Лекція 2 пожежна безпека при бурінні нафтогазових свердловин



Скачати 214.23 Kb.
Дата конвертації26.12.2016
Розмір214.23 Kb.

- -


НАЦІОНАЛЬНИЙ університет цивільного захисту УКРАЇНИ

Кафедра пожежної і техногенної безпеки об'єктів та технологій

Дисципліна „Пожежна безпека виробництв”

4 курс. 8-й семестр




\


Розділ 3. БЕЗПЕКА ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ.
ТЕМА 3. Пожежна безпека процесів добутку і переробки нафти, нафтопродуктів та ГОРЮЧИХ ГАЗІВ.
ЛЕКЦІЯ 2

пожежна безпека при бурінні нафтогазових свердловин.
Навчальна мета: Ознайомити курсантів з перспективами розвитку нафтогазовидобувної галузі України. Вивчити технологічний процес буріння свердловин та його пожежну безпеку. Навчитись на високому професійному інженерному рівні розробляти та впроваджувати протипожежні заходи по забезпеченню безпеки процесів буріння свердловин.

2.Методична: Показати важливість вивчення пожежної небезпеки та протипожежного захисту технологічних процесів буріння свердловин в системі забезпечення пожежної безпеки об’єктів .

3.Виховна: Виховувати у курсантів та студентів відповідальність за вибрану професію, підвищувати активність щодо отримання глибоких знань з дисципліни, виховувати дисципліну.
Термін : 80 хвилин

Місце проведення: аудиторія за розкладом

Матеріальне забезпечення: 1.Плакати

2. Комп’ютер, мультімедіа

3.Приклади пожеж, макети технологічних установок
Харків – 2012

ЛІТЕРАТУРА

1. Закон України Про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру. 2000 р.

2. Клубань В.С., Петров А.П. “Пожарная безопасность предприятиий промышленности и агропромышленного комплекса” М.: Стройиздат. -1987. с.232-237.

3. Котов Г.М. “Пожарная опасность и меры профилактики в процессах бурения и добычи нефти”- Харків-1960. - с.83.

4. Н.Н. Клепоносов, А.И. Сорокин. «Пожарная защита объектов нефтяной и газовой промышленности”.- М.:»Недра».- 1983. С.5-60.

5. А.Веселовський. Енергетичні перспективи Східного Середземномор’я .- ж. Нафтова і газова промисловість - №2 2003. с.3-19.

6. Франчук І. ДАТ „Чорноморнафтогаз”: Енергія руху.- Ж. Нафтова і газова промисловість - №1 2004. с.3-4.

7. Рибчин І.Й. та інш. Щодо підвищення ефективності використання запасів нафти і газу в Україні.- Ж. Нафтова і газова промисловість - №1 2004. с.5-8.


ПЛАН ЛЕКЦІЇ

Вступ 10 хв.



  1. Сутність технологічних процесів буріння свердловин 20 хв.

  2. Пожежна небезпека процесів буріння свердловин 20 хв.

3. Пожежна профілактика при бурінні свердловин. 20 хв.

Висновки 5 хв.

Завдання на самопідготовку 5 хв.

ВСТУП

Жодна галузь промисловості та сільського господарства не може обійтися без застосування вуглеводневих палив - основних енергоносіїв, що одержують шляхом переробки нафти та газу.

З нафти і газу виробляються більше двох тисяч речовин, які застосовуються

для виготовлення штучних волокон, синтетичних каучуків, технічних жирів, парфумерії, пластичних мас і ін.



НАФТА - рідка пальна корисна копалина, по хімічному складі це суміш різних вуглеводнів з домішками інших органічних речовин. Горючі породи органічного походження називають каустобіолітами (від грецького “каусто” – горіти, “біос”- життя, “літос” – каміння.

