Аварийные ситуации на линейных участках магистральных нефтепроводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Самостоятельная работа

по дисциплине Экологическая безопасность

Аварийные ситуации на линейных участках магистральных нефтепроводов. Воздействия на окружающую среду. Ликвидация последствий аварийной ситуации

Студент: Смирнов Максим Сеогеевич

БНГСу-10-2з.

Преподаватель: Арзамасова Галина Сергеевна.

Пермь 2013.



Содержание

Введение

Глава 1. Аварии и их характеристики

Глава 2. Обслуживание нефтепроводов на предмет предотвращения аварийных ситуаций

Глава 3. Основные причины аварий на объектах магистральных нефтепроводов

Глава 4. Воздействия на окружающую среду

Глава 5. Ликвидация последствий аварийной ситуации

Заключение

Список литературы



Введение

нефтеснабжение авария ликвидация

Система нефтеснабжения Российской Федерации является постоянным источником аварий и чрезвычайных ситуаций. Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, а также значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности.

В действующем постановлении Правительства Российской Федерации "О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" в качестве критерия тяжести чрезвычайной ситуации используется количество пострадавших. Чрезвычайные ситуации классифицируются в зависимости от количества людей, пострадавших в этих ситуациях, людей, у которых оказались нарушены условия жизнедеятельности, размера материального ущерба, а также границы зон распространения поражающих факторов чрезвычайных ситуаций.

ЧС подразделяются на локальные, местные, территориальные, региональные, федеральные и трансграничные.

При эксплуатации нефтепроводов возникают аварии и чрезвычайные ситуации, которые связаны с взаимодействием технологических элементов и природной среды. Часто этот процесс идет с нарушением динамического равновесия, сопровождаясь активизацией опасных природных и природно-техногенных процессов, которые оказывают негативное влияние на состояние трубопроводов и, как следствие, на окружающую среду.



Глава 1. Аварии и их характеристики

К сожалению, количество аварий во всех сферах производственной деятельности неуклонно растет. Это происходит в связи с широким использованием новых технологий и материалов, нетрадиционных источников энергии, массовым применением опасных веществ в промышленности и сельском хозяйстве.

По данным Минэнерго, только в 1999 году на трубопроводах нефтяных и газовых промыслов зарегистрировано 26371 утечек, т.е. в среднем более 70 утечек в сутки. При этом уровень возникновения аварийных ситуаций на промысловых трубопроводах в последние годы практически не изменялся.

Трубопроводный транспорт жидких и газообразных углеводородов включает, в первую очередь, транспортировку нефти и нефтепродуктов, а также топливных газов (природный газ, сжиженный нефтяной газ). Большая часть опасных материалов транспортируется по трубопроводам относительно малого диаметра .

Независимо от производства, в подавляющем большинстве случаев аварии имеют одинаковые стадии развития.

На первой из них аварии обычно предшествует возникновение или накопление дефектов в оборудовании, или отклонений от нормального ведения процесса, которые сами по себе не представляют угрозы, но создают для этого предпосылки. Поэтому еще возможно предотвращение аварии.

На второй стадии происходит какое-либо инициирующее событие, обычно неожиданное. Как правило, в этот период у операторов не бывает ни времени, ни средств для эффективных действий.

Собственно авария происходит на третьей стадии, как следствие двух предыдущих.

В зависимости от вида производства, аварии и катастрофы на промышленных объектах и транспорте могут сопровождаться взрывами, выходом ОХВ, выбросом радиоактивных веществ, возникновением пожаров и т.п.

С 1992 по 2001 г. на объектах магистральных трубопроводов произошло 545 аварий. Среднегодовой показатель аварийности составляет 50-60 аварий и в целом не имеет устойчивой тенденции к снижению.

При аварии на нефтепроводах загрязняется атмосфера, близ лежащие водоемы и земля.

Глава 2. Обслуживание нефтепроводов на предмет предотвращения аварийных ситуаций

Главной задачей служб отвечающих за нефтетранспортную сеть Российской Федерации является изучению природно-технической системы нефтепроводного транспорта, проведение необходимых диагностик и изучение состояния нефтепровода, с целью предотвращения аварийных ситуаций и их последствий.

