автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Идентификация промысловых трубопроводов как опасных производственных объектов

На правах рукописи

Цепенков Сергей Олегович

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ КАК ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.26.03 - Пожарная и промышленная

безопасность (нефтегазовая отрасль, технические науки)

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/1 у

Тюмень -2006

Работа выполнена в ООО «Энергия-2»

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Антипьев Владимир Наумович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Смирнов Олег Владимирович

кандидат технических наук, ст. научный сотрудник

Саватеев Юрий Николаевич Ведущее предприятие: ОАО «Гипротюменнефтегаз»

Защита диссертации состоится « » октября 2006 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.02 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Володарского, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного нефтегазового университета г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72..

Автореферат разослан « » 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета —Челомбитко С.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Промысловые трубопроводные системы, являющиеся неотъемлемой частью обустройства нефтегазовых месторождений, в соответствии с Федеральным Законом №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» относятся к опасным производственным объектам (ОПО) и согласно действующим нормативным документам должны быть зарегистрированы и внесены в «Государственный реестр опасных производственных объектов». Для этого необходимо предварительно провести идентификацию, в результате которой каждый объект может быть отнесен к тому или иному типу. Идентификация производится по количеству обращающихся опасных веществ, предельные количества которых приведены в таблицах №1 и №2 Приложения 2 Федерального Закона №116-ФЗ.

Указанием Госгортехнадзора России за № У-46 от 14 июня 2000г. («Об идентификации и регистрации опасных производственных объектов в государственном реестре») предлагается временно до разработки методических рекомендаций, учитывающих технологические особенности и отраслевые критерии по идентификации ОПО, руководствоваться «Перечнем типовых видов опасных производственных объектов». В этом перечне «Система промысловых (межпромысловых) трубопроводов куста (площади месторождения)» идентифицируется по признаку транспортирования опасных веществ и типом объекта 3.2. Последнее соответствует тому, что априори принимается количество опасного вещества, находящегося в обращении на ОПО, не превышает 200т. В действительности же в нефтегазосборных трубопроводах количество опасных веществ (нефти и газа) может и превышать 200т. В этом случае ОПО должен относиться к объектам типа 3.1. с вытекающими отсюда последствиями: занесение в базу данных ОПО в соответствии с его высоким типом опасности, разработка декларации промышленной

безопасности, увеличение страховой суммы обязательного страхования с 1 млн. руб. до 7 млн. руб.

Сложность вычисления количества опасных веществ (нефти и газа) в промысловых трубопроводах, в которых имеют место двухфазные течения, а также отсутствие методики проведения подобных расчетов и явилось причиной создавшейся ситуации, когда руководящие документы и указания вступают в противоречие с Федеральным Законом №116-ФЗ.

Данная работа направлена на устранение указанных противоречий посредством разработки методики, учитывающей технологические особенности течения газожидкостных смесей по трубопроводам.

Целю диссертационной работы является разработка методики идентификации промысловых трубопроводов нефтегазовых месторождений как потенциально опасных производственных объектов.

Для выполнения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие основные задачи:

- проведение идентификации опасности аварий на промысловых трубопроводах и выявление основных факторов, влияющих на создание аварийных ситуаций;

обоснование выбора основных зависимостей, которые необходимо использовать при идентификации промысловых трубопроводов;

установление параметров, влияющих на количество опасных веществ, находящихся в промысловых трубопроводах;

разработка методики определения количества опасных веществ (нефти и газа), которые обращаются в промысловых трубопроводах при проведении их идентификации как опасных производственных объектов.

Научная новизна - установлено среднестатистическое значение частоты аварий на промысловых нефтепроводах Западной Сибири на примере месторождений ХМАО; - разработана методика идентификации нефтегазосборных

трубопроводов по количеству обращающихся опасных веществ;

- установлена степень влияния полного газового фактора, диаметра трубопровода, давления, а также физических свойств нефти на количество опасных веществ в промысловых трубопроводах.

