Оценка риска аварий объектов нефтегазовой отрасли в условиях низких климатических температур

Введение 5
1 Погодные условия крайнего Севера 7
1.1 Характеристика районов добычи углеводородного сырья на территории Крайнего Севера РФ 8
1.2 Действующие нормативно-методические документы при оценке риска аварий 10
1.3 Анализ аварий резервуаров и оценка экологического риска от разлива нефтепродуктов в условиях Арктики 13
1.4 Вывод 14
2 Анализ риска аварий резервуаров при низких температурах 15
2.1 Оценка частоты хрупкого разрушения резервуара при низких температурах 15
2.2 Оценка риска аварий при взрыве резервуаров методом «деревьев событий» 17
2.3 Образование горючей паровоздушной смеси снаружи резервуара при низких температурах окружающей среды 25
2.4 Выводы 32
3 Основные причины аварий на газопроводах, эксплуатирующихся в условиях низких температур 33
3.1 Определение характеристик трещиностойкости и оценка сопротивления разрушению трубных сталей 35
3.2 Мониторинг ударной вязкости материала магистрального газопровода, длительно эксплуатирующегося в условиях Севера 38
3.3 Анализ условий возникновения и развития аварийных ситуаций на газопроводах при минусовых температурах окружающей среды 43
3.4 Анализ последствий аварий газопроводов в условиях Севера 45
3.5 Оценка риска аварий на газопроводах при низких температурах 50
3.6 Выводы 51
4 Сравнение частот аварий резервуаров и газопроводов, произошедших при отрицательных и положительных температурах окружающей среды 51
4.1 Вывод 55
5 Рекомендации по повышению безопасности эксплуатации наиболее опасных объектов нефтегазового комплекса 55
5.1 Вывод 59
Заключение 60
Список сокращений 63
Список использованных источников 64

Весь текст будет доступен после покупки

Анализ риска – один из существенных компонентов обеспечения безопасности и проводится для выявления отдельных источников опасности и оценки их потенциального влияния на возможные ущербы, которые могут быть причинены населению, окружающей среде и хозяйственным объектам.
Результаты анализа риска имеют существенное значение для принятия обоснованных и рациональных решений по чрезвычайному реагированию, а также для определения места размещения производственных объектов.
В настоящее время безопасность в природно-техногенной сфере является важнейшей проблемой во всем мире. К числу высокорисковых объектов техносферы относятся объекты нефтегазового комплекса: резервуары, нефтепроводы, газопроводы. Неконтролируемое развитие аварийных ситуаций в резервуарных парках, связанных с выбросом газа, разливом нефти, взрывами и пожарами, может привести к значительным разрушениям, гибели людей и, особенно в зимнее время в районах с низкими температурами, к катастрофическим последствиям.
Определенный интерес представляет анализ рисков резервуаров и газопроводов, эксплуатирующихся в экстремальных природно-климатических условиях Севера. При таких условиях значительно осложняются эксплуатации объектов с взрывопожароопасными веществами, меняются свойства нефтепродуктов и значения параметров, определяющих риск.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Погодные условия крайнего Севера

Повышение промышленной безопасности опасных производственных объектов в условиях Севера требует всестороннего учета влияния специфических для данного района природно-климатических факторов на параметры риска.
Резервуары, нефтепроводы, газопроводы относятся к опасным производственным объектам, неконтролируемое развитие аварийных ситуаций может привести к значительным разрушениям и к гибели людей, а также к необратимым последствиям в окружающей природной среде.
Арктика имеет обширный запас неразработанных энергоресурсов нефти и газа. При этом добыча природных ресурсов в Арктике крайне сложна и опасна, поскольку в условиях сурового климата вероятность аварийных ситуаций возрастает.
В сибирской части Арктики зимой развивается антициклоническая циркуляция, отмечаются очень низкие температуры воздуха, небольшая облачность, незначительное количество осадков и слабые или умеренные ветры. Средние температуры самого холодного зимнего месяца – января – составляют от – 45 до – 50 °С. Минимальные температуры в этих районах иногда достигают от – 55 до – 60 °С. В результате сильного выхолаживания поверхности возникают инверсии температуры воздуха [1].
Для элементов технических систем, эксплуатируемых в условиях Арктики, определяющим опасным фактором являются низкие температуры атмосферного воздуха, которые ухудшают основные физико-механические свойства конструкционных материалов, повышают их склонность к хрупкому разрушению как потенциальному источнику возможных аварий [2]. Неконтролируемое развитие аварийных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса может привести к значительным разрушениям и к гибели людей.
В целях безопасности населения от промышленных взрывов и пожаров необходима оценка безопасных расстояний от аварий резервуаров, нефтепроводов, газопроводов с учетом внешних метеорологических условий Севера (низкие температуры, мощные продолжительные температурные инверсии и штиль), которые существенно увеличивают значения параметров поражающих факторов при аварии.
Анализ риска – один из существенных компонентов обеспечения безопасности – проводится для выявления отдельных источников опасности и оценки потенциального ущерба, которые они могут причинить населению, окружающей среде и хозяйственным объектам.

