Развитая система трубопроводного транспорта и его эффективная работа в настоящее время является одним из важнейших факторов, наряду с добычей и переработкой нефти, обуславливающих успешную деятельность любого нефтегазодобывающего предприятия, от деятельности которых зависит и экономика страны.
Оглавление
Введение
. Классификация аварий 2. Сравнительный анализ аварийности в России и США . Факторы устойчивости при воздействии, вызванном внешними причинами
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность исследования. Развитая система трубопроводного транспорта и его эффективная работа в настоящее время является одним из важнейших факторов, наряду с добычей и переработкой нефти, обуславливающих успешную деятельность любого нефтегазодобывающего предприятия, от деятельности которых зависит и экономика страны. В связи с этим выбранная тематика, несмотря на узкую направленность, входит в актуальное русло проблем энергетики России и обращает внимание на существующую в настоящее время проблему неэффективной эксплуатации промышленных трубопроводов в силу их высокой подверженности аварийностям.
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.
Скидка 100 рублей на первый заказ!
Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.
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.
Все остальные отказы некатегорийные расследуются в соответствии с РД 39-132-94 «Правила по эксплуатации, ревизии, ремонту и отбраковке нефтепромысловых трубопроводов» [2].
Скидка 100 рублей на первый заказ!
Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.
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;
Закажите работу от 200 рублей
Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.
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;
Закажите работу от 200 рублей
Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.
· 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;
· Разгерметизация трубопроводов, в результате землетрясения, наводнения, оползни и т.д. 2. Сравнительный анализ аварийности в России и США Как в России, так и в США данные по аварийности на трубопроводах собираются на государственном уровне в соответствии с национальным законодательством. В нашей стране регулирующим органом выступает Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор), в США — Управление по безопасности трубопроводов и опасным материалам Министерства транспорта (Office of Pipeline Safety under the Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, PHMSA). Собираемые данными организациями статистические сведения находятся в открытом доступе [9, c.84]. На территории России проложена уникальная по протяженности и производительности система магистральных трубопроводов нефти, газа и нефтепродуктов. Несмотря на то, что данные по аварийности демонстрируют низкую вероятность возникновения аварий, приводящих к гибели людей, в настоящее время существует опасность возникновения экстренных ситуаций, связанных с эксплуатацией магистральных трубопроводов, перекачивающих нестабильные углеводородные жидкости, которые при аварийном выбросе могут образовывать облака топливно-воздушных смесей, характеризующихся способностью дрейфовать на расстояния до нескольких сотен метров с сохранением способности к воспламенению. Одним из наиболее эффективных способов обеспечения безопасности людей является «защита расстоянием» — их удаление от опасного источника на необходимую дистанцию. После уфимской катастрофы 1989 г., унесшей жизни более пятисот человек, в СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы» был внесен ряд изменений, повлекших заморозку проектирования и строительства новых продуктопроводов сжиженных углеводородных газов. Таким образом, установление минимальных безопасных расстояний до объектов инфраструктуры при проектировании магистральных трубопроводов сжиженных углеводородных га- зов является одной из ключевых задач промышленной безопасности в свете государственного Плана развития газо- и нефтехимии России до 2030 г. Важнейшей характеристикой баз данных по аварийности является «экспозиция аварийности», указывающая на статистическую устойчивость характеризующих аварийность величин и измеряемая в километро-годах. Основные сведения об источниках данных по аварийности на магистральных трубопроводах приведены в табл. 1. Таблица 1 Основные характеристики баз данных по аварийности
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 |
На рисунках 1, 2 показано распределение аварий на магистральных газо- и нефтепроводах, а также нефтепродуктоводах по причинам их возникновения. Как следует из данных, для магистральных газопроводов России наиболее типичны аварии, вызванные коррозией (49%) и дефектами оборудования или матери- ала (32%), в США эта причина является главной, на нее приходится 27% всех аварий. Что касается аварий на нефтепроводах, то в России подавляющей (60% случаев) причиной является внешнее воздействие, в то время как в США — дефекты оборудования или материала (26%), коррозия (24%) и внешнее воздействие (20%) [10, с.95]. Рис. 1. Распределение числа аварий на магистральных газопроводах в зависимости от причин их возникновения (%): — внешнее воздействие; 2 — дефекты оборудования или материала; 3 — коррозия; 4 — природное воздействие; 5 — ошибочные действия персонала; 6 — другое Рис. 2. Распределение числа аварий на магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах в зависимости от причин их возникновения (%): 1 — внешнее воздействие; 2 — дефекты оборудования или материала; 3 — коррозия; 4 — природное воздействие; 5 — ошибочные