Изобретатель "насоса вверх ногами" Арутюнов А.С. - как создавался погружной скважинный насос

В первой четверти прошлого столетия выдающийся российский изобретатель армянского происхождения Армаис Саркисович Арутюнов создал то, без чего не смогла бы появиться на свет ни одна модель современного скважинного насоса - погружной электродвигатель.

Практически одновременно Арутюновым была разработана и другая часть задуманного им электрического агрегата - сам скважинный насос, конструкция которого легла в основу современных глубинных насосов как для нефтяных скважин, так и для скважин на воду

Всё началось в Российской империи, в городе Тифлис (так тогда назывался Тбилиси). В семье видного армянского предпринимателя того времени Саркиса Казаровича Арутюнова, владельца мыловаренного завода «Мыловаренный завод Арутюнова», выпускавшего мраморное мыло ( на всемирной Парижской выставке 1900 г. его экспонат в виде Тифлисской церкви Святого Георгия был удостоен золотой медали) 21 июня 1893 года родился сын Армаис.

Армянин, выросший в Грузии и закончивший русскую школу. Парень получил хорошее образование как домашнее, так и государственное высшее (г. Санкт-Петербург), энергичен и предприимчив в отца и деда (известный в России торговец и знаток мехов). Увлекался электротехникой, новым и модным тогда направлением, с 16 лет.

В то время считалось, что нельзя сделать электродвигатель малого диаметра и большой мощности, который можно было бы использовать при скважинной добыче нефти. Однако Армаис нашёл интересное решение: чтобы развивать достаточную мощность необходимо обеспечить работу двигателя на высоких скоростях. Размышляя над этой идеей, молодой изобретатель пришел к нестандартному конструкторскому решению - он установил двигатель ниже насоса, что позволяло охлаждать двигатель в потоке движущейся вверх нефти.

Как напишут потом историки техники в США, количество патентов изобретений, которое можно было оформить на первый насос Арутюнова, достигало 90! Речь идёт не только об электрическом двигателе большой мощности с наружным диаметром 6-8 дюймов (15,24 см – 20,32 см). Хотя уже здесь научных тем на десятки докторских диссертаций - конструкция подпятников упорных подшипников, расчёты опор длинных валов, радиальные подшипники скольжения и прочая, и прочая... Это каких же изощрённых мозгов должен быть конструктор, завернувший поток в направляющем аппарате насоса в обратную сторону, к валу насоса! Достигнутый результат при этом выглядит просто и элегантно.

Разработка двигателя и насоса Арутюновым А.С. и Домовым В.К. была закончена в 1916 году, тогда же был изготовлен и первый экспериментальный насос. Накануне первого испытания Арутюнов доработал конструкцию своего насоса: направляющий аппарат ступени, который ранее стоял вне рабочего колеса, он разместил за ним. Это привело к увеличению диаметра рабочего колеса и, как следствие, значительно увеличило напор ступени. Такая доработка существенно повышала производительность насоса. А затем Арутюнов объединил оба своих инновационных решения, присоединив скважинный насос к погружному электродвигателю.

Испытания первого образца этого агрегата были проведены на территории сталелитейного завода в Екатеринославе (ныне Днепр) – там располагалась мастерская Арутюнова. Там же произошло и его первое функциональное использование, причем применен он был в нестандартных условиях и необычным образом: мало того, что на поверхности, так еще и в горизонтальном положении (в большой ванне, заполненной водой) – из соображения экономии средств! Но полноценно протестировать насос на таком испытательном стенде не успели – к ночи на заводе начался пожар. Горело сильно и масштабно. Пожарные приехали вовремя и тушили правильно, но пожар усиливался. Тут-то и прославил Арутюнова его инженер. Он подвесил экспериментальный образец скважинного электронасоса в горизонтальное положение и включил его. Гигантским, по понятиям пожарных, напором было смыто всё, что горело. А Арутюнов утром проснулся знаменитым. Это было первое применение скважинного электронасоса его конструкции!