Практическая ценность работы Разработана методика идентификации промысловых

нефтегазосборных трубопроводов и на базе ее создан программный продукт, позволяющий с достаточной точностью определять тип объекта при их регистрации в Государственном реестре опасных производственных объектов.

Внедрение результатов работы Разработанные методика и компьютерная программа рекомендованы Управлениями по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Тюменской области и по ЯНАО к внедрению для практических расчетов при проведении анализа риска и идентификации нефтегазосборных трубопроводов.

Апробация работы, публикации Основные положения работы докладывались:

- на международной конференции, посвященной проблемам экологии и промышленной безопасности, г. Самара, сентябрь 2004 г.;

- на тематическом семинаре «Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на ОПО», г. Москва, 26-27октября 2004 г.;

- на тематическом семинаре «Об опыте декларирования промышленной безопасности. Оценка риска аварий на опасных производственных объектах», г. Москва, 26-27 октября 2005 г.;

- на Межотраслевом научно-методологическом семинаре по проблемам теплофизики, гидрогазодинамики и теплотехники при ТюмГУ под руководством профессора Шабарова А.Б., г. Тюмень, 20-21 мая 2005 г.;

- на техсовете «Управления по технологическому и экологическому .

надзору Ростехнадзора по Тюменской области», г. Тюмень, 20.06. 2005 г. По результатам публиковано шесть работ в центральной печати.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и списка использованной литературы. Диссертация написана на русском языке, изложена на 103 страницах, содержит 5 рисунков, 2 диаграммы и 6 таблиц. Список литературы включает 92 наименования.

Краткое содержание работы Во введении обоснована актуальность выполненного исследования. Дана краткая характеристика состояния проблемы, поставлены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы.

В первом разделе приводятся основные положения и определения, необходимые для четкого понимания процессов, связанных с промышленной безопасностью. Дается анализ правовых актов и нормативно технических документов в области промышленной безопасности, связанной с трубопроводным транспортом.

При проведении идентификации опасностей необходимо дать описание возможных сценариев развития аварий для каждого из рассматриваемых блоков или производств.

Проведение анализа риска на стадии «оценка риска» сводится к решению следующих задач: определение частоты нежелательных событий (аварий) на рассматриваемом опасном объекте, оценка последствий аварий и обобщение оценок риска.

В расчетах по определению основных показателей риска необходимо знать ожидаемую частоту аварий на промысловых трубопроводах и вероятность реализации того или иного сценария аварии. Такие данные можно получить только посредством сбора банка данных по авариям на промысловых трубопроводах и их обработки.

После сбора информации и обработки статистических данных по числу аварий на внутрипромысловых трубопроводах за последние 6 лет было установлено значение среднестатистической частоты аварий для условий нефтегазовых месторождений Западной Сибири, Л1Р= 4,5- 10"2 ав./(км-год).

Значение Л1р может иметь некоторые отклонения для разных нефтяных регионов. В качестве примера в таблице 1 приведены данные по авариям на нефтепромысловых трубопроводах Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) Тюменской области.

Сведения по авариям на нефтепромысловых

трубопроводах ХМАО за 2003 г. Таблица 1

№ Район Кол-во Протяженность внутрипромысловых трубопроводов, км Причины аварий масса загрязняющи х веществ, т

п/п аварий коррозия механич. повреждения строительный брак прочие

1 Нефтеюганский 1 428 11294 1 295 2 5 126 110,9

2 Нижневартовский 538 10049 515 6 1 16 1 514,4

3 Октябрьский 66 7770 65 0 0 1 32,7

4 Советский 3 188 3 0 0 0 0,0

5 Ханты-Мансийский 44 167 37 0 3 4 30,7

6 Когалымский 27 7130 27 0 0 0 23,7

7 Сургутский 155 12417 152 1 0 2 44,2

ВСЕГО по округу: 2 235 47015 2 067 9 9 150 1 738,1

Значение аналогичного показателя для магистральных

нефтепроводов АК «Транснефть» составляет порядка 210"4 ав./км год. Это говорит о том, что среднестатистическая частота аварий на промысловых нефтепроводах Западной Сибири более чем в 200 раз выше значения соответствующего показателя магистральных нефтепроводах АК «Транснефть», по которым транспортируется товарная нефть.

