Анализ обеспечения безопасности на нефтепроводах при обустройстве Вынгаяхинского месторождения. Анализ обеспечения безопасности на нефтепроводах при обустройств. Кафедра техносферная безопасность допустить к защите
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 24 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ Разраб. Королева Ю.В. Провер. Сивков Ю.В. Н. Контр. Мамаева Н.Л. Утверд. Скипин Л.Н. 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Лит. Листов 40 ТИУ ИНЖЭКИ БТПбзу-13-1 2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1. Характеристика объекта Вынгаяхинское месторождение В административном отношении Вынгаяхинское месторождение находится в Тюменской области, Пуровском районе Ямало-Ненецкого автономного округа на землях лесного фонда Таркосалинского лесничества Муравленковского участкового лесничества. Ближайший населенный пункт – п. Ханымей находиться на расстоянии около 42 км (по воздушной линии). Длина по воздушной линии до г. Ноябрьск – 82 км. (рис. 2.1). Рисунок 2.1. Карта-схема расположения Вынгаяхинского месторождения 24 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 25 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 16. Рельеф местности равнинный, с углами наклона поверхности до 2 º, частично нарушен при проведении строительных работ. Гидрография района проведения работ представлена р. Вэнгапур, р. Пягуньяха, р. Нюдяяха, их притоков и ручьями без названия). На территории расположено большое количество озер, среди них озеро Пягунто. Растительный покров представлен в основном хвойными лесами с подлеском, густым кустарником, заболоченным лесом. Деревья на болотах практически отсутствуют, либо встречаются в виде редкого угнетенного леса. Среди болот имеются озера. Абсолютные отметки изменяются в пределах от 55,58 до 66,55 м. Сейсмичность района – менее 6 баллов. В региональном плане территория Вынгаяхинское месторождения, в соответствии со схемой инженерно-геологического районирования Западно- Сибирской плиты, расположена в области холмисто-увалистых и полого- увалистых, ледниковых и водно-ледниковых средне-верхнеплейстоценовых равнин в центральной части Сибирских Увалов, представляющих собой плоскую, местами всхолмленную, заболоченную равнину, сложенную флювиогляциальными отложениями среднечетвертичного возраста. В числе неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений, в пределах рассматриваемой территории, следует отметить процесс дальнейшего заболачивания, развитие торфов с низкой несущей способностью, сезонное промерзание грунтов. Резко-континентальный климат района способствует суровой, холодная и продолжительная (217 дней) зиме и короткому, теплому (68 дней) лету. Короткие переходные периоды – весна и осень, особенно весна (26 дней). В течение года и даже суток характерны поздние весенние и ранние осенние заморозки, резкие колебания температуры. Среднегодовая температура воздуха – минус 6,5 С. Среднемесячная температура воздуха наиболее холодного месяца (января) – минус 25,1 С, самого жаркого (июля) – плюс 15,8 С. Абсолютный минимум температуры воздуха в феврале, декабре – минус 55 С, абсолютный максимум в 25 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 26 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 17. июле – плюс 36 С. Температура наиболее холодной пятидневки составляет минус 46 С. Безморозный период продолжается 87 дней, а устойчивых морозов – 189 дней. Осадки в районе обильны, особенно много их выпадает в теплый период с апреля по октябрь, их сумма в среднем составляет 428 мм. За холодный период, с ноября по март, выпадает 156 мм. Среднегодовая сумма осадков – 584 мм. Средняя относительная влажность в течение года изменяется от 69 до 86 %. Территория Вынгаяхинского месторождения относится к зоне распространения многолетнемерзлых грунтов. Многолетнемерзлые грунты имеют островное, прерывистое распространение и приурочены к торфяно- болотистому типу местности. Максимальная мощность многолетнемерзлых грунтов колеблется от 30 до 70 м. Район относится к зоне высокотемпературных грунтов. Температура грунта на глубине от 7 до 9 м составляет минус 0,6 °С. По данным изысканий ВМГ встречены только в основании площадки разведочной скважины № 78 и