О том, что такое современная нефтегазовая труба, какие требования предъявляют нефтяники и газовики, как сохранить экологию Арктики и Дальнего Востока журналу «Эксперт» рассказал заместитель генерального директора ТМК по научно-техническому развитию и техническим продажам Сергей Чикалов.

— Лишь в одной России больше десятка трубных заводов. В чем уникальность продукта ТМК?

— Добыча природных ресурсов с каждым годом становится все сложнее. Запасы углеводородов в традиционных районах добычи истощены — человек забрал практически все, что было в легком доступе. Добыча нефти и газа уходит в Арктику, в такие регионы, как Дальний Восток. Новая ресурсная база требует качественно иного подхода — месторождения удалены от основных транспортных путей, условия залегания нефти и газа сложные, климатические условия в этих районах суровые.

Еще один фактор — особые экологические требования. Арктика и Дальний Восток — это регионы с нетронутой природой, с тем немногим, что нам осталось от первозданной планеты. Поэтому при добыче ресурсов в таких районах действует жесткое правило: не навреди. Надо сказать, что нефтегазовые компании, работающие в этих регионах, это хорошо понимают.

У любой нефтегазовой компании есть стратегия добычи в подобных регионах, специфических продуктах и материалах для добычи и транспорта углеводородов. Поэтому мы поставляем партнерам не просто трубы, а комплексные трубные решения, чтобы они выполнили не только план по добыче, но и требования экологов по строительству и эксплуатации объектов. Для каждого месторождения ТМК предлагает свои высокотехнологичные решения.

Экстремальная добыча

— А если говорить про добычу?

— Это зависит от специфики добычи в разных районах. Например, на том же Сахалине наклонные скважины могут быть длиной до 15 километров — это огромный участок. Причем если у устья скважины бурение идет вертикально, то на то на забое профиль скважины переходит в горизонталь.

Современная скважина — это колоссальные нагрузки на трубные колонны в процессе строительства. Для устойчивости к нагрузкам требуются не только высокопрочные трубы, но и специальные виды резьбовых соединений, технология контроля за сборкой соединений спуском колонны. Кроме высокой прочности отдельной колонны речь идет и об определенных требованиях к герметичности резьбовых соединений — для нефти нужна одна технология, для газа — другая, чтобы обеспечить газогерметичность. Мы, как инженеры, решаем эти задачи.

При этом вся линейка нашей продукции сегодня построена так, что нет ни одной задачи, в России уж точно, которую нельзя было бы решить каким-то из наборов соединений ТМК. На Сахалине, например, мы тесно работаем с международными мейджорами — компаниями Shell и ExxonMobil. Решения, которые мы находим при таком взаимодействии, на первом этапе — импортозамещающие, а в последующем, после определенных доработок под особенности месторождения, переходят на следующий этап — импортоопережения. Благодаря такому сотрудничеству премиальная линейка ТМК сегодня одна из самых широких и эффективных в мире.

— Тем не менее экология герметичностью труб не ограничивается.

— Да, нашим клиентам мы предлагаем целую линейку продуктов, повышающих экологичность производств. Например, специальные виды покрытий для резьбовых соединений. Они позволяют, в первую очередь, сократить вредные производственные отходы. Для резьбовых соединений семейства TMK UP таким решением стало сухое смазочное покрытие Green Well — композиционное покрытие с полимерной матрицей. Его применение существенно повышает чистоту на буровой — трубы поставляются без консервационной смазки, которую потом нужно снимать. А перед свинчиванием на них не нужно наносить специальные смазки для уплотнения резьбы. Кроме того, клиенту сегодня нужно не просто поставить трубы, а проинструктировать по сборке, свариванию, свинчиванию, пояснить специфические условия для правильной эксплуатации. И на этом этапе вокруг продукта появляется сервис. Этот процесс сопровождается нашими инженерами, которые приезжают и обучают партнеров, помогают собирать колонны быстро и безопасно, что препятствует возникновению различных инцидентов.

У каждого нашего партнера — крупной энергетической компании есть своя программа экологической защиты, и мы являемся полноценными участниками этого процесса.

Испытание трубой

— У вас много конкурентов?

— Труба — это не просто полый стальной цилиндр, это сложный инженерный продукт, требующий подбора материалов, технологий и сопровождения. Производство премиальных нефтегазовых труб — это своего рода элитный клуб, в котором состоит ограниченное число компаний. Это пул производителей премиальных трубных решений на все случаи жизни — высокомоментных, газогерметичных и так далее. Все это мы умеем делать достаточно успешно.