Анализ данных показывает, что основной причиной аварий на промысловых трубопроводах является внутренняя коррозия (около 92 % всех аварий). Число аварий, связанных с механическими повреждениями, строительным браком приходится менее 1%.

Во втором разделе дается классификация промысловых трубопроводов с точки зрения их идентификации как опасных производственных объектов. В соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» идентификация ОПО производится по количеству опасных веществ. Наиболее сложными с точки зрения идентификации являются те нефтесборные трубопроводы, по которым транспортируется газожидкостная смесь в двухфазном состоянии. Для определения количества опасного вещества необходимо подсчитать отдельно количество попутного (нефтяного) газа и нефти, находящихся единовременно в трубопроводе.

Известно,, что течение двухфазных смесей характеризуется различными структурами потока (их называют еще формами течения).

Границы существования той или иной структуры зависят от многих факторов: объемного расходного газосодержания, критерия Фруда, угла наклона трубопровода и др. В условиях промыслового сбора продукции скважин нефтегазовых месторождений преобладают две структуры — пробковая и расслоенная.

Для вычисления количества газа и нефти, находящихся в трубопроводе, необходимо знать истинное газосодержание ф, которое представляет собой отношение площади сечения трубы, занятой газом

'■-'•' Рг

Рг, к общей площади сечения трубы (р = ——.

тр

Истинное газосодержание (р также зависит от многих факторов: структуры газожидкостного потока, объемного расходного газосодержания /?, числа Фруда, от угла наклона трубопровода, физико-химических

свойств нефти, газа и термодинамических условий нахождения флюидов.

Объемное расходное газосодержание р с учетом обводненности нефти (а) определяется выражением

~ + Q, ' И3 него полУчаем fi-Qm+Qf<i-ay (1)

т.к. объемный расход нефти QM и расход жидкой составляющей газожидкостного потока Qx связаны выражением

Qh = Q* (Na). (2)

где - объемный расход свободного газа, приведенный к условиям трубопровода, (м3/с)\

QH - объемный расход нефти, (м3/с).

wl

Значение Фруда смеси FrCM определяется FrCM =-7-, (3)

g • и

где g - ускорение свободного падения, м/с2; D - диаметр трубопровод, м\ wCM - скорость газожидкостной смеси, м/с. Вычисление Qt, производится с учетом кривой разгазирования

ТРа

пластовой нефти Qs = Гсв ■ QH 'рн• -^—f, (4)

о

где Гсв— газ, выделившийся из нефти при давлении разгазирования Р, рн - плотность нефти ;

Р— давление в трубопроводе; Ра— атмосферное давление; Г0=273,15 К; Т— абсолютная температура газа в трубопроводе, К; Для вычисления Гсв нефтяных месторождений можно воспользоваться эмпирической зависимостью, полученной в Тюменском индустриальном институте (ТюмИИ). Эта формула обобщена на случай газлифтного способа эксплуатации скважин

Гсв=[А+В<{у)с ]-Гп+Гг, (5)

где Г„ — полный газовый фактор пластовой нефти, м3/кг\

Гг — объем газа, вводимый в скважину при газлифтном способе эксплуатации, м3/кг;

А, В и с — эмпирические константы.

Формула (5) применима при изменении давления в диапазоне 0,1 ч-З МПа, что соответствует условиям промыслового сбора нефти и газа. Далее воспользуемся значениями эмпирических констант, предложенными в работах ТюмИИ: А = 2,615 , 5 = -1,615 и с - 0,075, которые были получены для ряда месторождений Западной Сибири.