незначительно по трассе ВЛ-10 кВ. Район строительства расположен в зоне климата, характерные черты которого отображены в Таблице 2.1. Таблица 2.1. Характеристика климата Фактор Показатель Климатический район строительства 1Д по СНиП 23-01-99 Расчетная зимняя температура минус 46°С Нормативное значение веса снегового покрова 3,2 кПа (320 кгс/м 2 ) Нормативное значение ветрового давления 0,30 кПа (30 кгс/м 2 ) Вынгаяхинское месторождение находиться в разработке с начала 90-х годов прошлого века. В настоящее время на месторождении построены и функционируют: дожимные насосные станции с установкой предварительного сброса воды (ДНС-1, ДНС-2,ДНС-3); центральный пункт подготовки нефти с УПСВ и кустовой насосной 26 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 27 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 18. станцией; цех добычи нефти и газа (ЦДНГ-8); кустовая насосная станция (КНС) закачки воды в продуктивные пласты для поддержания пластового давления, более 40 кустов добывающих и нагнетательных скважин; трубопроводы системы сбора и транспорта нефти и газа; системы ППД; автомобильные дороги, линии электропередач, связи, автоматизированной системы управления промыслом. На месторождении создана герметизированная однотрубная трубопроводная система сбора нефти, нефтяного газа, пластовой воды от кустов до ДНС. Функционирует трубопроводная система водоводов высокого давления от промысловой КНС до нагнетательных скважин на кустах. На ДНС производятся: сепарация водонефтяной эмульсии, поступающей из скважин, обезвоживание нефти в резервуарах, перекачка предварительно обезвоженной нефти на ЦППН Барсуковского месторождения, замер и подача газа сепарации на Губкинский ГПЗ. Отделенная пластовая вода через насосную станцию подтоварной воды подается на КНС, от которой закачивается в продуктивные пласты Вынгаяхинского месторождения для ППД [26]. 2.2. Характеристика опасных объектов на месторождении Вынгаяхинское месторождение состоит из потенциально опасных объектов: 1) высоковольтные линии; 2) нефтесборные трубопроводы; 3) водовод высокого давления; 4) куст скважин № 124; 5) комплекс сооружений разведочной скважины № 23; 27 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 28 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 19. 6) комплекс сооружений разведочной скважины № 78. Рассмотрим характеристики этих объектов. Высоковольтные линии выполнены в габаритах 35кВ, ВЛ монтируется проводом АС 70/8 по ГОСТ 839-80 [4]. Общая протяженность ВЛ-6-10кВ составляет 18,105 км. Проектируемые пересечения и сближения с существующими преградами и инженерными коммуникациями соответствует требованиям ПУЭ [22]. Трасса ВЛ-6-10 кВ проходит в общем коридоре коммуникаций параллельно нефтепроводу 350 мм. Нефтесборные трубопроводы выполнены из стальных труб с заводской изоляцией. Предусматривается подземная прокладка нефтесборноых трубопроводов параллельно рельефу местности. Исходя из условий защиты трубопровода от механических повреждений, глубина заложения трубопровода при прокладке в минеральном грунте принимается не менее 1 метра до верхней образующей [10]. Прокладка трубопроводов при переходе через автомобильные дороги предусмотрена подземной, в защитных кожухах. Защитные кожухи выполняются из труб диаметром 325х5 и 426х6 [3]. Врезка в существующие нефтесборные трубопроводы месторождения осуществляется через арматурные узлы. В качестве запорной арматуры на нефтесборном трубопроводе применяются задвижки клиновые с выдвижным шпинделем, с ручным управлением производства ОАО «Благовещенский арматурный завод». Задвижки соответствуют классу герметичности затвора «А» по ГОСТ 9544-93, климатическое исполнение ХЛ1 по ГОСТ 15150-69 (для холодного климата с установкой на открытых площадках) [5,6]. Предусматривается подземная прокладка водовода в общем коридоре существующих коммуникаций параллельно рельефу местности. Исходя из условий защиты трубопровода от механических повреждений и промерзания, минимальная глубина заложения трубопровода при прокладке в минеральном грунте принимается не менее 2 метров до верхней образующей. 