Именно безаварийная работа системы трубопроводов позволяет доставить весь объем добытой нефти для переработки и далее до потребителя без повышения ее себестоимости. В то же время, согласно статистике, количество отказов на промысловых трубопроводах остается довольно высоким. Это связано в первую очередь с коррозионным износом трубопроводов.
Стоит отметить, что отказы на промысловых трубопроводах пересекающих водные преграды, наносят большой экономический ущерб не только из-за потерь продукта, но и сопровождаются, в большинстве случаев загрязнением окружающей среды, гибелью флоры и фауны, возникновением пожаров и даже человеческими жертвами.
Поэтому к трубопроводам предъявляются очень высокие требования, одним из которых является герметичность.
Среди условий, обеспечивающих избегание неприятных последствий аварийных отказов, важное место принадлежит своевременному и качественному проведению профилактических мероприятий.
Цель исследования: провести анализ аварийности на объектах трубопроводного транспорта (нефть, нефтепродукты).
Задачи исследования:
- Дать классификацию аварий. 2. Провести сравнительный анализ аварийности в России и США. . Выделить факторы устойчивости при воздействии, вызванном внешними причинами.
4. Сделать выводы по проделанной работе.
1. Классификация аварий
Отказом трубопроводов промыслового сбора и транспорта продукции скважин считается нарушение работоспособности, связанное с внезапной полной или частичной остановкой трубопровода из-за нарушения герметичности трубопровода или запорной и регулирующей арматуры или из-за закупорки трубопровода.
Повреждением называется нарушение исправного состояния ПТ при сохранении его работоспособности и не сопровождаемое материальным и экологическим ущербом.
Отказы ПТ делятся на некатегорийные и категорийные, сопровождаемые несчастными случаями и пожарами.
К категорийным относятся отказы, которые расследуются в соответствии с инструкцией Госгортехнадзора России (РД 03-293-99 «Положение о порядке технического расследования причин аварий на опасных производственных объектах»).
К ним относится полное или частичное разрушение объектов добычи и подготовки нефти и газа, внутрипромысловых трубопроводов, сопровождающееся или приведшее к разливу (утечке) нефти в объеме 10 и более кубометров или утечкой природного (попутного) газа в объеме 10 тысяч и более кубометров.
Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую среду
... шельфе, переработки, трубопроводов и других видов транспорта) представляют серьезную опасность для экологии и здоровья населения. Деятельность по добыче и транспортировке нефти приводит и ... структуру общины. Литература: [Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/ekologiya-neftegazovogo-kompleksa/ 1. Авария на нефтяной платформе «Дипуотер хорайзн» в Мексиканском заливе (рус.). 2012. ...
Все остальные отказы некатегорийные расследуются в соответствии с РД 39-132-94 «Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов» [2].
Некатегорийные отказы подразделяются по видам нарушений:
- разрывы и трещины по основному металлу труб, по продольным и кольцевым сварным швам;
- негерметичность по причине коррозии внутренней и внешней;
- негерметичность запорной и регулирующей арматуры;
- потеря герметичности трубопровода от внешних механических воздействий;
- потеря пропускной способности трубопровода из-за образования закупорок.
Некатегорийные отказы ПТ подразделяются на отказы 1-й и 2-й групп.
К отказам 1-й группы относятся отказы на внутриплощадочных напорных внутри- и межпромысловых нефтепроводах на участке от дожимной насосной станции (ДНС) до центрального пункта сбора (ЦПС) или от комплексного сборного пункта (КСП) и далее до магистральных нефтепроводов.
К отказам 2-й группы относятся отказы на газопроводах, на нефтесборных трубопроводах на участке от групповой замерной установки (ГЗУ) до ДНС, а также на водоводах.
Аварийный разлив нефти (АРН) — любой сброс и поступление нефти, произошедший как в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы стихийного или иного бедствия, так и при транспортировке нефти, при строительстве или эксплуатации объекта, а также в процессе производства ремонтных работ.
Важным аспектом проблемы аварийных разливов нефти является исследование причин их возникновения. Аварийные разливы продукции скважин на объектах добычи нефти, как правило, происходят вследствие нарушения герметичности оборудования и трубопроводов. В большинстве случаев к основным факторам, способствующим возникновению аварии с разливами нефти относятся:
- наличие опасных веществ — нефти и газа — в больших количествах;
- проведение технологических процессов под давлением;
- наличие в нефти механических примесей, обуславливающих абразивный износ оборудования и трубопроводов;
- коррозионная активность составляющих сырой нефти.