Прежде всего, необходимо определить структуру газожидкостного потока. В различных участках трубопровода структура потока может быть различной и зависит от угла наклона трубопровода. Для восходящих потоков реализуется, как правило, пробковая структура потока. Для горизонтальных и нисходящих трубопроводов возможна как пробковая, так и расслоенная структуры.

Определение структуры газожидкостного потока связано с вычислением критического значения критерия Фру да Ргкр, при котором происходит переход из одной структуры потока в другую.

Если значение критерия Ргсм, вычисленное по формуле (3), окажется меньше значения критерия Фруда критического (Ргкр), то реализуется расслоенная структура потока. Если же /<УСЛ, > Ргкр, то наблюдается пробковая структура потока. Значение критического критерия Фруда вычисляется по формулам ВНИИГАЗа:

для горизонтальных участков трубопровода -

/^=0,2 -ехр(-2,5р) -{\-рУ2- (у^ )8/\ (6)

для нисходящих участков трубопровода -

ру (1 -Р? <15£ Г'. (7,

В выражениях (6) и (7) приняты следующие обозначения:

о V

г' ж ж

V. - кинематическая вязкость газа в условиях трубопровода, уж - кинематическая вязкость водонефтяной смеси (т.е. жидкой фазы), У - угол наклона нисходящего участка трубопровода. Л0 - коэффициент гидравлических сопротивлений по длине, который определяется по известным формулам гидравлики однофазной жидкости в зависимости от.числа Рейнольдса.

В пластовых условиях нефть находится в однофазном состоянии, но по мере снижения давления при ее движении в стволе скважины и далее в нефтесборных трубопроводах происходит непрерывное разгазирование нефти. Следовательно, каждому сечению трубопровода с определенными значениями давления и температуры соответствует свое отношение расходов <2., £)ж и, соответственно, значение р.

После определения структуры газожидкостного потока вычисляется истинное газосодержание <р по одной из формул:

При расслоенной структуре газожидкостного потока

<р = \-%0А , если 0 < X ^ 0,18 , (8)

<р = 0,615(1 -х), если 0,18 , (9)

где Х = Ла'{\-Р)г-РГсм/(2*тГ). (10)

При пробковой структуре потока <р =

0,81/?.[1-ехр(-2,277>~)] . (11) Для горизонтальных потоков (^=0) и выражение для х теряет физический смысл и формулы (8) и (9) для вычисления <р не пригодны. Поэтому в случае горизонтальных трубопроводов с расслоенной структурой потока значение истинного газосодержания находится в результате совместного решения уравнений движения для газовой и жидкостной составляющих потока.

В третьем разделе диссертации излагается методика идентификации нефтесборных трубопроводов.

Блок-схема алгоритма расчета при идентификации нефтесборного трубопровода как ОПО представлена на рис. 1.

Поскольку угол наклона трубопровода существенно влияет на структуру двухфазного потока, то расчеты количества опасного вещества (нефти и газа) производятся по участкам с постоянным углом наклона, на которые необходимо разбить весь трубопровод.

Среднее давление Р1 на таком участке определяется в процессе выполнения гидравлического расчета трубопровода.

Р -Р

где Ру- давление на устье скважины;

Рс - давление на первой ступени сепарации;

Р, - давление на /-ом участке длиной Д-;

Ь - длина трубопровода от скважины до первой ступени сепарации;

x¡ - расстояние от устья скважины до середины участка Л£,.