28 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 29 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 20. Прокладка трубопровода при переходе через автомобильные дороги предусмотрена подземной, в защитных кожухах. Защитные кожухи выполняются из труб диаметром 325х5 и 426х6 мм [3]. Врезка в существующие трубопроводы системы ППД месторождения осуществляется через арматурные узлы. В качестве запорной арматуры на высоконапорном трубопроводе применяются задвижки клиновые с выдвижным шпинделем, с ручным управлением производства ОАО «Благовещенский арматурный завод». Задвижки соответствуют классу герметичности затвора «А» по ГОСТ 9544-93, климатическое исполнение ХЛ1 по ГОСТ 15150-69 для холодного климата с установкой на открытых площадках [5, 6]. В соответствии с исходными данными для проектирования куста № 124, общий фонд скважин в кусту – 13 шт, в том числе 9 – добывающих скважин и 4 – нагнетательных скважины. Размещение скважин, технологических и вспомогательных сооружений выполнено в соответствии с ВНТП 3-85 «Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений», ВНТП 03/170/567-87 «Противопожарные нормы проектирования объектов Западно-Сибирского нефтегазового комплекса» [13,14]. На кустовой площадке предусмотрено размещение следующих сооружений для системы добычи, сбора нефти и системы ППД: устья добывающих и нагнетательных скважин (№ 1 и 2 по СПО), включающие фонтанную арматуру с технологической обвязкой для добычи продукции или нагнетания пластовой воды для ППД, приустьевые площадки для сбора и герметизированного отвода возможных розливов, площадки для установки подъемных агрегатов при ремонте подземного оборудования, площадки под инвентарные приемные мостки, места расстановки инвентарных якорей для крепления ремонтного агрегата, обслуживающие площадки; замерные установки ЗУ; блок гребенок БГ распределения воды, поступающей из промыслового высоконапорного трубопровода; 29 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 30 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 21. установка дозирования химических реагентов УДХ; технологические емкости для сбора дренажа с технологического оборудования, трубопроводов; технологические емкости для сбора особо загрязненного стока с приустьевых площадок; площадка КТП и БУ ЭЦН; блоки автоматики и контроля; технологические трубопроводы на кустовой площадке, в том числе: выкидные линии от скважин до замерных установок; нефтесборный коллектор от замерных установок до выхода из куста; трубопроводы ингибитора парафиноотложения (солеотложения) от УДХ до устьев добывающих скважин; нагнетательные водоводы от БГ до фонтанной арматуры нагнетательных скважин. самотечные трубопроводы производственной канализации. В комплексе сооружений разведочной скважины №23 предусмотрено: обвалование для защиты прилегающей территории от аварийных выбросов нефтесодержащей жидкости по всему периметру площадки высотой 1,0 метр и шириной по верху 1,0 м и заложением откоса 1:2. Длина обвалования – 207 м, объем насыпи из привозного песка – 621 м 3 обустройство устья добывающей скважины, включающие фонтанную арматуру с технологической обвязкой для добычи продукции, приустьевая площадка для сбора и герметизированного отвода возможных розливов, площадка для установки подъемного агрегата при ремонте подземного оборудования, площадки под инвентарные приемные мостки, места расстановки инвентарных якорей для крепления ремонтного агрегата, обслуживающие площадки: устройство въезда на площадку с автоматическим шлагбаумом; монтаж комплектной трансформаторной подстанции типа «Киоск» с блоком управления ЭЦН; 30 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 31 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 22. наружное освещение площадки прожекторной мачтой Н=24 метра с молниеотводом; выкидная линии от скважины до задвижки на нефтесборном коллекторе за пределами площадки. В комплексе сооружений разведочной скважины № 78 предусматривается: устройство насыпной площадки – основания высотой от 1,4 до 1,5 метров. Объем насыпи площадки – 7120 м 3 обвалование для защиты прилегающей территории от аварийных выбросов нефтесодержащей жидкости по всему периметру площадки высотой 1,0 метр и шириной по верху 1,0 м и заложением откоса 1:2(2,5). Длина обвалования – 244 м, объем насыпи из привозного песка – 732 м 3 