Во время ПМВ, при одном из заводов оборонной промышленности, налажено производство погружных электродвигателей буров для нужд армии . По окончанию войны Армаис уезжает в Германию (по другим сведениям в Австрию) с целью начала производства нефтяных скважинных насосов уже на немецкой земле. В Германии Армаис регистрирует первое своё предприятие: REDA - "Russian Electrical Dynamo of Arutunoff".

В 1923 году Арутюнов уезжает в США, в Калифорнию, где Армаис пытается продать свое изобретение представителям нефтяного бизнеса, но ему было отказано под обоснованием, что работа его двигателя противоречит всем законам электричества.

Затем инженер переехал в штат Оклахома, где Александр Клайд, который работал на «Philips Petroleum» и нуждался в методе добычи нефти больших объёмов из скважин, расположенных в Канзасе, штат Оклахома, услышал про его изобретение и решил, что такой насос будет работать. С его помощью были проведены переговоры с Phillips Petroleum Company о тестировании оборудования, и затем в 1928 году Арутюнов переехал в город Бартлсвилл и основал "Bart Manufacturing Company", которая позже, в 1930 году, была переименована в «REDA Pump»

C тремя сотрудниками Армаис изготовил и установил первый насос на скважину Эль-Дорадо поблизости от города Бернс, штат Канзас. 

                       Первое испытание погружного насоса на скважине Эль-Дорадо, Канзас (Арутюнов третий справа)

Новость об удачном испытании его насоса вызвала немалый переполох в нефтяном сообществе. Даже газета The New York Times послала ему телеграмму:"Пожалуйста, вышлите хорошие фотографии вашего насоса, который работает вверх ногами".

                             Создатель погружного скважинного насоса и его детище

С этого момента в истории погружные насосы Арутюнова начали своё победное шествие по нефтяным промыслам, а основная инновационная составляющая этого агрегата – погружной двигатель, до сих пор не потерял своего значения и известен во всем мире как «Русский электродвигатель Арутюнова».

А Армаис начал ту жизнь, за которую так не любили советские инженеры своих коллег эмигрантов. Жаркие летние дни и холодные дни зимы он с семьей проводил в Калифорнии Беверли-Хиллз в своем большом доме (позже дом был продан актёру Винсенту Прайсу). Также он любил отдыхать на Гавайях и нередко летал туда с друзьями. Таких людей не очень любила вспоминать родина. Общую тональность отношения оставшихся к эмигрировавшим, удачно передал Капица в письме друзьям в Америку: «Мы тут на нарах паримся, а они там на пуховых перинах спят».

Время шло, Арутюнов продолжал печь патенты, насосы успешно работали на нефтепромыслах, а у нас работали качалки. К 1937 году Арутюнов создал очередной шедевр — открытое рабочее колесо, колесо без покрывных дисков и серию погружных насосов для двухдюймовой (!) трубы — "Х серия". В 1938 г. было подсчитано, что 2% всей нефти выкаченной на территории США , выкачивалась насосами REDA.

Во время ВМВ, в 1943 году, по ленд-лизу США передали в СССР, для вновь открытых нефтяных месторождений в Татарии и Башкирии, 53 штуки установок для нефтедобычи с погружными насосами Арутюнова. По принятой в СССР практике "технического инжиниринга" часть оборудования была всесторонне изучена. Изучал установки и насосы Александр Антонович Богданов. Он вошел в состав правительственной (!) делегации, посетившей в Америке Арутюнова.

Отправной точкой здесь можно считать его выступление на техническом совещании Министерства нефтяной промышленности СССР 20 декабря 1949 г., где Богданов подробно изложил историю развития установок погружных насосов в США, их характеристики, эксплуатационные и экономические показатели, область применения и обслуживание. Там же освещался опыт применения установок, полученных в 1943 г. по ленд-лизу, на промыслах СССР.

                         Богданов второй слева направо в нижнем ряду

Приказ Министра нефтяной промышленности Н. К. Байбакова «Об организации производства бесштанговых насосов и о внедрении их в нефтяную промышленность» появился почти через год – 27 сентября 1950 г. Речь в нём шла о создании Особого конструкторского бюро по бесштанговым насосам (ОКБ БН).

Что до Арутюнова: он жил и работал пока не умер в феврале 1978 г. в Бартлсвилле. Его портрет находится в Зале Славы Оклахомы.