Так как значения истинного газосодержания для каждого /-го участка (<р,) определяются своими зависимостями, то для каждого участка длиной Ь„ имеющего угол наклона у,, рассчитываются Гг,/?, и Frl;pi, затем определяется структура газожидкостного потока и в зависимости от этих параметров рассчитывается истинное газосодержание ф,. Последовательные расчеты для всех участков /=7^ трубопровода, проведенные по алгоритму (рис.1), позволяют получить значения количества нефти Л/„, и количества газа Мг1 на каждом /-ом участке:

МН( = {\-(р() •(\-а)-ЕтрЫ1-рнц (13)

Мг1= <Р, -^р-Д!/(14)

где Ртр — площадь сечения трубопровода, м2;

Р ш и Рг1 — плотность нефти и газа при термодинамических условиях в

трубопроводе на /-ом участке, соответственно, кг/м3.

Суммарное количество нефти и газа во всем нефтесборном

трубопроводе определяется по формулам:

MH=±MHÍ, (15)

»i

Мг= (16)

1-1

Рис.1. Блок-схема алгоритма расчета количества нефти и газа в

нефтесборном трубопроводе

В четвертом разделе диссертации дается описание разработанной компьютерной программы для расчетов и идентификации нефтесборных трубопроводов, названной «Поток -1» и Руководство пользователя.

В окнах программы задаются параметры перекачиваемой жидкости, конструктивные параметры и технологический режим нефтепровода. После ввода исходных параметров в главном окне появляются результаты расчета по отдельным участкам и общая масса опасных веществ.

Подставляя в таблицу различные данные и проведя соответствующие расчеты, было установлено, что на количество опасного вещества в трубопроводе решающее значения оказывает диаметр.

Так при прочих одинаковых параметрах увеличение диаметра трубопровода со 159 мм до 273 мм при длине в 10 км приводит к увеличению опасного вещества с 19 т до 65 т, т.е. в 3,5 раза, а уменьшение

ИОН Поток-

Название участка: ]к-5 -т.2

П рофиль трассы

Для определения количества опасного ; вещества в трубопроводе, необходимо ; задать его профиль.

Задать

t Основные параметры | Т акже необходимо задать основные i технологические параметры.

Задать

Результат

в

|0г.м3/с 1о«.*тЗ/с ! Мг.адг

|Б«1

[■»ж

1Струтггут>*

0.382 0,789

2 1,72 0,798

3 -1.604 0.81

0.574 0,587 0.7JS7

0,208 O.OS 0.219 О.ОЗ 0,237 О.ОЗ

1708,269 62220.074 Пробюш 1114,192 40251,724 Пробюш 3368,233 59308,161 Ркскхши

Mr: 6191.013 кг Мн: 161779.958 кг

Разработка <® ООО 'Энергия-2". 2005 г.

[.......Расчет......]]

Печать

В Excel

J

XLC'°se I

обводненности в трубопроводе в два раза с 80% до 40% дает пропорциональное увеличение опасного вещества.

Изменение (в 2 раза) других параметров не приводит к пропорциональному росту или уменьшению опасного вещества (изменение составляет не более Ю %).

Основные выводы по работе

1. На основании обработки статистических данных по авариям на промысловых трубопроводах нефтяных месторождений Западной Сибири в период с 1998 по 2003 годы установлено значение среднестатистической частоты аварий, равное 4,5-10"2 ав./(км год), что более чем в двести раз выше соответствующего показателя для магистральных нефтепроводов.

2. Основной причиной аварий на промысловых трубопроводах является внутренняя коррозия (порядка 90%), обусловленная наличием в нефти пластовой коррозионно активной воды и особенностями двухфазных течений.

3. Разработана методика для определения количества опасных веществ (нефти и нефтяного газа) в промысловых нефтесборных трубопроводах, которая учитывает влияние обводненности нефти, давления в трубопроводе, профиля трассы, фазового перехода углеводородного газа, физических свойств флюидов. На основании этой методики создан программный продукт, позволяющий проводить идентификацию промысловых нефтегазосборных трубопроводов.