Існує кілька теорій походження нафти. Дуже імовірно, що нафта утворилася з залишків морських організмів і рослин, що осідали протягом мільйонів років на морське дно. Неорганічні речовини служили каталізаторами гниття, що викликалося аеробними бактеріями ( що живуть без доступу повітря). При тектонічних зрушеннях дані органічні прошарки (пласти) виявлялися в товщі Землі, де на них діяли тиск земної кори і теплота внутрішніх прошарків Землі. Дані прошарки перетворювалися таким чином у суміші вуглеводнів: рідка нафта накопичувалася у виді нафтоносних прошарків над непроникними для неї гірськими породами. При цьому найчастіше нафтовий прошарок сполучений із прошарком газу, що виділяється при реакціях розкладання і залягає в опуклих (антиклиніях) чи увігнутих (синклиніях) прошарках.

Промисловий видобуток нафти почали більш ста років тому. По статистичним даним світовий видобуток нафти в 1857 році склав 320 м3. Ця нафта була в основному добута в Румунії. У Росії перше буріння нафтових свердловин було проведено в 1848 році російським нафтовиком Семеновим на березі Каспійського моря. В даний час широко використовується глибоке буріння свердловин. Одна з найглибших свердловин була пробурена в 1989 році у морі в США (штат Міссісіпі) глибиною 7178 м, найглибша свердловина на суші складає 7871 м (штат Оклахома). Надглибокими свердловинами є свердловини до 6000 м. Вартість буріння глибоких свердловин - 814 дол. за 1 метр проходки.

Твердження про те, що нафта протягом усього ХХ ст. була однією з головних причин спустошливих війн (зокрема, Першої та Другої світових війн), висловлювалось не один раз політиками, вченими і має під собою певний грунт. Саме такою і була іраксько-кувейтська війна 1990-1991 р.р..

Але так чи іначе роль нафтового чинника неможливо переоцінити. Після короткої кризи 11 вересня 2001 року у світі добувається до 600 тис. барелів нафти на добу.

М.В. Спитати: Що така барель? Яке співвідношення з літром? (159 л)

Головним нафтосховищем у світі є Близький Схід. Наведемо деякі дані щодо видобутку нафти в країнах світу.

Єгипет – 860 тис. бар. на добу

Лівія – 1400 тис. бар. В добу.

Сірія – 550 тис. бар в добу.

ОАЕ – 2 млн 250 тис. бар. в добу.

Кувейт- 1 млн.840 тис. бар. на добу.

Україна – 40 тис. бар. в добу.

Росія – 500 тис. бар. в добу. (Західний та Східний Сибір)

Казахстан – 20 тис. бар. в добу.

Взагалі ж за останніми прогнозами світові запаси нафти – 486 млрд. Із них 120 вже добуто, 160 – знаходиться у відкритих родовищах та 205 млрд. ще необхідно знайти. Ціна за нафту коливається в межах 30-40 доларів за барель.

У наші дні недостача цієї коштовної сировини викликала енергетичну кризу в Україні, що позначилась на всій економіці. Зараз гостро стоїть задача розробки родовищ в Україні для більш повного забезпечення власних нестатків, оскільки існуючі родовища в Дашаві (Львівська обл.), у Полтавській та Луганській областях не можуть забезпечити нужд України. Крім названих родовищ в Україні експлуатуються свердловини Охтирського, Бориславського, Надворнянського, Прилуцького родовищ. В Україні відносно великі родовища нафти ВАТ „Укрнафта”, „Охтирканафтогаз” (Анастасівське родовище – 100-120 тон в добу.), „Полтавнафтогаз”, „Чернігівнафтогаз” . У березні 1998 р. у Валківському районі Харківської області здана в експлуатацію друга черга найбільшого в Україні Юлієвського нафто-газоконденсатного комплексу ( на 3 млн. м3 газу).

Пожежі на нафтогазовидобувних комплексах не одиничні й у більшості випадків носять складний та затяжний характер, вимагають величезних матеріальних витрат, позначаються на навколишнім середовищі. Стовп нафти та газу може підніматися на висоту до 60 метрів і вище. У вогні згоряють тисячі кубометрів найціннішої сировини.

М .В. : Приклад пожежі: Найбільша пожежа на нафтопромислах трапилася в Алжирі в 1961 р., яка тривала 6 місяців. Висота факелу полум’я складала 130 м. Пожежа була приборкана тільки завдяки вибуху.