обустройство устья добывающей скважины, включающие фонтанную арматуру с технологической обвязкой для добычи продукции, приустьевая площадка для сбора и герметизированного отвода возможных розливов, площадка для установки подъемного агрегата при ремонте подземного оборудования, площадки под инвентарные приемные мостки, места расстановки инвентарных якорей для крепления ремонтного агрегата, обслуживающие площадки; устройство въезда на площадку с автоматическим шлагбаумом; монтаж комплектной трансформаторной подстанции типа «Киоск» с блоком управления ЭЦН. наружное освещение площадки прожекторной мачтой высотой равной 24 метра с молниеотводом; выкидная линии от скважины до задвижки на нефтесборном коллекторе. 2.3. Характеристика опасных веществ Опасными веществами при эксплуатации спроектированных объектов являются нефть и попутный газ. Нефть является сложной смесью углеводородов с различными примесями. В ее состав входят: 31 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 32 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 23. алканы (метановые углеводороды) – инертные не способные к реакции присоединения; циклоалканы (нафтеновые углеводороды) – по химическим свойствам близки к алканам; ароматические углеводороды – им свойственны реакции присоединения, проходящие в жестких условиях. Попутные газы – это естественно образовавшиеся смеси, которые состоят от 97 до 99 % из углеводородов. Больше всего в них содержится метан, а также в небольших количествах присутствуют этан, пропан, водяные пары, диоксид углерода. Различия в составах попутного газа, обусловлены зависимостью от мест его добычи. Попутный газ легче воздуха и не имеет ни цвета, ни запаха. Этот газ не токсичен для людей только при атмосферном давлении и низкой концентрации (менее 3 мг/м 3 ). Концентрация газа в воздухе, при нормальном атмосферном давлении, выражается в частях на миллион по объему или в миллиграммах на кубический метр. Углеводородные газы могут вызывать удушье при значительных концентрациях (от 15 до 16 %), при этом замещая кислород. Попутный газ может образовывать с воздухом взрывоопасные смеси, также он относится к веществам четвертого класса опасности [9]. Газ воспламеняется в смеси с воздухом при концентрации в объемных процентах от 5 до 15 %. ГОСТ 12.1.044 [5] определяет концентрационные пределы воспламенения для газа конкретного состава. В неограниченном пространстве метан взрывается очень редко, поскольку он не вблизи поверхности земли (легкий газ). При инициировании взрывом заряда взрывчатого вещества, а также в ограниченных объемах и в результате воспламенения, возможна детонация. В воздухе рабочего помещения концентрация газа не должна превышать 1 %. Характеристики опасных веществ в технологической системе куста скважин № 124, Р-78 и промысловых трубопроводах приведены в таблицах 2.2. – 2.6. 32 / 65 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 33 БР.20.03.01.44/171-а.234.2016.00.ПЗ 24. Таблица 2.2. Физико-химическая характеристика нефти, эмульсии, пластовой воды № п/п Наименование сырья, продукции Наименование параметра Значение параметра 1 Нефть в поверхностных условиях Плотность при 20°С, кг/м 3 817 Динамическая вязкость при 20°С, сПз 15,65-21,60 Обводненность, % 41-75 Содержание серы, % 0,55-0,60 Содержание смол и асфальтенов, % 11,2-14,0 Содержание парафинов, % 2,1-2,5 Температура застывания нефти, °С Минус 21 Содержание механических примесей, % 0,011-0,015 Газовый фактор, м 3 /т 106 2 Эмульсия Плотность при 20°С, кг/м 3 925-959 Динамическая вязкость при 20°С, сПз 66,8-200 Порог кристаллизации, °С Минус 7 Температура застывания °С Минус 9 3 Пластовая вода Плотность при 20°С 1012 рН 7 Таблица 2.3. Компонентный состав и физико-химические свойства попутного газа Наименование сырья, продукции Наименование параметра Значение параметра,% Объемный Массовый Попутный нефтяной газ Плотность при 20°С, кг/м 3 0,754 Содержание компонентов: -метан СН 4 91.57 81.44 -этан С 2 Н 6 3.55 5.98 -пропан С 3 Н 8 1.93 4.84 -изо-бутан i-C 4 Н 10 0.64 2.12 -нормальный бутан n-C 4 Н 10 0.64 2.15 -изо-пентан i-С 5 Н 12 0.17 0.71 -нормальный пентан n- С 5 Н 12 0.06 0.26 -углекислый газ СО 2 0.29 0.71 -азот N 2 1.15 1.79 -сероводород Н 2 S - - 33 / 65 |