Основные возможные причины и факторы, способствующие возникновению и развитию аварий на промысловых, межпромысловых трубопроводах:
- Разлив нефти, в результате механического повреждения трубопровода и линейного оборудования;
- Наличие блуждающих токов в грунте способствует ухудшению свойств металла стенок трубопровода, создает опасность разгерметизации нефтепровода;
- Перекачка нефти под избыточным давлением, создает опасность разгерметизации трубопровода;
- Пересечение трубопровода с автодорогами (воздействие нагрузок от движения автомобилей и изменение давление в грунте под автомобильными дорогами);
- Разгерметизация трубопровода, в результате физико-химического воздействия;
- Несоответствие качества металла и геометрических параметров труб требованиям ГОСТ, неудовлетворительное качество сварных швов, наличие циклических нагрузок при перекачке нефти, старение металла труб, укладка трубопровода в траншею в напряженном состоянии при строительстве и капитальном ремонте в итоге приведет к разгерметизации нефтепровода;
- Частые пуски и остановки нефтеперекачивающих агрегатов, быстрые открытия и закрытия задвижек, всевозможные вибрации приводят к возникновению в трубопроводах нестационарных процессов, сопровождаемых резкими колебаниями давления, что в свою очередь может привести к разгерметизации трубопровода;
- Разгерметизация трубопровода, в результате внешнего воздействия;
2.
Сравнительный анализ аварийности в России и США
| Характеристика / страна | Общая протяженность трубопроводов, тыс. км / экспозиция, всего | Магистральные газопроводы | Магистральные нефтепроводы | Магистральные нефтепродуктопроводы | Магистральные трубопроводы сжиженных углеводородных газов (МТ СУГ) |
| Россия | 254.5 | 180 | 52.9 | 21.6 | 1.7 |
| США | 768.8 | 480.8 | 88.8 | 94.8 | |
| Экспозиция наблюдения аварийности, млн км/год | |||||
| Россия | 3.5 | 2.3 | 0.86 | 0.31 | 0.02 |
| США | 20.0 | 13.0 | 2.0 | 2.8 | 2.2 |
Отметим, что общее число зарегистрированных аварий в базах данных по состоянию на 2015 г. составляет в России — 502 и в США — 4019. Данное различие вызвано фактом покрытия статистическими данными разных периодов: если в США сбор информации ведется начиная с 1984 г., то в России регулирующие органы начинают публиковать открытую статистику лишь с 1999 г. Помимо этого, различия в определении аварийного события в двух странах не позволяют добиться исчерпывающего сравнительного соответствия (табл. 2).
Другим отличием является то, что в России преобладают сравнительно недавно введенные в эксплуатацию трубопроводы больших диаметров (более 1 м), а США характеризуются наличием разветвленной сети старых (возрастом свыше 30 лет) трубопроводов малых диаметров [7, c.16]. Таблица 2 Определение аварийного события в базах данных по аварийности
| Характеристика / страна | Критерии определения аварии | ||||
| Объем утечки, м3 | Несчастный случай с летальным исходом | Пожар, взрыв | Экон. ущерб, в том числе от загрязнения окружающей среды | Другие | |
| Газопроводы | |||||
| Россия | Более 10,000 | + | + | — | Повреждение или разрушение соседних объектов |
| США | — | + | — | Более $50,000 | — |
| Нефте- и нефтепродуктопроводы | |||||
| Россия | Более 10 | + | + | + | Превышение объема утечки легкоиспаряющейся жидкости более 1 м3 в сутки |
| США | Более 7.9550 баррелей) | + | + | Более $50,000 | — |
Основной статистической характеристикой аварийности на магистральных трубопроводах является интенсивность аварий (табл. 3), выражающаяся в числе аварий за единицу времени на единицу длины трубопровода (как правило, за год на 1,000 км).
Таблица 3 Показатели аварийности российских и американских трубопроводных систем
| Характеристика / страна | Количество аварий | Экспозиция наблюдения аварийности, тыс. км лет | Интенсивность аварий, в год на 1,000 км | Интенсивность аварий за последние 5 лет, в год на 1,000 км |
| Газопроводы | ||||
| Россия (1999-2015) | 313 | 2298 | 0.14 | 0.09 |
| США (1993-2015) | 1211 | 9400 | 0.13 | 0.11 |
| Нефте- и нефтепродуктопроводы, а также МТ СУГ | ||||
| Россия (1999-2015) | 189 | 1165 | 0.18 | 0.07 |
| США (1993-2015) | 5100 | 0.53 | 0.43 | |
При анализе этих данных отмечается двукратное снижение аварийности на российских магистральных газопроводах за последние 10 лет, обусловленное завершением периода врабатываемости оборудования и применением знаний прошлого опыта аварий. Следует подчеркнуть, что в силу долгосрочности процессов износа материала трубопроводов, основной вклад в причины аварийности вносят непредсказуемые внешние природные и антропогенные воздействия. Ввиду природно-климатических различий российские магистральные трубопроводы отличаются повышенными энергетическими затратами, что повышает риск аварийности объектов и травматизма персонала. Однако в последние годы показатель интенсивности аварий на магистральных трубопроводах как России, так и США стабилизировался на отметке 0.1 аварий в год на 1000 км для газопроводов и около 0,1-0,4 аварий в год на 1000 км для нефте- и нефтепродуктоводов. Данные по летальному травматизму при авариях приведены в табл. 4. Таблица 4 Летальные исходы при авариях на российских и американских трубопроводных системах
| Характеристика / страна | Количество аварий с гибелью людей, штук | Количество погибших при авариях, чел. | Условная вероятность аварий с гибелью людей | Частота гибели людей при авариях, чел. в год на 1000 км |
| Газопроводы | ||||
| Россия (2000-2015) | 11 | 15 | 0,04 | 0,007 |
| США (1993-2015) | 23 | 42 | 0,02 | 0,005 |
| Нефте- и нефтепродуктопроводы, а также МТ СУГ | ||||
| Россия (2000-2015) | 11 | 14 | 0,06 | 0,012 |
| США (1993-2015) | 26 | 39 | 0,01 | 0,008 |
3. Факторы устойчивости при воздействии, вызванном внешними причинами
| Тип трубопровода | Газопроводы | Нефте- и нефтепродуктопроводы, МТ СУГ |
| Классификация территорий | Деление территорий вдоль магистрального трубопровода на 4 класса по плотности застройки | — |
| Требования по безопасным расстояниям | Не установлены | 15 м от жилых домов, промышленных зданий и мест скопления людей |
| Способы обеспечения безо- пасности при прокладке трубопроводов на густонаселенных территориях | Ограничение уровня расчетных кольцевых напряжений величиной 0,72÷0,4 от нормативного предела текучести металла трубы. Уменьшение расстояния между за- движками (с 16 до 4 км).