6 листопада 2002 року на свердловині №8 Розумівського газоконденсатного родовища Полтавської області сталася пожежа з факелом полум’я до 7 метрів. Глибина свердловини 2300 м, тиск на арматурі 130-160 атм., продуктивність 200 тис. м3 на добу. Для гасіння пожежі з метою відриву полум’я від гирла свердловини на місце події було викликано танк. Після пострілу (їх було 7) фонтан набув вертикальної форми заввишки 20 м.. Завдяки введенню 7 стволів ПСЛ -20 пожежу ліквідували 9 листопада. Зразу ж почали встановлювати запірну арматуру на гирло свердловини.



Взагалі існує декілька способів гасіння пожеж на свердловинах. Це такі як:

  • охолодження верхів свердловини зрідженим азотом;

  • використання вибухових методів;

  • відрив факела полум’я високо напірними газо водяними струменями.

Останній спосіб розроблений та розвивається в Україні. В Дніпропетровську

в КБ „Південмаш” створюється нова техніка для подачі газо водяних струменів (зрібнорозпилена вода) – це газодинамічні установки (ГДУ) на базі ракетних двигунів твердого палива, що забезпечують вихід продуктів згоряння із швидкістю 3000 м/сек., що значно підвищує ефективність роботи установок пожежегасіння в порівнянні з автомобілями АГВТ -100(150) - (100 л/сек.). Також на цьому підприємстві розроблена автономна мобільна установка інертних газів на базі малогабаритного авіаційного двигуна.

Щоб організувати ефективний протипожежний захист нафтових свердловин необхідно мати відомості та знання про технологічні процеси нафтовидобутку, способи буріння свердловин, рівень пожежної небезпеки устаткування, що використовується при бурінні, про пожежонебезпечні властивості речовин і матеріалів, що добуваються та застосовуються.

1.СУТНІСТЬ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ БУРІННЯ



СВЕРДЛОВИН

Для розкриття нафтового чи газового пласта та видалення копалин на поверхню землі в земній корі бурять СВЕРДЛОВИНИ, що представляють собою циліндричні гірські виробки в земній корі з відносно малим діаметром у порівнянні з глибиною. Початок її на поверхні землі називається УСТЯМ, дно свердловини – ВИБОЄМ. Свердловини в залежності від цільового призначення підрозділяються на наступні категорії: опорні, параметричні, структурні, пошукові, розвідницькі та експлуатаційні.

Процес буріння полягає в послідовному руйнуванні гірських порід спеціальним інструментом – долотом з наступним виносом розбурених часток на поверхню землі.

Які ж існують способи буріння свердловин?

Відомо кілька способів буріння свердловин :

- ударне;

- обертальне (роторне);

- турбінне;

- електробуріння;

- планетарне.

Розглянемо коротко сутність способів буріння свердловин і технологію буріння нафтових свердловин.

1)Ударне буріння - старий метод, яким користувалися до середини минулого століття, тому що буріння йшло повільно і полягало в довбанні породи. Так, наприклад, у Баку свердловину глибиною в 600 м. бурили 2,5 роки.

2) Обертальне буріння (обертально-роторне). Свердловину бурять за допомогою спеціального долота, що обертається разом з бурильними трубами і руйнує пластові породи. Недоліками обертально-роторного буріння є громіздкість системи : довжина нагвинчених труб- 3-6 км., важить кожна труба 250 тонн, отже, виникає вага обертання, труби при терті об стінки свердловини зношуються.

3)Турбінне буріння. У 1922 році академік Капелюшников сконструював турбобур, що представляє собою гідравлічну турбіну, що міститься на нижнім кільці колони бурильних труб (тобто двигун перенесений до вибою свердловини і встановлюється над долотом). Турбіна приводиться до руху глинистим розчином і свій обертальний рух передає долоту. Таким чином, бурильні труби не беруть участь в обертанні, а тільки необхідні для підведення глинистого розчину в турбоапаратуру. Число аварій із трубами зменшується і швидкість проходки свердловин набагато зростає . Наприклад, одним верстатом можна пробурити за 30 днів свердловину глибиною до 3500 м. і більш.

4) Електробуріння. Відрізняється від турбобуріння тим, що долото приводиться в рух не гідравлічною турбіною, а електромотором, що також міститься на кінці бурильних труб у вибою. Струм до електромотора підводиться по проводах, що проходять усередині бурильних труб.