4. Установлено влияние различных параметров на количество нефти и газа в промысловом трубопроводе.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Антипьев В.Н., Налобина Е.В., Цепенков С.О., Чистяков О.Ю. Некоторые аспекты анализа риска на объектах промыслового сбора, подготовки и транспорта нефти и газа. //«Окружающая среда для нас и будущих поколений» «Экологические проблемы и безопасность строительства и эксплуатации нефте- и газопроводов».-Самара: Самарский государственный технический университет 2004. - С. 34 - 42.

2. Антипьев В.Н., Цепенков С.О. Об одном методе расчета количества опасного вещества в аварийном выбросе. //«Безопасность труда в промышленности», № 4, 2004. - С. 42-46.

3. Антипьев В.Н., Налобина Е.В., Цепенков С.О. Некоторые аспекты декларирования промышленной безопасности объектов системы промысловых трубопроводов. //«Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах».-М.: НТЦ «Промышленная безопасность, 2004.- С. 86-92.

4. Антипьев В.Н., Налобина Е.В., Смирнов А.Ю., Цепенков С.О. Идентификация внутрипромысловых трубопроводов как опасных производственных объектов. — В журн. «Безопасность труда в промышленности», №7, 2005. - С.42-*- 46.

5. Антипьев В.Н., Глумов М.Н., Налобина Е.В., Смирнов А.Ю., Цепенков С.О. Программное обеспечение идентификации промысловых трубопроводов. //«Об опыте декларирования промышленной безопасности. Оценка риска аварий на опасных производственных объектах».-М.: НТЦ «Промышленная безопасность, 2005.- С. 24-25.

6. Антипьев В.Н., Налобина Е.В., Цепенков С.О. Определение количества опасных веществ в промысловых нефтегазосборных трубопроводах. //«Управление качеством в нефтегазовом комплексе».-М.: МФ «Национальный институт нефти и газа», № 2, 2006.- С. 41-43.

Подписано к печати Р9 ОС Гознак

Заказ № Уч. - изд. л. /

Формат 60x84 '/16 Усл. печ. л. /

Отпечатано на RISO GR 3770 Тираж -fCO экз.

Издательство «Нефтегазовый университет»

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52

Введение

Раздел 1. Обеспечение промышленной безопасности объектов обустройства нефтяных месторождений

1.1. Общие положения и определения

1.2. Анализ правовых актов и нормативных документов

1.3. Обзор и анализ статистических данных по авариям на промысловых трубопроводах

Выводы по Разделу

Раздел 2. Теоретические основы идентификации трубопроводных систем на нефтегазовых месторождениях

2.1. Классификация трубопроводов нефтегазовых месторождений

2.2. Особенности и основные понятия и определения, характеризующие двухфазные течения в трубопроводах

2.2.1. Особенности двухфазных течений в трубопроводах

2.2.2. Основные понятия и определения, характеризующие двухфазные потоки

2.3. Обоснование использования основных расчетных зависимостей, необходимых при проведении идентификации нефтегазосборных трубопроводов

2.3.1. Определение объемного расхода газа в нефтегазосборном трубопроводе

2.3.2. Зависимость массового содержания нефти и газа в трубопроводе от значения истинного газосодержания

2.3.3. Определение структуры газожидкостного потока

2.3.4. Основные зависимости для истинного газосодержания

2.3.4.1.Определение истинного газосодержания для случая пробковой структуры потока

2.3.4.2. Определение истинного газосодержания при расслоенной структуре потока в наклонных трубопроводах 2.3.4.3.Определение истинного газосодержания при расслоенной структуре потока в горизонтальных трубопроводах Выводы по Разделу

Раздел 3. Методика идентификации промысловых нефтегазосборных трубопроводов

3.1. Подготовка исходных данных для расчета количества опасных веществ в нефтегазосборных трубопроводах

3.2. Алгоритм расчета количества опасных веществ в нефтегазосборных трубопроводах

3.2.1. Последовательность вычислений

3.2.2. Рекомендации по решению уравнений (3.14) Выводы по разделу

Раздел 4. Реализация методики вычисления количества опасных веществ в нефтегазосборных трубопроводах

