Как Армаис Арутюнов изобрел перевернутый насос для нефти — технологию, которая на десятки лет опередила время
В начале XX века изобретатель Армаис Арутюнов разработал насос с электродвигателем, который навсегда изменил нефтяную промышленность. Правда, произошло это не сразу. Изобретению пришлось героически пережить пожар и революцию, чтобы затем побывать почти на каждом месторождении в мире и в итоге триумфально вернуться на родину.
В доме владельца мыловаренного завода Саркиса Арутюнова с самого утра стоял громкий скрежет: шестнадцатилетний наследник ножницами матери вырезал из листового металла пластины для статора электродвигателя. У мальчика по имени Армаис с детства проявился интерес к электротехнике, которая набирала обороты в начале XX века.
Инженерная мысль и воля случая
Армаис Арутюнов поступил в Петербургский лесотехнический институт и окончил его досрочно за три года. В 18 лет изобретатель основал свою первую фирму «Российское Электрическое Динамо Компании Арутюнова» и тут же загорелся проектом нового типа электродвигателя, который пригодился бы при бурении нефтяных скважин. Многие ученые того времени пытались использовать электродвигатель в качестве забойного агрегата, но никому не удавалось защитить его от проникновения промывочной жидкости и выбуренной породы.
Армаис Арутюнов мыслил нестандартно. Он впервые попробовал наполнять электродвигатель маслом, чтобы при помощи поршня создать внутреннее давление, превышающее давление окружающей среды: так ничего не могло проникнуть внутрь агрегата. Оставалось лишь решить вопрос с охлаждением двигателя. Тогда Арутюнов задумал разместить насос, который выкачивал нефть из скважины, выше двигателя. Эксперименты показали, что поднимающаяся наверх нефть действительно охлаждает двигатель. Тогда Арутюнов сделал насос мощнее и соединил его с погружным электродвигателем, превратив идею в изобретение.
Испытания первого образца забойного агрегата молодой конструктор хотел провести на территории сталелитейного завода в Екатеринославе, где находилась мастерская его фирмы. Вечером перед экспериментом аппарат погрузили в большую ванну с водой, однако протестировать насос не успели — ночью на заводе начался пожар. Даже вовремя прибывшие пожарные не могли справиться с пламенем. В экстренной ситуации один из заводских инженеров подвесил электронасос Арутюнова в горизонтальное положение и включил его. Огромные объемы воды, перекачанные насосом, помогли потушить огонь за минуты. Утром Арутюнов с удивлением узнал о первом успешном применении своего изобретения из газет: все они наперебой писали о чудо-насосе, победившем пожар.
Долгий путь к признанию
В конце 1910-х годов Баку, где работал ученый, стал одним из центров революционного движения, а Первая мировая война плавно перерастала в гражданскую. Арутюнов был вынужден эмигрировать и начал искать деньги на реализацию своего новаторского проекта за рубежом. Аналогов электронасоса в мире еще не было, но продать его оказалось непростой задачей. Спонсоры не верили, что перевернутое устройство с двигателем внизу, да еще и погруженное в буровую жидкость, будет работать. По их словам, это противоречило законам электричества.
Главным способом добычи нефти в начале XX века было тартание — при помощи огромного цилиндрического сосуда, работающего по принципу колодца, нефть вычерпывали из скважины и сливали в небольшие ямы, из которых рабочие вручную переносили жидкость в бочки.
Арутюнов был уверен, что будущее промышленности за электричеством, поэтому продолжил бороться за признание своего изобретения. Он знакомился с главами нефтедобывающих компаний, и однажды в него поверили. Предприимчивые нефтяники доверились армянскому изобретателю и подписали контракт на коммерческую поставку «установок электроприводных лопастных насосов» — так назывался перевернутый насос Арутюнова.
В 1928 году первый улучшенный агрегат удалось запустить на действующем месторождении. Он выглядел как длинный электрический мотор, стоящий на дне скважины «головой» и «ногами» выталкивающий нефть на поверхность. Установка работала без перебоев в течение 16 дней — рекордный срок на тот момент. Новость быстро разлетелась, в нефтяной промышленности начался ажиотаж. Газета The New York Times прислала Арутюнову телеграмму с просьбой: «Пожалуйста, вышлите хорошие фотографии вашего насоса, который работает вверх ногами».
Возвращение домой
За несколько лет скважинные насосы с погружным электродвигателем Арутюнова стали применять на тысячах нефтепромыслов по всему миру. К 1938 году в США такими установками выкачивали 2% всего объема нефти (больше трех миллионов тонн). В СССР первые насосы Арутюнова заработали в 1943 году, когда в страну поставили 53 комплекта оборудования.
После войны лучшие специалисты страны сошлись на том, что российские нефтяники должны использовать технологии Арутюнова. Чтобы перенять опыт, к соотечественнику направили делегацию советских инженеров. Гордый тем, что его идеи признали на родине, изобретатель показал коллегам последние разработки и отдал нужные чертежи.
К началу 1950-х первые отечественные установки Арутюнова приехали на российские месторождения. Мощные электронасосы пригодились и в водном хозяйстве, и даже в атомной энергетике: ими охлаждали трансформаторы на заводах по обогащению урана.
Новые поколения насоса Арутюнова, известные как УЭЦН (установки электрического центробежного насоса), до сих пор используются нефтяниками для механизированной добычи из самых высокопродуктивных пластов. Сегодня при помощи электронасоса, который сто лет назад называли техническим чудом, добывается три четверти российской нефти.