Своеобразие изучению природно-технической системы нефтепроводного транспорта РФ заключается в ряде её особенностей:

· значительной линейной протяженности магистрального нефтепровода и благодаря этому охвату большого числа зон, подзон, групп и типов ландшафтов, различных геологических структур, гидрологических условий, которые определяют региональные, зональные и территориальные особенности эксплуатации нефтетранспортных систем;

· ассоциированности рассматриваемой природно-технической системы нефтепровода с ПТС более высокого порядка, поскольку создается, как правило, не один нефтепровод, а целая нефтепроводная сеть, суммирующее воздействие которой проявляется на локальном, региональном и трансграничном уровнях;

· приповерхносность системы, подразумевая под эти термином то, что большая часть инженерных сооружений магистрального нефтепровода располагается в приповерхностной и верхней части природно-территориального комплекса. Это обусловливает особо тесную связь инженерных сооружений с поверхностными отложениями, положением уровня грунтовых вод и широким кругом биологических характеристик.

Природно-техническая система нефтепровода является динамической. В режиме функционирования ПТС можно выделить 3 стадии: линейно устойчивый (безопасный); нелинейный с нарушением равновесных условий (относительно опасный) и экстремальный (опасный) (рис. 1).

Линейный устойчивый режим является относительно безопасным и наиболее благоприятным для ПТС. При нелинейном режиме в системе проявляются возрастающие флуктуации и накапливаются конструктивные и технологические дефекты. В конечном счете, если не производить специальных мероприятий, они существенно изменят состояние системы. Это приведёт к экстремальному режиму развития системы, при котором происходит лавинообразный рост дефектов, создаются условия для возникновения аварийных или даже чрезвычайных ситуаций.

Рисунок 1 -Режимы функционирования ПТС

I - линейно устойчивый процесс (вероятность нарушения динамического равновесия P_ндр<0,3) ; II - нелинейный с нарушениями равновесных cостояний (0,3<P_ндр<0,7); III - экстремальный лавинообразный режим(P_ндр>0,7)



Для оценки категории геоэкологического состояния природно-технической системы используется комплекс показателей: степень нарушенности ландшафтов, наличие хрономорфологических элементов - природных и природно-техногенных процессов, определяющих стадии их развития (подготовка процесса, его возникновение, нарастающее развитие, кульминация, спад и последействие), вероятность возникновения аварийной ситуации. Кроме того, учитываются показатели загрязнения воздушной среды, воды, почв и состояние растительности по санитарно-гигиеническим показателям.

Технологии диагностики природно-техногенного комплекса нефтепроводов совершенствуются непрерывно. Первоочередной задачей диагностики является оценка возможности дальнейшей эксплуатации нефтепровода на основе соответствия фактических характеристик нефтетранспортной ПТС расчетным; выявление негативных тенденций системы; определение наиболее опасных её участков и ранжирование их по степени опасности; разработка рекомендаций по проведению профилактических и ремонтных работ. Рациональное комплексирование методов оценки нефтепроводных систем базируется на использовании современных эффективных информационных технологий, включающих применение:

· многоспектрального аэрокосмического зондирования;

· мобильных и стационарных наземных ландшафтно-индикационных исследований для обоснования результатов дешифрирования;

· неразрушающих методов технического контроля состояния нефтепроводов;

· построения прогнозных информационных моделей оценки состояния нефтепроводных систем с применением геоинформационных технологий.

Ни один из аэрокосмических или наземных методов исследований в отдельности не обеспечивает получение необходимой, достаточной и достоверной информации о состояния нефтепроводов и окружающей его обстановке. Поэтому предусматривается комплексирование аэрокосмических методов, а также проверка достоверности дешифрирования и получение новой дополнительной информации о природно-технических системах с помощью ландшафтно-индикационных методов и позиционирования объектов с использованием GPS и ГЛОНАСС, дополняя их методами технической диагностики которые, как правило, проводятся на потенциально опасных участках и региональных маршрутах. Диагностика состояния нефтепроводных систем предусматривает организационную структуру и последовательность выполнения отдельных этапов и состава работ, которые отражены в таблице1.

Таблица №1.

Этап	Тип работ	Состав работ
Подготовительный	Сбор и подготовка материалов	1. Анализ состояния нефтетранспортных ПТС, выбор участка диагностирования. 2. Анализ геоэкологической ситуации. 3. Анализ технической документации. 4. Подбор исходных материалов. 5. Постановка задачи и разработка программы испытаний.
Полевые и натурные исследования (основной)	Аэрокосмическое диагностирование нефтетранспортной ПТС	1. Проведение специальных аэрокосмических съемок. 2. Дешифрирование материалов. 3. Сопоставление и интерпретация данных дистанционного зондирования. 4. Выявление потенциально опасных участков и точек отбора проб для наземного контроля. 5. Аэровизуальное наблюдение и анализ состояния нефтетранспортных ПТС. 6. Составление предварительных тематических карт.
	Наземное диагностирование нефтетранспортной ПТС	1. Позиционирование объектов с использованием GPS и ГЛОНАС. 2. Ландшафтно-индикационные исследования. 3. Определение степени загрязнения атмосферы, воды, грунтов и почв с использованием экспресс методов. 4. Выявление опасных природных и природно-техногенных процессов и явлений, их характеристик, масштабов и продолжительности воздействия. 5. Проведение диагностики технического состояния нефтепровода.
Анализ и обработка информации	Камеральная обработка материалов диагностики	1. Расчет остаточного ресурса нефтепровода. 2. Расчет риска эксплуатации нефтепровода. 3. Составление результирующих тематических карт. 4. Оценка геоэкологического состояния зоны воздействия нефтепровода. 5. Оценка технического состояния нефтепровода. 6. Составления отчета, выдача заключений и рекомендаций.

Остаётся неопределенным размер опасной зоны, реально возникающей при аварийных ситуациях на нефтепроводе, связанных с его разрывом и сопровождающихся выбросом нефти, взрывом, пожаром и разлетом осколков. Алгоритм расчета опасной зоны при возникновении аварийной ситуации представлен на рисунке 2.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2

На базе полученных материалов о состоянии нефтетранспортной ПТС вычисляется вероятность частоты аварии на данном участке нефтепровода. Для этого анализируются факторы, которые могут повлиять на частоту аварийных процессов. Прямой учет всех факторов влияния невозможен, поэтому наиболее перспективным подходом является выявление основных, наиболее значимых групп опасных факторов: механические повреждения, качество производства труб и оборудования, уровень эксплуатации, природные и природно-техногенные воздействия ( коррозия, карст, сели, оползни, эрозия и др.), которые являются «угрожающими» при эксплуатации нефтепровода.



Глава 3. Основные причины аварий на объектах магистральных нефтепроводов.

Причины аварий на объектах магистральных нефтепроводов:

внешние физические (силовые) воздействия на нефтепроводы, включая криминальные врезки, повлекшие утечки, а также диверсии и подрывы;

нарушения норм и правил производства работ при строительстве и ремонте, отступления от проектных решений;

коррозионные повреждения труб, запорной и регулирующей арматуры;

нарушения технических условий при изготовлении труб и оборудования;

ошибочные действия эксплуатационного и ремонтного персонала.

Основной причиной аварий на действующих нефтепроводах за предыдущие годы является стресс-коррозия (табл.2). Отмечается тенденция роста аварий по этой причине. Если за период с 1990 по 2000 годы средний показатель аварий из-за коррозии под напряжением составил 22,5% от числа общих аварий, то 2000 году - 37,8%.

Таблица №2.

Причины аварий	% от общего числа
Наружная коррозия	28,9
в т.ч. по КРН	22,5
Механич. повреждения	19
Брак строит.-монтаж. работ	21,9
в т.ч. брак сварки	13
Дефекты труб	11,4
Стихийные бедствия	9,5

К причинам роста числа аварий на объектах нефтегазового профиля можно отнести: переход в нашей стране к рыночным принципам хозяйствования, появление новых видов и форм собственности, резкое ухудшение на данном этапе развития материально-финансового положения большинства промышленных предприятий, значительное физическое и моральное старение оборудования и другие факторы привели в конечном итоге к значительному росту числа крупных аварий с социальными и экономическими последствиями и, в первую очередь, на объектах нефтегазового профиля.

Перечисленные причины повышения аварийности были очевидны для специалистов, и пять, и десять лет назад. Тем не менее, на протяжении этих лет ситуация оставалась качественно неизменной, а по количественным параметрам ухудшалась.

Можно выделить основные проблемы, решение которых позволит в некоторой степени уменьшить аварийность объектов нефтяного профиля.

Во-первых, основной упор делается на противодействие видимым (актуальным на сегодня) опасностям в ущерб деятельности по профилактике опасностей на стадии проектирования и ранних стадиях жизненного цикла объекта.

Во-вторых, происходит многократное повторение и тиражирование однотипных ЧС, по причине отсутствия механизмов учета опыта расследования инцидентов, отказов и аварий в профилактике ЧС на стадиях проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации объекта.

Кроме того, можно отметить недостаточную эффективность действующих служб мониторинга. Службы отслеживания фактической обстановки на предприятиях, как правило, ограничиваются фиксацией "физических" явлений и процессов, они не встроены в системы, обеспечивающие синтез и анализ наблюдений, принятие управленческих решений и корректировку собственной деятельности.

Глава 4. Воздействия на окружающую среду

Специфика строительства трубопроводных объектов в нефтяной промышленности в экологическом плане характеризуется особыми факторами: значительной линейной протяженностью магистральных трубопроводных систем, пожаро- и взрывоопасностью транспортируемых по трубопроводам продуктов, высоким уровнем энергонапряженности сооружаемых объектов, разнохарактерностью природных ландшафтов, в которых ведется строительство, географическими, геолого-минералогическими и другими факторами.

Иные экологические последствия имеет аварийная ситуация на нефтепроводах. В этом случае доминирующую роль играет фактор глобального загрязнения водоемов и почв. Экологическое загрязнение в рамках понятия, определенного ЮНЕСКО, включает не только прямое, непосредственное введение сторонних веществ или энергии в окружающую среду, но и косвенное нарушение экологической целостности природного ландшафта, которое приводит к быстро или медленно проявляющемуся отрицательному последствию в отношении человека, и различных популяций флоры и фауны.

По своему характеру техногенное воздействие на все компоненты природы является комплексным, поскольку затрагивает биохимические процессы, происходящие в атмосфере, земле и водоемах.

Загрязнение рек и водоемов отрицательно сказывается и на рыбных запасах региона.

К сожалению, система государственной (и тем более, ведомственной) природоохранной службы не соответствует масштабам нового хозяйственного освоения территории.

При строительстве и эксплуатации магистральных нефтепроводов возникают достаточно мощные такие источники шума, как компрессорные станции, аэропорты, вертолетные площадки, транспортные магистрали и т.д.

Для всех перечисленных источников характерен высокий уровень шума, значительно превышающий санитарные нормы, что создает неблагоприятные условия для обслуживающего персонала и для жителей близлежащих районов, а также для обитания диких животных, рыб и птиц.

Исследования, проведенные на современных компрессорных станциях, показали, что длительное воздействие шума вызывает различные нарушения в организме человека, что приводит к профессиональным заболеваниям, общей и профессиональной нетрудоспособности. В частности, практически невозможно разговаривать, когда уровень шума на КС превышает 100 дБ.

Распугивая диких зверей и заставляя их покидать место обитания, шум отрицательно влияет на структуру популяций, являясь одной из причин переуплотнения новых мест обитания и снижения продуктивности охотоугодий.

Оценка состояния рек и ручьев, пересекаемых трассами нефтепроводов, указывает на следующие виды воздействия нефтепроводов на русло и поймы рек:

- чрезмерное захламление русел остатками строительных материалов (трубами, пригрузами и др.);

- захламление древесными остатками, заносимость, заиление и зарастание русел;

- разрушение берегов и последующий размыв траншей и прибрежной полосы;

- перекрытие (полное или частичное) русел рек трубами нефтепровода (частично вместе с пригрузами);

- перекрытие русел рек временными притрассовыми дорогами;

- захламленность пойм остатками строительных материалов и древесными остатками;

- изрытость пойм;

- нарушение задернованности прибрежной полосы и поверхности пойм;

Указанные воздействия, вызванные серьезными нарушениями при строительстве трубопроводов, отступлениями от проектов и частично упущениями самого проекта, приводят к стеснению руслового потока, нарушению водного режима, повышению мутности воды, снижению рыбохозяйства иного значения рек.

К числу важнейших факторов, отрицательно влияющих на рост и воспроизводство рыб в пределах региона относятся следующие:

- залповые сбросы загрязняющих веществ в результате аварийных ситуаций;

- сброс в рыбохозяйственные водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод;

- дноуглубительные работы и заготовка песчано-гравийных смесей в руслах рек, вызывающие сильное замутнение воды;

- нарушения на водотоках в местах их пересечения магистральными трубопроводами;

- устройство переездов через малые реки, перегораживающих русло и пойму.

Глава 5. Ликвидация последствий аварийной ситуации

Так как чаще всего, аварийная ситуация на магистральном нефтепроводе представляет собой разрыв нефтепровода, то ликвидация ее последствий происходит следующим образом. Ликвидация аварий на нефтепроводе начинается, прежде всего, с отключения его поврежденного участка и перекрытия нефтепровода запорными устройствами (замками, задвижками), расположенными на нем. При срезах или разрывах труб нефтепровода низкого давления концы их заделывают деревянными пробками, обмазывают глиной или обматывают листовой резиной, трещины на трубах заваривают или заделывают, устанавливая муфты.

Временно трещины можно заделывать, обматывая трубы плотным бинтом и обмазывая глиной, или обматывая листовой резиной с накладкой хомутов.

В данной местности во избежание возгорания запрещается зажигать спички, курить, пользоваться инструментом, вызывающим искрообразование, использовать машины и механизмы с работающими двигателями. Работы на нефтепроводах, находящихся под давлением, а также расположенных в помещениях, производят только инструментом из цветного металла. Стальной инструмент, чтобы исключить искрообразование, должен быть смазан минерализованной смазкой.



Заключение

В заключение можно несколько обобщить ситуацию имеющую место в нефтепроводной системе Российской Федерации:

1. Анализ состояния нефтепроводной системы России свидетельствует о необходимости повышенного внимания к проблемам геоэкологической безопасности. Это связано с большой протяженностью нефтетранспортной сети, выработкой сроков эксплуатации труб, возникновением на нефтепроводах большого количества аварий различного происхождения: технических, технологических и геоэкологических.

2. Для обеспечения геоэкологической безопасности функционирования нефтепроводного транспорта разработаны научно-методические основы природно-технической системы, рассматривающие взаимодействия сооружений нефтепровода с окружающей средой. Определены особенности системы, структура её организации, формы взаимодействия, режимы функционирования и определены показатели состояния нефтетранспортной ПТС.

3. Усовершенствована технология диагностики состояния нефтепровода на основе разработанных принципов: рационального комплексирования аэрокосмических и наземных инструментальных методов, определённой структуры организации работ и выбора потенциально опасных участков для повышения геоэкологической безопасности нефтепроводов.

4. Предложенный алгоритм расчета опасных зон нефтепровода при аварийных ситуациях, а также учёт опасных геоэкологических зон влияния природных и природно-техногенных процессов позволил оптимизировать их размеры и уточнить параметры санитарно-защитной и опасной зоны нефтепровода.

5. Создана и функционирует геоинформационная система мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций на нефтепроводах. Она включает: объекты нефтетранспортной системы, сведения о природных и природно-техногенных процессах, данные об авариях и их причинах, о состоянии окружающей среды и её изменениях, прогнозирование чрезвычайных ситуаций и планируемых мероприятий по их устранению. Составлены картографические карты геоэкологических опасностей территории прокладки нефтепроводов.



Список литературы

1. Калыгин В. Г. «Промышленная экология». М.: Издательский центр «Академия», 2004.

2. «Анализ аварий и несчастных случаев на трубопроводном транспорте». Под ред. Прусенко Б. Е., Мартынюка В.Ф. Учебное пособие. М.: ООО «Анализ опасностей» 2003.

3. «Анализ аварий и несчастных случаев в нефтегазовом комплексе России». Под ред. Прусенко Б. Е., Мартынюка В.Ф. Учебное пособие. М.: ООО «Анализ опасностей» 2002.

Размещено на Allbest.ru

...