Во всем объеме производства ТМК таких труб может быть один-два процента. Но это высший пилотаж. Если ты лидер на рынке, ты должен уметь это делать. Те, кто делает коммодитиз, классические металлурги, просто туда не идут.

— Говоря об эволюции, откуда и куда идет трубная отрасль?

— Раньше были простые марки стали, которые использовались повсеместно и специально не подбирались под условия эксплуатации. «Стандартные» трубы поставлялись на все месторождения, а дальше — дело случая: где-то труба работала год, где-то — десять лет, а при удачном стечении обстоятельств — до тридцати лет и более.

Сегодня трубники подбирают материал, который выдерживает специальные условия эксплуатации: низкие или высокие температуры, осложняющие факторы в виде коррозионно-активных сред в различных сочетаниях и концентрациях. Это серьезная материаловедческая наука, практика, опыт.

Кроме того, одно из ключевых направлений трубной отрасли — резьбовые соединения. Когда нужно сделать колонну, которая горизонтально уходит на 12 километров в скважину и вся эта масса держится на резьбе, то и соединение должно быть максимально прочным. При этом внутри колонны возникает высокое давление и особые условия — температура, газы. А снаружи на конструкцию воздействует давление пластов. Трубы, которые выдерживают такие условия, сначала должны пройти проверку в лабораторных условиях по международным стандартам. Например, газогерметичные соединения испытываются по 260 точкам нагружения в разных режимах.

— Как вы проводите проверку?

— Создание резьбового соединения — это серьезная инженерная задача. Сегодня моделирование резьбового соединения начинается с создания цифрового двойника и моделирования его работы при различных нагрузках. В своих лабораториях мы прогоняем в цифровом формате сотни тысяч вариантов соединения, подбирая оптимальный. Затем выбираем лучшие версии, изготавливаем опытные образцы, испытываем на своем стенде в Научно-техническом центре в Сколково.

Этот стенд существенно ускоряет тестирование продукции. Раньше в нашей стране подобных стендов не было. Мы ездили в иностранные испытательные центры, вставали в очередь, через год начинались испытания. Еще через полгода могли узнать, что с резьбой или трубой что-то не так. И все заново. Сегодня все этапы — разработка, расчеты, испытания — сосредоточены в одном месте, и для нас это резкое ускорение цикла вывода новых продуктов на рынок. То, что раньше занимало два года, сегодня можно сделать за четыре-пять месяцев.

Сибирский мегапроект

— ТМК поставляет трубы не только для нефтяников, но и для газового проекта «Сила Сибири». Какие требования предъявлял «Газпром»?

— Одной из особенностей проекта было то, что в составе природного газа на Чаянде и Ковыкте есть ценный ресурс — гелий, который планируют отделять на Амурском ГПЗ. Это газ с высокой проницаемостью.

И поэтому, когда мы говорим, что газогерметичное соединение не должно пропускать природный газ, — это одно, а когда оно не должно пропускать гелий — это уже другой уровень сложности. Для проекта потребовались специального вида уплотнения типа «металл-металл», после чего были проведены специфические испытания на герметичность по гелию, которые мы организовывали совместно с «Газпром ВНИИгазом».

Это была интересная инженерная задача, учитывая, что такого рода испытания и ВНИИгаз раньше не проводил. Благодаря совместным усилиям, совместной работе был создан новый продукт.

— Вы поставляли трубы и для магистралей?

— Да, стоит отметить, что «Газпрому» для реализации проекта «Сила Сибири» нужна была не простая магистральная труба, а труба с повышенной деформационной способностью для работы в зоне активных тектонических разломов. При высокой прочности она должна сохранять пластичность и не разрушаться при тектонических сдвигах и землетрясениях. Для реализации решения мы подобрали материалы и провели специфический набор испытаний.

— Вместе с «Газпромом» вы также разрабатываете «умные» трубы. Что это такое?

— Это разработка, созданная для мониторинга напряженно-деформированного состояния газопроводов. Зачем это нужно? Чтобы обеспечить надежность и безопасность транспорта газа в сложных условиях — грунтовых, гидрологических, сейсмических и так далее. Труба оснащена датчиками, которые позволяют не только в онлайн-режиме контролировать состояние трубы, но и выявлять незапланированные нагрузки участков газопровода и таким образом предотвращать аварийные ситуации. Мы первыми в мире разработали и освоили промышленное производство «умных» труб. Опытно-промышленный образец уже успешно прошел испытания.