1.1 Характеристика районов добычи углеводородного сырья на территории Крайнего Севера РФ

Крайний Север – это часть территории России, расположенная главным образом к северу от Северного Полярного круга. Территория Крайнего Севера – это арктическая зона, тундра, лесотундра и районы северной тайги.
Минерально-сырьевой потенциал районов Крайнего Севера определяется наличием большого количества нефтегазовых месторождений.
Отличительной особенностью территорий Крайнего Севера является наличие многолетнемерзлых пород. Многолетнемерзлые породы – это породы, которые имеют отрицательную температуру и содержат лед в составе, не оттаивающий в течение длительного времени – от нескольких лет до многих тысячелетий [3]. Занимает около 25% суши Земли, почти 65% территории России (рис. 1) . Для вечной мерзлоты среднегодовая температура составляет от -7°С до -10°С, чуть южнее – от -5 до - 8°С. Изменчивость температурного режима обуславливается различным уровнем снегонакопления в разных местностях с неоднородным рельефом. Глубина сезонного протаивания составляет 0,3-0,6 м на моховых тундрах в озерно-болотистой местности (торф, заторфованные суглинки и льдистые суглинки) и 1,0-1,5 м в холмистой и плоско-ложбинной местностей (пески и суглинки). Мощность мерзлой толщи может варьироваться от 10 до 1500 м и более [3]. Эти климатические и рельефные особенности создают определенные трудности при прокладке транспортных путей для перевозки углеводородного сырья от месторождений до пунктов потребления и переработки, и их необходимо учитывать при расчете экологического риска [4].



Рисунок 1 - Распространение многолетнемерзлых пород в России

Освоение нефтегазоносных территорий в районах многолетней мерзлоты неизбежно сопровождается процессами антропогенного преобразования и изменения естественных условий природного ландшафта. ММП определяют все многообразие протекающих природных процессов на Крайнем Севере, стабильность и изменчивость состояния других компонентов природной среды. И между тем они являются наиболее неустойчивым и динамичным элементом природной среды и подвержены любым процессам, нарушающих естественные условия окружающей среды. Поэтому важно учитывать все факторы потенциального воздействия на многолетнемерзлые породы при транспортировке углеводородного сырья на данных территориях [5].
Основные районы Крайнего Севера, где идет активная добыча, разработка и транспортировка углеводородного сырья – Ненецкий автономный округ (далее НАО), север Республики Коми и Красноярского края, Ямало-Ненецкий автономный округ (далее ЯНАО) и шельф окраинных морей – Баренцева, Печорского и Карского. Запасы и прогнозные ресурсы большинства добываемых в этих районах полезных ископаемых составляют основу минерально-сырьевой базы, определяющей объемы промышленного производства страны (рис.2) [4].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Арктика/ Большая советская энциклопедия. Изд. 3-е. Т. 2. Ангола - Барзас / Гл. ред. А. М. Прохоров. - М.: Сов. энцикл., 1970. C. 203-205.
2. Махутов Н. А., Лыглаев А. М. Хладостойкость: метод инженерной оценки. - Новосибирск: Наука, 2011. - 195 с.
3. Акимов В. А., Лапин В. Л., Попов В. М. др. Надежность технических систем и техногенный риск: учебное пособие. - М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2002. - 368 с.
4. Maхутов H. A., Гаденин М. М., Лебедев М. П., Большаков А. М., Aммocoв A. П., Сыромятникова А. С., Захарова М. И., Пермяков П. П., Глязнецова Ю. С., Чалая О. Н., Лифшиц С. Х., Зуева И. Н. Особенности возникновения чрезвычайных ситуаций в Арктической зоне России и пути их парирования на основе концепции риска / Арктика: экология и экономика, 2014. № 1(13). С. 10 - 29.
5. Захарова М. И. Анализ риска аварий резервуаров и газопроводов при низких температурах: автореф. дис. канд. техн. наук. - Уфа, 2015.
6. Захарова М. И. Анализ риска аварий резервуаров и газопроводов в условиях Севера / Безопасность труда в промышленности. 2015. № 2. С. 32 - 35.
7. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. Утверждены Госгортехнадзором России постановлением от 10.07.2001 г. №30.
8. ГОСТ Р 12.3.047-2012 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
9. Методика оценки последствий аварийных взрывов топливо-воздушных смесей (РД 03-409-01)//В книге: Методики оценки последствий аварий на опасных производственных объектах: Сборник документов. - Серия 27. - Вып. 2
/ Колл. авт. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Закрытое акционерное общество
«Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2013. - 224 с.

Весь текст будет доступен после покупки