4.1. Компьютерная программа «Поток-1» по идентификации нефтегазосборных трубопроводов

4.1.1. Инструментальные средства

4.1.2. Руководство пользователя

4.2. Анализ степени влияния различных факторов (параметров) на количество опасных веществ в нефтегазосборных трубопроводах

Выводы по Разделу 4 Основные выводы Список используемой литературы Справки о внедрении

Раздел 1. Обеспечение промышленной безопасности объектов обустройства нефтяных месторождений 1.1. Общие положения и определения

Система сбора, подготовки и промыслового транспорта продукции скважин нефтегазовых месторождений является неотъемлемой частью нефтегазодобычи и представляет собой опасный производственный объект (ОПО), который имеет следующие отличительные особенности:

- занимает достаточно большую площадь территории и состоит из разветвленной трубопроводной системы и наземных площадочных сооружений (таких как дожимные насосные станции (ДНС), центральные пункты подготовки нефти (ЦППН) и т.п.); рассматриваемый ОПО представляет собой единую гидродинамическую систему от добывающих скважин до резервуарного парка товарной нефти и далее до врезки в магистральный нефтепровод;

- на ОПО обращается опасное вещество углеводородного происхождения, находящегося как в однофазном, так и в двухфазном состоянии, причем продукция нефтяных скважин на определенной стадии разработки месторождения содержит минерализованную пластовую воду, обладающую коррозионными свойствами.

Несмотря на то, что трубопроводный транспорт является одним из самых безопасных видов транспортировки опасных веществ, полностью избежать аварий невозможно. Учитывая наличие на территории области вечномерзлых грунтов, обилие рек, озер, больших заболоченных пространств, значительной разнице температур в зимний и летний периоды, а также учитывая

По общей площади занимаемой болотами и количеству крупных болотных массивов Тюменская область не имеет себе равных не только в северном полушарии, но и вообще в мире. На стадии проектирования трубопроводов проводится анализ риска объекта, где исследуется степень вероятности аварии на трубопроводе и возможные последствия для человека и природы, а также учитываются принятые меры для предотвращения аварии и ликвидации последствий.

Для внесения ясности в обсуждаемую проблему необходимо дать некоторые определения:

- Анализ риска - процесс идентификации опасностей и оценки риска для отдельных лиц или групп населения, имущества или окружающей природной среды (РД 03-418-01).

Промышленная безопасность опасных производственных объектов (далее - промышленная безопасность) - состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий аварии (Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.).

- Авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемый взрыв и (или) выброс опасных веществ (Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.).

- Инцидент - отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений настоящего Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№ 116-ФЗ от 21.07.1997 г.), других федеральных законов и иных нормативно-правовых актов Российской Федерации, а ' также нормативно-технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте.

- Опасные производственные объекты - объекты на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества, а именно: воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, представляющие опасность для окружающей среды, а также используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды выше 115°С, используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, получаются расплавы черных и цветных металлов, ведутся горные работы и работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях (Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г.).

- Составляющие опасного производственного объекта -участки, установки, цехи, хранилища или другие составляющие (составные части), объединяющие технические устройства или их совокупность по технологическому или административному принципу и входящие в состав опасных производственных объектов (Положение о порядке оформления деклараций промышленной безопасности и перечне сведений, содержащихся в ней РД 03-315-99).

- Опасные вещества - воспламеняющие, окисляющие горючие взрывчатые, токсичные, высокотоксичные вещества и вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды, перечисленные в приложении 1 к Федеральному закону «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116 ФЗ (Положение о порядке оформления деклараций промышленной безопасности и перечне сведений, содержащихся в ней РД 03-315-99).