5) Планетарне буріння. У 1958 році в Азербайджанському інституті нафтового машинобудування розроблена установка, де замість одного долота використовують два маленьких, котрі приводяться в рух турбобуром або електробуром.

Розглянемо технологічний процес буріння свердловин на прикладі обертально-роторного буріння, при якому гірські породи руйнуються при безупинному обертанні долота.

Для цього спочатку розглянемо основне технологічне обладнання, яке експлуатується як в усті так і у вибої свердловини.

Бурова установка містить наступні елементи:

- основний двигун - двигуни внутрішнього згоряння на дизельному паливі знаходяться над устям свердловини;

- бурова вишка - головне спорудження свердловини (висока і міцна конструкція для спускання та підйому устаткування в свердловину, висота вишок до 50 м і вище. Чим більше вишка, тим довшу “свіча” бурильних труб (“свіча”- це ланка з 2-3х чи 4х труб у 25-30 м.) можна опускати в свердловину і піднімати з неї (для заміни долота, проведення ремонтних робіт).


  • устаткування для спуско-підйомних операцій, до якого входить:

лебідка, що піднімає й опускає важкі вантажі за допомогою дротового каната, намотаного на барабан; талева система, що включає два блоки: кронблок (нерухомий, що знаходиться на верхній частині вишки) і талевий блок, що переміщається уверх-вниз по вишці під час навинчування-розвинчування труб і талевий канат, що представляє собою міцний дротовий трос, що використовується при бурінні свердловини для підйому чи спускання бурового устаткування масою кілька десятків тонн).

-бурові насоси (двоциліндрові чи трициліндрові, що використовуються для забезпечення циркуляції великої кількості бурового розчину (19-44 л/с) по бурильних трубах через насадки на долоті і назад на поверхню).

-блок для приготування та очищення промивного (бурового)розчину,

який постійно циркулює по свердловині.



-устаткування проти викидівгерметизируючий пристрій, що установлюється на устя свердловини для запобігання викидів, перекриває та герметизує устя свердловини при наявності чи відсутності в ній бурильних труб. Устаткування проти викидів включає хрестовину та плашечні (2-3) і один універсальний превентори, що представляють собою корпус прямокутного перетину, усередині якого розміщені плашки з ущільнювачами, а до бокових кришок приєднані гідроциліндри для привода плашок).

- ротор, що служить для передачі обертального руху через підшипники ведучій і бурильним трубам, а також долоту;

- ведуча труба (верхня) бурильної колони, що служить для з'єднання бури

льного інструмента з комплексом наземного устаткування, має квадратний чи багатогранний перетин. Ця труба проходить через квадратний отвір ротора бурильного верстата. Основною функцією ведучої труби є передача руху бурильній колоні, а також подача бурильного розчину по бурильних трубах до долота:



- вертлюг, установлений над ведучою трубою, що з'єднує з нерухомим бу-

рильним гаком, виключає передачу обертального руху від ведучої труби чи бурильної колони до талевого каната і забезпечує подачу промивного розчину під тиском усередину бурильної колони.



- бурильна колона, що служить засобом передачі обертального руху доло

ту, а також каналом для подачі бурового розчину.



  • долото - обертається разом з колоною бурильних труб за допомогою бурильного верстата, установленого над устям свердловини, по своїй конструкції долота бувають різні, найбільше застосування знайшло долото трьохшарошечне.

Таким чином, сутність технологічного процесу буріння свердловин полягає в тому, що двигун, установлений на підлозі вишки, приводить в обертання ротор, який через штангу передає обертання всій колоні бурильних труб з долотом.

Необхідний тиск долота на розроблювальну породу забезпечується вагою бурильного інструмента, який крім долота включає колону бурильних труб з підвищеною товщиною стінок, що забезпечують задане навантаження на долото і попереджують скривлення свердловини при проходці.

Під час буріння у свердловині здійснюється безперервна циркуляція бурового розчину.

ФУНКЦІЇ БУРОВОГО РОЗЧИНУ

- охолодження долота і змащення його зубців;

-змащення й охолодження бурильної колони;

-контроль пластового тиску ;

-винос шламу із свердловини;

-збереження стійкості стінок свердловини.