Увеличение глубины заложения/ высоты засыпки. Ограничение рабочего давления |
Требование по соблюдению безопасных расстояний (15 м) может быть отменено при дополнительном заглублении МТ на 0.3 м |
| Нормативные документы | Pipeline Safety Regulations — 49CFR Parts 190, 191, 192, 193, 194, 195, 198 and 199, revised as of October 1, 2011, U.S. Department of Transportation, Research and Special Programs Administration, Washington, D.C. | |
Заключение, В результате проделанной работы нами был проделан анализ
При эксплуатации промышленных трубопроводов (водоводы высокого давления, нефтесборные коллектора, напорные и магистральные трубопроводы и т.д.) существует актуальная проблема в том, что при порыве трубопроводов происходит загрязнение окружающей среды, которое в свою очередь влечет за собой огромные экологические штрафы и затраты на ликвидацию последствий аварии со стороны эксплуатирующего предприятия. А так же существенный урон экологии.
Особое место занимают порывы на переходах трубопроводов через реки и озера, а так же порывы в пойменной зоне водных объектов. Порывы трубопроводов на водных объектах гораздо опаснее порывов на наземной части тем, что многократно увеличивается площадь загрязнения, время и средства на локализацию зоны загрязнения и ликвидацию последствий аварии, а так же наносится более серьезный вред окружающей среде. Ежегодно в бассейны рек и водоемы попадают сотни тысяч тонн нефти, в результате на воде образуется тонкая пленка, препятствующая газообмену. Основная задача при ликвидации последствий аварийных разливов нефтепродуктов на водной поверхности — ни при каких обстоятельствах не допустить загрязнения береговой полосы, так как в этом случае затраты на ликвидацию последствий аварии возрастают многократно.
Сложность устранения аварийных разливов на водных поверхностях заключается в том, что возникает необходимость привлечения дорогостоящего оборудования и спецтехники (моторные лодки, боновые заграждения, нефтесборное оборудование и техника).
Дополнительная сложность заключается (в большинстве случаев) в отсутствии подъездных путей для спецтехники.
Не стоит также забывать о том, что пластовая вода (сеноман) полностью растворяется в воде (в отличие от нефти) и приводит к гибели растительного и животного мира
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/razliv-nefti-na-vodnyih-obyektah/
1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» // Собрание законодательства Российской Федерации. 2008. №30. Ст. 3579.
2. РД 39-132-94 «Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов».
3. РД 03-293-99 «Положение о порядке технического расследования причин аварий на опасных производственных объектах».
4. СП 34-116-97 «Инструкция по проектированию, строительству и реконструкции промысловых нефтегазопроводов».
5. ВСН 005-88 «Строительство промысловых стальных трубопроводов».
— Лисанов М.В. и др. Анализ риска магистральных нефтепроводов при обосновании проектных решений, компенсирующих отступления от действующих требований безопасности // Безопасность труда в промышленности. — 2010. — №3. — С. 51-59.
— Лисанов М.В. и др. Анализ российских и зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта // Безопасность труда в промышленности. — 2010. — №7. — С. 16- 22.
— Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах. Сер. 27. Вып. 1. М.: Промышленная безопасность, 2005. 118 с.
— Олейник А.П. Сравнительный анализ аварийности на объектах трубопроводного транспорта в России и США // Вестник РУДН. — №4. — 2016. — с.84-90.
— Савина А.В. Анализ риска аварий при обосновании безопасных расстояний от магистральных трубопроводов сжиженного углекислого газа до объектов с присутствием людей: дисс. … канд. техн. наук. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2013.
