Трансаляскинский нефтепровод – пример для подражания

Трубопровод на Аляске до сих пор является верхом инженерного и строительного искусства. Фото Луки Галуцци

В 2017 году исполняется 40 лет с момента введения в строй Трансаляскинского нефтепровода. Несмотря на значительный период времени, прошедший с момента начала работы этого трубопровода, он и сегодня привлекает повышенное внимание, являясь образцом различных технологических решений.

Обсуждение и последующая реализация трубопровода связана с геополитической борьбой, а также событиями на мировом энергетическом рынке. В октябре 1973 года, когда официальная цена на нефть установилась на уровне 5,11 долл. за баррель, началась война на Ближнем Востоке. В результате военных действий Сирия и Египет оккупировали часть Израиля. В ответ на поддержку, оказанную США Израилю, страны – члены ОПЕК объявили нефтяное эмбарго. Так возник мировой энергетический кризис – «нефтяной шок». Месяц спустя Конгресс США принял закон о санкционировании Трансаляскинского нефтепровода, который затем был подписан президентом США Ричардом Никсоном.

Строительство нефтепровода, начатое 29 апреля 1974 года, было связано с открытием новых месторождений углеводородного сырья. Так, еще в 1968 году компанией «Атлантик-Ричфилд» (ARСO) было открыто одно из крупнейших нефтяных месторождений арктической нефтегазовой провинции северного склона Аляски Прадхо-Бей с запасами нефти 3,1 млрд т (9,6 млрд барр.) и газа 730 млрд куб. м. Тогда же встал вопрос о транспортировке нефти на внешние рынки.  Среди обсуждаемых шести проектов был выбран вариант строительства нефтепровода из Прадхо-Бей на берегу арктического моря Боффорта до незамерзающего порта Валдиз на побережье Тихого океана, пересекающего весь Аляскинский полуостров с севера на юг. Принятию решения о строительстве трубопровода способствовала и ценовая конъюнктура. В декабре 1973 года мировая стоимость барреля нефти возросла в 2 раза и достигла 11,65 долл.

Строительство нефтепровода закончилось через 39 месяцев – 20 июня 1977 года, а уже 1 августа первый танкер ARCO Junеau с грузом нефти покинул порт Валдиз. Экспорт осуществляли крупные ведущие нефтедобывающие компании British Petroleum, Exxon и специально созданная сервисная компания Alyeska Pipeline Service Company.

Строительство Трансаляскинского нефтепровода стало крупнейшим инженерно-технологическим творением. Он был построен в условиях вечной мерзлоты, полярной ночи, в суровом и уязвимом краю с очень высокой сейсмичностью и стал наиболее защищенным трубопроводом в мире. Так, уникальная «труба» диаметром 48 дюймов (120 см) была найдена в Японии. Она была изготовлена из стали особой прочности, была достаточно эластична и упруга, под давлением она расширялась, а после снятия нагрузки возвращалась в исходное состояние, стойко переносила деформации и не разрывалась при натяжении.

В зоне вечной мерзлоты примерно половина длины нефтепровода – около 680 км – было проложено над землей на специальных шестиметровых опорах.

Всего было установлено 78 тыс. опор с компенсаторами, отдающими тепло в атмосферу, позволяющими трубе скользить по специальным металлическим рельсам в горизонтальном направлении, а при помощи специальной гравийной подушки – вертикально. Это было вызвано высокой температурой нефти – 80 градусов по Цельсию, поступавшей на поверхность, а условия вечной мерзлоты не позволили прокладывать трубопровод в земле. Подземные участки нефтепровода были проложены на глубине от 2,5 до 5 м в обычных теплоизолированных или охлаждаемых траншеях в зависимости от характеристик грунта. 

На переходе через Юкон нефтепровод был закреплен на единственном на реке в США мосту Э.Л. Паттона (бывшего президента сервисной компании) длиной 688 м, построенном в 1975 году. Прокладка трассы осуществлялась зигзагообразной ломаной линией для компенсации напряжений, вызываемых смещением почвы при очень сильных продольных сейсмических колебаниях, а также при тепловом расширении металла.

Стоимость строительства нефтепровода – 8 млрд долл., что составляло значительную по тем временам сумму. Тем не менее затраты окупились за 7 лет. Он перекачивает около 17% добываемой в США нефти. 

Перед строительством нефтепровода сначала была проложена дорога стоимостью 300 млн долл., на которой разместили 29 строительных лагерей. На строительство было привлечено 70 тыс. рабочих с зарплатой 2–3 тыс. долл. в неделю. 

Девизом стройки была надежность. Пустой нефтепровод способен выдерживать морозы до –57 градусов по Цельсию, а заполненный – жару до +63 градусов по Цельсию. В конце трассы температура нефти опускается за счет естественного охлаждения до 30 градусов.