Для промивання свердловин використовують воду і різні розчини (глинисті, глинясто-вапняні, емульсійні, аераційні і т.д.) Широко використовується продувка свердловин природнім газом або повітрям.

Промивний розчин характеризується наступними параметрами: густиною, в'язкістю, водовіддачею та ін, які істотно впливають на процес буріння. Недостатня густина розчину не забезпечує потрібного протитиску на продуктивний пласт, що може привести до викиду й аварійного фонтанування свердловини. З іншого боку, збільшення густини розчину веде до збільшення його в'язкості, що викликає ріст гідравлічних опорів у стовбурі свердловини, погішення циркуляції і зниження продуктивності турбобура.

Для збільшення густини розчину використовують добавки (утяжелители) з тонкорозмелених важких мінералів: бариту, гематиту, крейди, магнетиту й ін.

Для запобігання від обвалів стінок свердловин і роз'єднання пройдених нафтових (газових) і водяних пластів стовбур свердловини закріплюється обсадними колонами, а кільцевий зазор між ними і стінкою цементується.

. ВИСНОВОК: Таким чином, буріння нафтогазових свердловин є складним технологічним процесом, що пов'язаний із застосуванням складного технологічного обладнання, яке експлуатується в умовах підвищеної пожежовибухонебезпеки, що обумовлюється обертанням горючих речовин і матеріалів та великою імовірністю виникнення аварійних ситуацій.
2. ПОЖЕЖНА НЕБЕЗПЕКА ПРОЦЕСІВ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН

Пожежна небезпека процесів буріння свердловин обумовлюється насамперед наявністю великої кількості горючої рідини - нафти і газу, що виходять на поверхню землі, а також можливістю викиду і появи відкритого нафтового фонтана за рахунок високого пластового тиску.

Згідно результатів аналізу великих пожеж на промислах, майже всім пожежам передувало утворення горючого середовища (ГС) на відкритому повітрі в результаті виходу нафти і газу назовні (фонтанування). В умовах відкритого фонтанування на поверхню землі викидається колосальна кількість нафти, що заливає велику територію і створює надзвичайно небезпечну обстановку.

Приклад пожежі: 8січня 1995 р. у південно-індійської пров. Андра Прадеш відбувся спалах природного газу на свердловині, почалося неконтрольоване горіння нафтогазового фонтана висотою до 100 м і продовжувалося 65 днів. Увесь цей час в окрузі радіусом 5 км від свердловини випадав своєрідний «нафтовий дощ», що покривав землю і будівлі, причому сам смолоскип було видно з відстані 3 км. Невдачею закінчилися спроби остудити смолоскип і поступово збити його шляхом подачі води з лафетних пожежних стволів із великою інтенсивністю. Відірвати смолоскип від свердловини удалося шляхом підриву за допомогою електродетонатора заряду ВР масою 400 кг.

М.У.: Питання до курсантів: Чим обумовлюється пожежна небезпека процесів буріння свердловин?

2.1. Умови утворення горючого середовища (ГС).

Пожежна небезпека процесів буріння свердловин характеризується наявністю великої кількості нафти і газу та їх пожежонебезпечними властивостями.



Нафта - ЛЗР, Тсп=-35 - +350С. Область спалахування парів нафти в суміші з повітрям від 1% (Yн) до 10% (Yв) (об. %). Особливо небезпечні нафти з великим вмістом сірки (0.6% і більш) (сірка, взаємодіючи з металами утворює пірофорні сполуки, здатні на повітрі самозайматися). Сірководень та двоокис вуглецю агресивно впливають на бурильні, обсадні труби і на устаткування, викликають при цьому корозію у процесі експлуатації, особливо коли вони знаходяться під навантаженням (водневе охрупчивання та сульфідне розтріскування).

Крім нафти горючими матеріалами на бурових є запаси палива для двигунів, промивні розчини на вуглеводневій основі, нафтопродукти, що застосовуються для нафтових ванн, матеріали для використання при спорудженні бурових, хімреагенти та нафта для промивного розчину, обтиральні матеріали тощо.



