то нефть признают соответствующей типу большим номером.

По степени подготовки нефть подразделяют на группы 1-3 (таблица 1.3)

Примечание: Если по одному из показателей нефть относится к группе с меньшим номером, а по другому — к группе с большим номером, то нефть признают соответствующей группе с большим номером.

По массовой доле сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на 2 вида (таблица 1.4).

Примечания: Нормы по показателям таблицы 1.4 являются факультативными до 1 января 2009 г. Определяются для набора данных.

После подготовки нефти и приведению её согласно ГОСТ Р 51858-2002, при помощи насосов внешней перекачки, нефть направляют в систему магистральных нефтепроводов. [Лебедьков А.Е., Кан А.В., Андреев А.Е., Лушникова Л.Е. Справочник инженера по подготовке нефти]

Краткие сведения о развитии отечественного бурового машиностроения.

Отечественное буровое машиностроение зародилось в России еще до национализации нефтяной промышленности. Однако в дореволюционный период это были небольшие мастерские по изготовлению бурильного инструмента и частные заводы, изготовлявшие тартальные барабаны, примитивную талевую систему, паровые машины. Двигатели внутреннего сгорания покупали за рубежом.

В 1920-1924 г.г. с целью выпуска отечественного оборудования для нового в то время вращательного бурения расширяются и переоборудуются старые заводы в Бакинском и Грозненском районах и используются заводы машиностроительных отраслей.

Для проектирования оборудования для нефтяной промышленности в эти же годы в Баку создается Институт нефтяного оборудования (ИНО). Позже в Москве был создан Нефтемашпроект.

Первое советское буровое оборудование, созданное ИНО, изготавливали бакинские и грозненские заводы. К числу этого оборудования относились лебедки, буровые насосы, редукторы, талевая система, роторные привода, превенторы, глиномешалки, вибросита, вышки высотой 41 м, цементировочные агрегаты и другое оборудование, обеспечивающее бурение скважин до глубины 3000 м.

В 1935-1940 г.г. усиливаются работы по созданию новых видов бурового оборудования и инструмента. Создаются и выпускаются шарошечные долота, турбобуры, первые установки с дизельным приводом для бурения скважин на глубины 400, 800 и 1200 м.

Основное развитие бурового машиностроения разворачивается в послевоенные годы.

1945 г. — М.А. Капелюшников опубликовал принципиальную схему совмещения операций свинчивания, развинчивания и установки свечей.

1950 г. — М.А. Капелюшников разработал конструкции соответствующих механизмов.

1945-1950 г.г. — Начали выпуск бурового оборудования Уралмашзавод и «Баррикады» (ныне ВЗБТ).

1950-1954 г.г. — Проводилась большая работа по конструированию новых буровых установок и агрегатов, соответствующих требованиям скоростного турбинного бурения (Уралмаш-ЗД; Уралмаш-4Э; Уралмаш-5Д; Уралмаш-6Э).

1952-1955 г.г. — Внедряются отдельные механизмы комплексной механизации производственных процессов: МСП-2 (механизм спуска-подъема); ПБК-1 (подвесной буровой ключ); ПКЗ-3 (пневматический клиновой захват).

1957 г. — Разработка в Гипронефтемаше под руководством инженера Р.П. Райгородского комплекса механизмов АСП.

1958 г. — Началось изготовление и внедрение новых конструкций буровых ключей ПБК-3 и АКБ-3.

1958 г. — Началось внедрение мощных буровых насосов У8-4 и У8-6.

1958 г. — Начался серийный выпуск буровых установок БУ75Бр, в приводе которых применены турботрансформаторы и высокоскоростные многорядные цепи.

1959 и 1966 г.г. — Разработан и уточнен размерный ряд буровых установок.

1982 г. — Введен ГОСТ на комплектные буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения с допускаемой нагрузкой на крюке от 800 кН до 8000 кН и условной глубиной бурения от 1250 м до 12500 м.

[Муравенко В.А., Муравенко А.Д., Муравенко В.А. Буровые машины и механизмы. Том 2]

Некоторые даты отечественной нефтяной науки и техники.

1181 год — Добыча соляного раствора из скважины г. Кадец (Кострома).

1332 год — Первые документальные упоминания о бурении скважин на соль на Руси.

1370 год — Начато в России бурение скважин на воду.

1545-68 годы — Трубные мастера числятся в списках жителей г. Старая Русса и в купчей Кириллова.

XVI век — «Рукопись, как зачать делать новая труба на новом месте» — рукописная инструкция по сооружению скважин для добычи рассолов ручным штанговым вращательным способом бурения. Этот способ создан и разработан в России, а не заимствован в 1722 г. у англичан, о чем писали в свое время некоторые зарубежные специалисты.

1594 год — Мастер Аллахьяр Мамед Нул оглы соорудил в Балаханах нефтяной колодец глубиной 35 м.

1687 год — В г.Тотьме насчитывалось 133 солеподъёмные скважины глубиной 170-268 м.

1742 год — Пропагандой бурения занимается М.В. Ломоносов.

1746 год — Ф. Прядунов построил на Ухте первый в мире нефтеочистительный завод.

1763 год — Выход книги М.В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел».

1823 год — Крепостные крестьяне братья Дубинины построили первый в мире нефтеперегонный завод около Моздока.

1833 год — Е. Классен публикует в Москве одно из первых «Руководств к устроению артезианских скважин».

1847 год — Пробурена первая скважина на нефть на Биби-Эйбате, впервые в мире В.Н.Семеновым (на 19 лет раньше, чем американец Дрэк). Об этом 14 июля 1847 г. князь Воронцов доложил правительству и сообщил, что в первой скважине найдена нефть.

1855 год — Промышленник Сидоров на реке Ухте пробурил вторую в мире нефтяную скважину.

1859 год — Г.Д. Романовский при бурении скважины на воду в г.Подольске применил паровую машину.

1861 год — А.М. Бутлеров создал теорию строения органических веществ.

1863 год — Великий русский ученый Д. И. Менделеев впервые в мире предложил применять трубопроводы для транспортировки нефти.

1869 год — Мирзоев получил разрешение на бурение скважин в Балаханах. Первая скважина из-за осложнений была заброшена.

1870 год — А.М. Бутлеров разработал метод, который в данное время называется методом селективной очистки.

1864 год — Несмотря на то, что начало добычи нефти в нашей стране относится к далекому прошлому, годом рождения отечественной нефтяной промышленности принято считать 1864 год, когда на Тамани в урочище р.Кудако полковник А.Н. Новосильцев начал бурить первую скважину на нефть с применением механического ударно-канатного бурения.

1871 год — Мирзоев также ручным вращательным способом пробурил вторую скважину, которая дала с глубины 45 м обильный приток нефти.

1872 год — Впервые в мире на Каспийском море начали перевозить нефть в наливных деревянных баржах.

1876 год — Вышел первый учебник по нефтяному делу А.А. Летнего «Сухая перегонка битуминозных ископаемых».

1876 год — На бакинских промыслах на 15 лет раньше, чем в Америке, применены глубинные насосы (предложение Иваницкого внесенное в 1861 г.).

1878 год — А.А. Летний провел первое в мире исследование по температурному каталическому крекингу нефтяных остатков в паровой фазе.

1878 год — русские смазочные масла впервые поступают на мировой рынок и вытесняют низкокачественные смазочные материалы, вырабатываемые в других странах.

1879 год — В.Рогозин строит Константиновский завод смазочных масел, на котором впервые была создана технически оснащенная лаборатория по маслам, возглавляемая Д.И. Менделеевым.

1880 год — В Майкопе предпринимателем Прокофьевым из нескольких скважин с глубины 24-42 м была получена нефть и ее начали перерабатывать на керосин.

1880 год — Вышла двухтомная «Справочная книга для горных инженеров и техников по горной части» Г.Я. Дорошенко.

1881 год — В Баку впервые в мире осуществлена перевозка нефтепродуктов по ж.-д. в цистернах.

1883 год — Б.В. Морковников и Оглоблин открыли нафтены и положили начало их изучению.

1883 год — В Баку построена первая в мире кубовая батарея непрерывного действия.

1884 год — Бакинский техник О. Ленц впервые применил на Апшероне механизированное ударно-штанговое бурение.

1885 год — С.Г. Войслав изобрел бур для ручного бурения скважин большого диаметра.

1885 год — Горный инженер А. Васильев представил первую в России научную диссертацию на тему «Добыча нефти на Апшеронском полуострове и современное состояние там бурового дела».

1885 год — Инженер Алексеев построил в Баку установку, на которой получал из масляного гудрона 20% крекинг-керосина.

1885 год — Д.П. Коновалов осуществил паро-фазио-каталическое разложение органических веществ разнообразных типов.

1888 год — С.Г. Войслав изобрел станок для алмазного бурения и разработал новый способ вставки мелких алмазов в бур.

1886-90 годы — В.Г. Шухов разработал и запатентовал принципы и основную аппаратуру промышленного крекинг-процесса.

1888 год — На бакинских промыслах инженер Меписов впервые в мире применил цементаж скважин под давлением.

1890 год — За много лет до американцев близ станицы Ильской (Краснодарский край) построен нефтеперегонный завод для переработки тяжелой гудронообразной нефти путем перегонки с разложением (крекинг).

1894 год — С.Г. Войслав пробурил наклонную скважину на воду около г. Брянска.

1892 год — Бурение первых скважин в Грозненском районе (Русаковским), в Небит-Даге, в Урало-Эмбинском районе, на Сахалине.

1900 год — Инженер В. Вольский разработал конструкцию гидравлического тарана.

1902 год — В России роторным способом пробурена первая скважина глубиной 345 м в Грозненском районе.

1900-04 годы — Под руководством профессора Щукина спроектирован и построен 8″ керосинопровод, впервые в мире оборудованный дизель-насосами.

1904 год — Выход в свет четырехтомника «Руководство к бурению скважин» инженера Н.И. Глушкова.

1905 год — Русский инженер А.А. Богушевский решил одну из труднейших проблем, особенно при роторном способе, герметизации затрубного пространства — разработал и запатентовал способ закачки цементного раствора в обсадную колонну с последующим вытеснением его через низ (башмак) обсадной колонны в затрубное пространство. Этот способ цементирования быстро распространился в отечественной и зарубежной практике бурения.

1906 год — В России впервые в мире изготовлена нефтяная консистентная смазка (солидол).

1908 год — Е.И. Орлов за 18 лет до Фишера и Тропша получил этен и высшие алкены гидрированием окиси углерода водородом.

1910 год — Впервые в истории нефтяной промышленности начато освоение морских нефтяных участков – засыпка Биби-Эйбатской бухты.

1911-12 годы — И.М. Губкин установил наличие рукавообразной нефтяной залежи в Майкопском районе, намного раньше американского геолога Леворсена, доказав существование стратиграфических залежей.

1913 год — Вышел классический труд профессора Л.Г. Гурвича «Научные основы переработки нефти». Он же обосновал теорию перегонки тяжелых фракций нефти с водяным паром.

1914 год — Впервые в мире в России разработан метод добычи нефти путем закачки сжатого газа (по замкнутому циклу).

1918 год — Академик Н.Д.Зелинский осуществил промышленный процесс каталического крекинга с хлористым алюминием.

1921 год — Академик И.М. Губкин наметил основные принципы плановой разработки нефтяных месторождении и охраны недр.

1922 год — Инженер М.А. Капелюшников предложил новый метод бурения — забойным двигателем и сконструировал турбобур.

1924 год — В Сураханах (Баку) пробурена первая скважина с помощью одноступенчатого турбобура Капелюшникова.

1930 год — Специальный нефтяной факультет горной Академии был реорганизован в Московский нефтяной институт.

1930 год — Профессор В.А.Соколов разработал метод газовой съемки, который в 1939 г. американец Смит пытался назвать своим.

1932 год — Вышел классический труд академика И.М. Губкина «Учение о нефти».

1932 год — Академик И.М. Губкин указал на необходимость поисков нефтяных и газовых месторождений в Западной Сибири.

1932 год — Забили нефтяные фонтаны на Ишимбаевском месторождении в Башкирии.

1932 год — Первая конструкция объемного бурового двигателя была предложена Г.А. Любимовым.

1935 год — Разработка многоступенчатых турбобуров П.П. Шумилова, Р.А. Иоаннесяна, Э.И. Тагирова, М.Т. Гусмана на базе разработанной П.П. Шумиловым теории малогабаритных осевых многоступенчатых турбин.

1937 год — Инженерами А.П. Островским. Н.Г. Григоряном, А.А. Богдановым и А.В. Александровым была впервые в мире разработана конструкция электробура на переменном токе.

1943 год — В Жигулевских горах на Волге впервые была получена нефть из девонских пластов.

1944 год — В центре Туймазинского месторождения из разведочной скважины 100 был получен мощный фонтан нефти из девонских горизонтов с глубины 1700 м.

1945 год — За успехи в области подготовки инженерных кадров Московский нефтяной институт был награжден орденом Трудового Красного Знамени.

1948 год — Открыта девонская нефть на Бавлинском месторождении в Татарии.

1949 год — Ударил нефтяной фонтан в Татарии у деревни Ромашкино.

1940-50 годы — Более 200 научных работников и инженеров удостоены Сталинских премий за выдающиеся работы в области нефтяной техники.

1951 год — Открыто Серафимовское девонское нефтяное месторождение в Башкирии.

1958 год — Нефтяной институт переименован в Московский институт нефтехимической и газовой промышленности (МИНХ и ГП) имени академика И.М. Губкина.

1960 год — Начали действовать новые месторождения Западной Сибири.

1975-78 годы — Проведены обширные исследования эргономических проблем предприятий нефтяной промышленности в МИНХ и ГП им. акад. И.М. Губкина.

1970 год — Автоматическое бурение на Луне АМС «Луна-16».

1979 год — СССР стал обладателем мирового рекорда глубины скважины.

[Муравенко В.А., Муравенко А.Д., Муравенко В.А. Буровые машины и механизмы. Том 2]