- Декларация промышленной безопасности опасного производственного объекта (далее - декларация) - документ, в котором представлены результаты всесторонней оценки риска аварий, анализа достаточности принятых мер по предупреждению аварий и по обеспечению готовности организации к эксплуатации опасного производственного объекта в соответствии с требованиями норм и правил промышленной безопасности, а также к локализации и ликвидации последствий аварии на опасном производственном объекте (Правила экспертизы декларации промышленной безопасности ПБ 03-314-99 утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 07.09.99 № 65).

- Экспертиза декларации промышленной безопасности опасного производственного объекта (далее - экспертиза декларации) - оценка соответствия декларации промышленной безопасности нормам и правилам промышленной безопасности, результатом которой является заключение экспертизы (Правила экспертизы декларации промышленной безопасности ПБ 03-314-99 утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 07.09.99 № 65);

Экспертиза промышленной безопасности (далее -экспертиза) - оценка соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, результатом которой является заключение (Правила проведения экспертизы промышленной безопасности ПБ 03-246-98 утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 06.11.98 № 64);

- Требования промышленной безопасности - условия, запреты, ограничения и другие обязательные требования, содержащиеся в федеральных законах и иных нормативно-правовых актах РФ, а также нормативно-технических документах, которые принимаются в установленном порядке и соблюдение которых обеспечивает промышленную безопасность (Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 № 116 ФЗ).

- Идентификация опасности - процесс выявления и признания, что опасность существует, и определения ее характеристик (РД 03-418-01).

- Идентификация опасных производственных объектов (далее - идентификация) - отнесение объекта в составе организации к категории опасного производственного объекта и определение его типа в соответствии с требованиями Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов (Положение о регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов и ведении государственного реестра РД 03-294-99 утверждено постановлением Госгортехнадзора России от 03.06.99 № 39).

- Регистрация объекта в государственном реестре -занесение в банк данных государственного реестра сведений о действующем объекте, присвоение ему регистрационного номера в государственном реестре и выдача свидетельства о регистрации этого объекта эксплуатирующей его организации (Положение о регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов и ведении государственного реестра РД 03-294-99 утверждено постановлением Госгортехнадзора России от 03.06.99 № 39).

Уровень, количественную меру безопасности часто характеризуют показателями, которые называют рисками. Этот термин не получил до сих пор однозначного определения. Наиболее употребительны следующие толкования:

- вероятность события, представляющего опасность;

- средний ущерб, выраженный в натуральном измерении;

- комплексная мера опасности, выраженная в условных единицах (баллах).

Часто под риском понимают произведение вероятности опасного события (отказа) на последствия этого отказа. Понятие риска переводит опасность в разряд измеряемых категорий. Риск является мерой опасности и измеряется в тех же единицах, что и последствия (ущерб) отказа.

Обычно анализ риска рассматривается как составная часть комплексного подхода к принятию решений и программ по предупреждению и уменьшению опасностей для жизни человека и для ухудшения качества окружающей среды. Система же принятия решений по обеспечению безопасности носит название управления рисками. У нас чаще говорят об управлении безопасностью или обеспечении промышленной безопасности.

Анализ риска опасного производственного объекта (ОПО) начинается с проведения его идентификации, в результате которой этот объект может быть отнесен к тому или иному типу (в соответствии с Федеральным Законом №116-ФЗ и РД 03-418-01.), а от этого будет зависеть величина страховой суммы, а также обоснование необходимости разработки декларации промышленной безопасности. В соответствии с Федеральным законом №116-ФЗ идентификация ОПО осуществляется по количеству опасного вещества, обращающегося на данном объекте.

В случае с магистральным транспортом нефти и газа или при перекачке частично подготовленной нефти сцтуация более менее понятная. Идентификация трубопроводов, в таком случае, не представляет особого труда. Для выполнения такого рода работ существуют утвержденные и опробованные АК «Транснефть» методики. В данной работе предпринята попытка, решить задачу идентификации нефтегазосборных трубопроводов, в основе которой лежит определения количества опасного вещества именно в системе нефтегазосбора.