При нормальній роботі бурового устаткування, а також при експлуатації свердловин ГС не утворюється, тому що в навколишньому середовищі немає парів нафти і газу в достатніх кількостях, необхідних для утворення вибухонебезпечних концентрацій (ВНК).

М.В. Питання до курсантів: За яких умов утворюється ВНК горючих речовин?

Найбільш небезпечним на стадії буріння є закінчення процесу буріння, коли свердловина знайшла нафту або газ, що знаходяться під великим тиском (10 МПа і вище ).

Пожежонебезпечною також є операція порушення (збудження) свердловини шляхом продувки її газом або повітрям, тому що існує можливість вільного утворення вибухонебезпечної суміші в свердловині.

Пожежна небезпека процесу буріння різко зростає при ускладненнях, що порушують нормальний хід робіт і здатних привести до фонтанування нафти і газу зі стовбура свердловини.

Газонафтопрояви – це надходження нафти і газу на поверхню землі в невеликих кількостях, що не перешкоджають проведенню основних операцій по буравленню, але подальший розвиток газонафтопроявів може привести до викиду зі свердловини промивного розчину і аварійному фонтануванню, що створює пожежонебезпечну ситуацію.

Відкрите фонтанування на свердловинах, що буряться, як правило відбувається через:

- обсадну колону при відсутності в свердловині бурильних труб;

- колону бурильних труб при відсутності або несправності зворотного клапана;

- кільцевий простір між бурильною й обсадною колонами;

- нещільності рознімних з'єднань обв'язки устя свердловини;

- міжколонні кільцеві зазори внаслідок неякісного цементування і порушення герметичності в нарізних сполученнях обсадних колон;

- тріщини та пласти, що виходять на поверхню за межами свердловини (грифони).

Основна причина небезпечних газонафтопроявів – порушення оптимального співвідношення між пластовим тиском і протитиском, який створюєтья стовпом промивної рідини (бурового розчину) в стовбурі свердловини.

Крім цього газонафтопрояви можуть перейти в аварійне фонтанування при відсутності, несправності або неправильному використанні устаткування проти викидів (превенторів) на усті свердловин, а також при порушенні герметичності обсадних колон.
Умова, при якій може відбутися фонтанування

Рпл Рпл- тиск пласта

Н- глибина свердловини

р- питома вага розчину

Таким чином, для запобігання викиду необхідно підтримувати густину бурового розчину.

Розглянемо, що сприяє зниженню протитиску бурового розчину.

Основні причини зниження протитиску бурового розчину (причини відкритого фонтанування) :

- підйом бурильного інструмента із свердловини без додаткової подачі бурового розчину;

- насичення бурового розчину газами (за рахунок цього зменшується питома вага розчину);

- раптовий відхід бурового розчину із свердловини в пористі породи (коли стінки свердловини недостатньо просочені глинистим розчином і коли розчин подається під великим тиском);

- захоплення бурильного інструмента (прилипання інструмента до стінок стовбура свердловини, закупорка труб, обвал, опади або оповзання породи в свердловині);

- обводнювання бурового розчину пластовою водою;

- невідповідність бурового розчину геологорозвідувальному наряду.

Приклад пожежі : На Грозненському нафтопромислі “Ташкала нафта” із глибини 2500 м. робили підйом інструмента без додаткової подачі глинистого розчину. Вибій був настільки близький до нафтового пласта, що в зв'язку з високим тиском газу на вибій відбувся викид. Від іскри механічного походження (удар інструмента об металеву кришку) виникла пожежа. Полум'я досягло висоти 40 м., два тижні тривала пожежа. Збиток - декілька млн. карбованців.

2.2. Можливі джерела запалювання.



Приклад пожежі. У грудні 1991 р. на свердловині Хар’ягинського родовища ПО “Коминефть” здійснювали видобуток нафти з великим вмістом газу (у 1 тонні нафти 400 куб.м газу). Газ через фланцеві з'єднання вибивався назовні. По недбалості поруч проводили зварювальні роботи. Пожежа виникла на фланцевих з'єднаннях і незабаром вогонь охопив усю свердловину. Висота полум'я смолоскипа досягла 45-50 м. Пожежу гасили протягом 10 днів.