действия персонала; 6 — другое авария трубопровод безопасность зарубежный российский 3. Факторы устойчивости при воздействии, вызванном внешними причинами Согласно зарубежным данным по аварийности на трубопроводных системах, именно толщина стенки и глубина залегания — доминирующие факторы устойчивости при воздействии, вызванном внешними причинами [9, c.84]. В частности, повышенная толщина позволяет выдерживать механическое воздействие многих видов землеройной техники, а большая глубина затрудняет доступ к трубопроводу. Очевидно, что увеличение толщины стенки будет основным фактором, снижающим риск разрушения трубопровода под действием внутреннего давления за счет большего запаса прочности. Так, согласно статистике, при толщине стенки менее 5 мм основной причиной утечек считается внешнее воздействие (более 60% случаев). При увеличении толщины стенки вклад фактора внешнего воздействия снижается до 20-25%, а при толщине стенки 10 мм и более частота утечек по причине внешнего воздействия снижается в 15-30 раз. Анализируя риск гибели людей (расчет зон поражения), эффективность инженерных сооружений оценивают путем уменьшения радиуса пролива нефти (максимального приближения края горящего пролива к объектам). При оценке влияния этих сооружений на экологический риск предполагают, что их наличие исключает попадание нефти в водные объекты, тем самым существенно уменьшая компенсационные выплаты за загрязнение окружающей среды. Для оценки достаточности компенсирующих мероприятий применяют методологию анализа риска (для объектов с присутствием людей) и экологического ущерба (для водных объектов). Порядок оценки для объектов с присутствием людей: ) рассчитывают риски для участка ненормативного сближения без компенсирующих мероприятий; ) полученное значение риска удовлетворяет требованиям [1] — компенсирующие мероприятия не требуются; ) значение риска не удовлетворяет требованиям [1] — рассчитывают риск с учетом различных компенсирующих мероприятий (увеличение толщины стенки и заглубления трубопровода, инженерные мероприятия). По результатам данных расчетов определяют необходимый перечень компенсирующих мероприятий для участка ненормативного сближения: увеличение толщины стенки и заглубления трубопровода, применение инженерных мероприятий, либо мероприятий в комплексе. Порядок оценки для водных объектов: ) рассчитывают ожидаемый экологический ущерб для участка ненормативного сближения без компенсирующих мероприятий; ) полученное значение ожидаемого экологического ущерба соответствует низкой степени риска [8] — компенсирующие мероприятия не требуются; ) значение ожидаемого экологического ущерба не соответствует требованиям низкой степени риска [8] — рассчитывают ожидаемый экологический ущерб с учетом инженерных компенсирующих мероприятий, не допускающих попадание нефти в водные объекты. Результаты данных расчетов подтверждают достаточность применения инженерных мероприятий. Для оценки достаточности компенсирующих мероприятий при прокладке магистрального нефтепровода на ненормативном сближении с населенными пунктами, железными и автомобильными дорогами, садами, промышленными зонами используют расчет индивидуального риска гибели человека [6, с.59]. За последние 12 лет на трубопроводах США произошло 525 серьезных аварий, в результате которых 200 человек погибли, 747 получили ранения, материальный ущерб достиг 539 млн. долл. Среди недавних примеров — разлив нефти в г. Маршалл, штат Мичиган в июле 2010 г., взрыв газотранспортной системы в г. Сан-Бруно, штат Калифорния в сентябре 2010 г. и взрыв газораспределительной системы в г. Остин, штат Техас в январе 2012 г. В течение последнего десятилетия Управление по безопасности трубопроводов и опасным материалам Министерства транспорта США потребовало от операторов трубопроводов реализации ряда программ по безопасности, нацеленных на существенное снижение угроз на трубопроводных системах страны. Осуществляется Программа управления целостностью — Integrity Management Program (IMP), направленная на выявление и предотвращение нарушений в работе трубопроводов. Было принято более 1400 правоприменительных мер против операторов трубопроводов, наложено более 3 млн. долл. гражданско-правовых санкций [9, c. 84]. Для обеспечения высоких стандартов безопасности трубопроводной системы США бюджет 2014 г. предлагает реформы, связанные с увеличением финансирования и пересмотром программы безопасности трубопроводов Департамента транспорта. В настоящее время обследованием 4,2 млн. км трубопроводов занимаются 135 инспекторов [9, c.84]. Таблица 5 Безопасные расстояния и другие законодательно установленные способы обеспечения безопасности при прокладке магистральных трубопроводов на густонаселенных территориях в США
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. |
В таблице 5 приведена общая информация по безопасным расстояниям при прокладке магистральных трубопроводов на густонаселенных территориях в США. Заключение
В результате проделанной работы нами был проделан анализ аварийности на объектах трубопроводного транспорта (нефть, нефтепродукты).
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
Закажите работу от 200 рублей
Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.
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.
Закажите работу от 200 рублей
Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.
. 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.
Средняя оценка / 5. Количество оценок:
Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!
Позвольте нам стать лучше!
Расскажите, как нам стать лучше?