Трубопровод был спроектирован американским инженером русского происхождения Егором Павловичем Поповым. Посетивший Аляску известный советский журналист Василий Песков, которому не откажешь в природной наблюдательности и правдивости, назвал его восьмым «чудом света». Нефтепровод протяженностью 1288 км пересекает около 800 рек и речек, в том числе крупнейшую реку Аляски Юкон, три горных хребта и три активных геологических разлома, в том числе один из длиннейших в мире надвиговый разлом Денали. Для доставки оборудования к нефтяным месторождениям Прадхо-Бей и обслуживания Трансаляскинского нефтепровода в 1970-х годах было построено шоссе Далтон – единственная на Аляске дорога, пересекающая полярный круг.  Максимальная пропускная способность «трубы» – 2136 барр./сут. Трубопровод был спроектирован так, чтобы выдержать землетрясение силой в 8,5 балла (сильнейшее в ХХ веке землетрясение на Аляске произошло в марте 1964 года силой 9,2 балла по шкале Рихтера). 

Анкориндж – столица Аляски, возродившаяся благодаря строительству нефтепровода.   Фото Френка Ковальчека

Двенадцать насосных станций, размещенных вдоль нефтепровода на расстоянии 80–160 км друг от друга, со скоростью около 10 км/час качают нефть, обогащенную на терминальном месте погрузки сжиженным газом.

Нефть проходит весь путь за пять с лишним суток. Раз в три недели трубопровод специальным снарядом очищают от парафина, который образуется на его стенках. Электронная запись снаряда позволяет определить любые появляющиеся повреждения. Осуществляется вертолетное обследование по нескольку раз в день, кроме того, спутниковая связь используется для раннего обнаружения любой аварии.

Строительство вызывало большие опасения экологов. Однако в результате широких исследований были соблюдены все их требования. В сейсмически опасных местах труба помещена в резиновые «хомуты», позволяющие ей без разрыва колебаться на 3 м в каждую сторону по горизонтали и на 160 см по вертикали. Все это было продумано и спроектировано специально для этого нефтепровода с целью предотвратить нанесение ущерба природе. В итоге на охрану окружающей среды было затрачено 7 млрд долл., что практически равно стоимости самого нефтепровода. 

Специально были сделаны переходы для северных оленей карибу, чтобы они могли проходить под трубопроводом и над ним. Трасса менялась в зависимости от обнаруженных на пути гнездовий редких птиц. Охотникам не разрешалось появляться на расстоянии 8 км по обе стороны «трубы». Иными словами, добыча нефти и охрана природы были совместимы.

В 2011 году, выступая в Архангельске на втором международном форуме «Арктика – территория диалога», вице-президент РАН академик Николай Лаверов отметил: «Трансаляскинский нефтепровод стал одним из примеров надежных конструкций, обеспечивающих возможность его сохранения при землетрясениях до 8,5 балла по шкале Рихтера». Такая оценка не случайна, 3 ноября 2002 года этот трубопровод выдержал испытание при землетрясении магнитудой 7,9 балла в зоне регионального разлома Денали. Эпицентр землетрясения располагался в 80 км к западу от трубопровода, но горизонтальные смещения трубопровода в зоне разлома достигали 2,5 м, а вертикальные – 1,5 м. Было разрушено несколько демпферных конструкций, но сам трубопровод не был поврежден. При таких смещениях на участках длиной около 600 м трубы располагаются на рельсовых и демпферных конструкциях, компенсирующих возможные перемещения грунтов земли в горизонтальных (до 6 м) и вертикальных (до 3 м) направлениях.

Строительство нефтепровода и его эксплуатация вызвали развитие городов Анкоридж, Фэрбенкс, Валдиз. На предприятиях нефтяного комплекса занят каждый десятый житель Аляски. Доходы оказались такими большими, что на Аляске были отменены подоходный налог и налог на покупки. Более того, власти штата организовали из нефтяных отчислений специальный постоянный фонд Аляски, из которого каждый житель штата получал ежегодный чек на 800 долл.

Нефтяной бум не вечен, как и не вечно любое творение человека. В 2006 году нефтепровод был закрыт для ремонта из-за прорыва в районе месторождения Прадхо-Бей и утечки около миллиона кубометров нефти. Тогда сырой нефтью покрылась заснеженная тундра площадью 1 га на малонаселенном Северном побережье Аляски, проработав 29 лет без аварий, выдержав катастрофическое землетрясение. И сегодня по нефтепроводу ежесуточно перекачивается около 600 тыс. барр. нефти.

Прошло 40 лет с начала практически безупречной работы Трансаляскинского нефтепровода, который до сих пор является одновременно символом инженерной мысли и строительно-эксплуатационным примером для тех, кто сегодня начинает освоение углеводородов Арктики.