При бурінні свердловин пожежа і навіть вибух можуть виникнути від різних джерел запалювання:

- іскра, що виникла внаслідок удару каменів, що викидаються, об сталеві частини устаткування;

- іскра, що виникла при підйомі або опусканні металевих пристроїв за рахунок удару їх об тверду породу;


  • розігріті ободи, шайби, колодки гальмового пристрою бурильної лебідки ( при швидкому спуску бурильної чи обсадної колони відбувається перегрів гальмових колодок, t=6000С);

М.В.: Питання до курсантів: Чи виникне займання парів нафти або газу, якщо температура колодок t=6000С? Якщо виникне, то за яких умов?

- самозаймання відкладень сірчистих з'єднань заліза, що утворюються на внутрішніх стінках технологічного устаткування в результаті хімічного впливу чи сірководню вільної сірки зі сталевими поверхнями;



  • іскри двигунів внутрішнього згоряння;

  • перегрів підшипників та масла в компресорі;

  • відкрите полум'я апаратів з вогневим обігрівом (трубчасті печі пунктів

комплексної підготовки нафти);

  • проведення зварювальних та інших вогневих робіт (зварювання обсадних

труб над устям свердловини);

  • фрикційні іскри від зіткнення часток породи, що викидається та деталей бурового устаткування;

  • самозаймання продукції свердловини;

  • розряди статичної електрики (при терті нафти об стінки труб);

В основі причин, що викликають займання аварійного фонтану нафти

розрядами статичної електрики лежать такі явища, як трибоелектричний ефект (заряження тертям), що виникає при взаємному терті часток потоку, що рухаються та нерухомих конструкцій, зміна агрегатного стану фонтануючої речовини, розпилення рідкої фази в складі струменя, деформація фонтануючого струменя при ударі об тверду перешкоду і т.д.



Таким чином, найбільш ймовірні джерела запалювання при бурінні свердловин пов'язані з тепловими проявами механічної, хімічної та електричної енергії.

2.3. Шляхи поширення пожежі.

Характерними шляхами поширення пожежі на нафтогазовидобувних промислах є парогазоповітряна хмара та дзеркало розлитої нафти, що утворюються при аварійному викиді нафти і газу, а також при відкритому фонтануванні нафти.

Пожежа на промислах може досягати грандіозних розмірів і може стрімко поширюватися на сусідні бурові та інші спорудження. Палаючі потоки нафти нерідко досягають 80 і більш метрів у висоту, теплове випромінювання яких сприяє подальшому поширенню пожежі на великі площі.

3. Пожежна профілактика при бурінні свердловин

Нормативні документи.

1. Правила пожежної безпеки в газовій промисловості України. АТ «Укргазпром» К: 1997. с.60-67.

2. Правила пожежної безпеки в Україні. К.:«Укрархбудинформ».- 1995.



3.1.Основні ППЗ, що виключають утворення горючого середовища

при бурінні свердловин.

У процесі буріння свердловини необхідно :

- дотримувати режим буріння;

- контролювати тиск у свердловині, у насосах, компресорах;

- контролювати густину глинистого розчину;

- контроль за температурою розчину (вуглеводневого), що виходить із свердловини;

- устя свердловини необхідно обладнати арматурою проти викидів - превентором;

- щоб уникнути викиду через колону бурильних труб, установлюють зворотний клапан (звичайно встановлюють на першій свічі бурильних труб, дозволяє глинистому розчину безперешкодно проходити від устя до вибою свердловини, якщо подача глинистого розчину припинилася, клапан під дією пружини спрацьовує і перетин труби перекривається);

- при бурінні з продувкою вибою повітрям превентори повинні перевірятися на герметичність і надійність у роботі перед кожним спуском і підйомом інструмента (не рідше 1раз в зміну);

- перед початком буріння з продувкою вибою повітрям, герметизуюче устя свердловини перевіряють на герметичність холостою продувкою газоподібного агента через свердловину;

- забороняється осушувати стовбур свердловини горючим стисненим повітрям при розкритих нафтогазоносних пластах;

-при виявленні природного газу в кількості 20% від нижньої межі поширення полум’я необхідно призупинити бурові роботи;

-при бурінні свердловин з високим пластовим тиском необхідно мати єм-

ності для запасу бурового розчину місткістю не менш одного обсягу свердловини, а також і хімічних реагентів;

-нафто- та газопроводи, що ідуть від свердловини повинні виконуватися із

безшовних труб, поєднаних зварюванням.

3.2. Протипожежні заходи, що виключають виникнення джерел запалювання;


  • усі металеві пристрої, що опускаються в свердловину щоб уникнути іскроутворення необхідно змащувати маслом;

- забороняється визначати місця виходу газу за допомогою смолоскипа;

- надійне заземлення труб, що призначені для наливу нафти в ємності, правильність виконання заземлення перевіряється електротехнічним персоналом;

- тертьові частини компресора повинні регулярно змазуватися;

- бурові насоси з двигунами внутрішнього згоряння монтуються в окремому приміщенні з важкогорючих матеріалів матеріалів;

- вихлопні труби двигунів повинні мати іскрогасники;

- викидні гази двигунів внутрішнього згоряння бурових установок повині виводитися на відстань не менше ніж 15 м від гирла свердловини та 5 м від стіни машинного приміщення (при горизонтальному прокладені викидного трубопроводу) і 1,5 м вище конька покрівлі (при вертикальному прокладенні).



    1. Протипожежні заходи, що виключають шляхи поширення пожежі

на бурових:


- дотримання протипожежних розривів між вишками й іншими спорудженнями. У випадку розташування бурової в лісистій місцевості ліс повинний бути вирубаний від центра свердловини в межах 50 м., а вся площа очищена від спаленних матеріалів;

- територія усть свердловин повинна мати обвалування;

- для запобігання потрапляння пластового газу в бурильні труби в нижній частині їхньої колони повинний установлюватися зворотній клапан;


  • у випадку, якщо устя свердловини буде перекрито, установлюють спеціаль

ні лінії для викидів, або прокопують канави, по яких нафта направляється у відкрите сховище (комора), що оточена валом і знаходиться від свердловини на відстані не менш 60 м. і т.д.

- при бурінні свердловин на газових та газоконденсатних родовищах з аномально високими тисками та бурінні розвідувальних свердловин необхідно мати ємності для запасу бурового розчину місткістю не менше одного об’єму свердловини, а також запас обважнювачів та хімічних реагентів у відповідності з технологією.



Висновок : Пожежна небезпека процесів буріння свердловин обумовлюється насамперед можливістю відкритого фонтанування нафти, яка при наявності джерела запалювання може зайнятися і пожежа, що починається на буровій приймає грандіозні розміри. У зв'язку з цим профілактика пожеж при бурінні свердловин має велике значення .

ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ

1. Клубань В.С., Петров А.П. “Пожарная безопасность предприятиий промышленности и агропромышленного комплекса” М.: Стройиздат. -1987. с.232-237.

2. Котов Г.М. “Пожарная опасность и меры профилактики в процессах бурения и добычи нефти”- Харків-1960. - с.83.

3. Правила пожежної безпеки в газовій промисловості України. АТ «Укргазпром» ДО: 1997. с.60-67.

4. Н.Н. Клепоносов, А.И. Сорокин. «Пожарная защита объектов нефтяной и газовой промышленности”.- М.:»Недра».- 1983. С.5-60.

5.Зозуля В.М., Безпалий И.К., ін. “Пожарная профилактика в промышленности и сельском хозяйстве М.- Стройиздат.- 1974.- с.67-75.

6.. Правила пожежної безпеки в газовій промисловості України. АТ «Укргазпром» ДО: 1997. с.60-67.

7.Самостійно вивчити і законспектувати основні вимоги нормативних документів по розділах: 1.ППЗ, що виключають утворення ГС. 2.ППЗ, що запобігають виникненню джерела запалювання. 3. ППЗ, що виключають можливі шляхи поширення пожежі.



Теми рефератів:

1.Пожежна небезпека при бурінні свердловин.

2. Попередження нафтогазових викидів і відкритого фонтанування свердловин.
Лекцію підготувал: к.ф.-м.н., доцент О.О. Тесленко
Текст лекції затверджений на засіданні

ПМК кафедри ПТБОТ



Протокол № 1 від 28.08.2012 р.




База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка