Ликвидация аварий на подводных переходах магистральных нефтепроводов.

Способ ремонта трубопровода подводного перехода магистрального нефтепровода (ППМН) выбирается в зависимости от вида и характера повреждения.

Ремонт свищей и трещин на поперечных швах нефтепровода может осуществляться применением временного метода с установкой обжимной или галтельной муфт.

При разрушении металла трубы, сварного шва ремонт трубопровода должен проводиться с заменой дефектного участка.

Для ликвидации аварий на ППМН, с разгерметизацией нефтепровода и выходом нефти, необходимо:

- остановить перекачку нефти;

- закрыть береговые задвижки и отключить аварийный участок нефтепровода;

- установить ограждения, препятствующие распространению нефти в водном объекте, и организовать сбор разлившейся нефти[27];

- определить место и характер повреждения ППМН;

- определить объемы ожидаемой утечки;

- организовать доставку людей и технических средств к месту аварии;

- организовать ремонт поврежденного (разрушенного) участка ППМН одним из способов, указанных ПЛА;

- испытать отремонтированный участок нефтепровода.

При поступлении сообщения о появлении нефти на водной поверхности, берегах водного объекта диспетчер РДП должен немедленно остановить перекачку, направить на место расположения ППМН группу патрулирования АВС для определения места выхода нефти (утечка из резервной или основной нитки ППМН), изучения ситуации. При необходимости на судоходных реках должны быть приняты меры по предупреждению судов об опасности.

Диспетчер в случае выхода нефти из основной (резервной) нитки ППМН, по согласованию с руководством РНУ (УМН) и диспетчером ОАО МН, вводит в работу резервную (основную) нитку, отключив аварийную нитку, путем переключения береговых задвижек. При возникновении аварии на ППМН во время работы обеих ниток, диспетчер должен остановить перекачку нефти, отключить нитки закрытием задвижек и принять меры по определению места аварии. Перекачка нефти должна быть возобновлена по исправной нитке.

На место аварии немедленно направляются подразделения АВС и водолазные бригады участков подводно-технических работ.

Подразделения АВС, прибывшие на место аварии, должны выставить предупреждающие знаки и принять меры по ограждению и охране места выхода нефти.

В ПЛА для каждого ППМН должны быть приведены зоны возможного распространения нефтяного загрязнения и даны рекомендации по локализации и сбору нефти с поверхности реки или водоема.

Зоны возможного распространения нефтяных загрязнений для каждого конкретного ППМН, эксплуатирующегося в системе магистральных нефтепроводов, определяются при проведении учений по локализации и ликвидации последствий возможных аварий на ППМН или методами экспериментальной гидрологии на масштабных лабораторных моделях.

Основными факторами, определяющими скорость и направление распространения нефтяного загрязнения по водной поверхности, являются:

- скорость течения реки на участке русла в створе ППМН, а также в прилегающих рукавах реки;

- профиль трассы нефтепровода ППМН;

- рельеф береговой зоны на участке ППМН, рельеф дна реки, наличие береговой и донной растительности;

- гидрометеорологические и климатические условия в момент возникновения и в период ликвидации аварии;

- характер повреждения стенки нефтепровода ППМН;

- объем утечки нефти из поврежденного участка.

При определении возможных зон распространения нефтяного пятна могут применяться методы математического моделирования с использованием ПЭВМ, которые позволяют получить точную характеристику поведения нефтяного загрязнения, с учетом местной топографии, гидрологических режимов данного водотока и метеорологических условий в зависимости от сезона года, и дать прогноз развития аварийной ситуации для возможной аварии на конкретном ППМН с указанием:

- направления распространения нефтяного загрязнения по водной поверхности в зависимости от координат места повреждения нефтепровода ППМН и объема утечки, а также гидрологических и метеорологических условий;

- характера истечения нефти через толщу грунта и воды.

Задержание и сбор нефти на малых реках и водоемах может осуществляться созданием временных или постоянных запруд или дамб с водоспускными трубами. Конструкции этих запруд и дамб, их места расположения определяются при разработке ПЛА.

Рекомендуемые общие строительные размеры элементов насыпи - дамбы для улавливания нефти на водотоке для обычных условий трассы приведены в РД.

При подготовке и устройстве дамб должно соблюдаться условие:

Q₁ <= Q₂ или F₁ *V₁ <= F₂ *V₂ ,

где:

Q₁ - расход воды в водотоке, куб. м/сек.;

Q₂ - расход воды через трубы, уложенные в "теле" дамбы, куб.м/сек.;

F₁ - живое сечение поперечника реки водотока, кв. м;

F₂ - сумма живых сечений труб, уложенных в "теле" дамбы, кв. м;

V₁ - скорость течения реки до строительства дамбы, м/сек.;

V₂ - скорость истечения воды по трубам, м/сек.

Локализация нефти на поверхности водных объектов осуществляется установкой боновых заграждений. Боновые заграждения могут устанавливаться в несколько рядов в зависимости от объема и интенсивности выхода нефти, по возможности, они должны полностью перекрывать русло реки, с учетом различных факторов. Применяются боновые заграждения различных конструкций в соответствии с РД 153-39.4Р-125-02*. На мелких реках, на заранее выбранных и подготовленных местах, могут быть использованы также специальные маты из соломы, камыша, бревен и т.п. Уловленную нефть направляют вдоль ограждения к нефтесборщикам или к берегу для последующей откачки.

В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью для локализации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов выпускается свыше 200 разновидностей боновых заграждений. Такое многообразие нефтеудерживающих бонов вызвано различием технологических задач, решаемых с использованием данного оборудования, а также ландшафтными и климатическими условиями их применения. Выпускаемые промышленностью боны различаются формой, внутренним устройством, конструкционными материалами, размерами, техническими параметрами и технологическим назначением, ценой. Для того чтобы осуществить выбор оптимальной конструкции боновых заграждений, необходимо исходить из конкретной технологической задачи, стоящей перед предприятием.

Из всего многообразия боновых заграждений можно выделить пять основных типов бон, а именно: ленточные, щитовые, трубчатые, многотрубчатые и сложнотрубчатые боны.

Ленточные боны отличаются наличием ровной, плоской по всей длине заграждения, нефтеулавливающей поверхности с грузами в ее нижней части и поплавками, крепящимися односторонне (реже двусторонне) к ее верхней части. !3 водоемах образуют ровную, жесткую по всей длине нефтеудерживающую поверхность. Состоят из секций длиной от 5 до 30 метров. Нефтеудерживающие секции состоят из нефтеулавливающих пластин, выполненных из высокопрочных полимерных материалов (полиэтилена, полихлорвинила, полиуретана и др.). Общая высота секций может варьироваться от 300 до 1000мм.

Применяют в качестве концентрирующих неподвижных и подвижных заграждений в условиях открытых и закрытых акваторий с минимальным уровнем волнового воздействия.

В России боны данной группы выпускают под марками: «Рубеж-50» - 000 «Экосервиснефтегаз»; боны постоянной плавучести - ОАО «Ярославрезинотехника». За рубежом наиболее известны: «Cube boom» - «Global Spill Control», Австралия; «Hoyle Prоtеktоr», «Hoyle» - «Vikoma International Ltd», Великобритания; «RO-Fence»­«RO-Clean desmi», Дания; «Permanense Boom» - «Elastec American Маrine», Дания - США.

Щитовые боны имеют множество поплавков квадратной (прямоутольной) формы, расположенных вертикально относительно поверхности воды, с расположенными между ними мягкими межпоплавковыми пространствами. Это позволяет формировать из них заграждения любого вида и формы, компактно складывающихся на воде и суше.

Секционные боны имеют замкнутую оболочку, в жестком (металл, полиэтилен и др.) или мягком (полиэфирная ткань, дублированная ПВХ; нейлоновая ткань, дублированная полиуретаном и др.) исполнении. Поплавковые камеры жестких бонов заполнены воздухом и имеют газоспускные клапаны. В мягких боновых заграждениях поплавки квадратной или прямоугольной формы заполнены вспененным материалом (пенопласт, полиэтилен, фиброгласс и др.).

Балласт выполнен из оцинкованных или оксидированных цепей. Используют в замкнутых, защищенных от ветра и волн акваториях портов и нефтеналивных терминалов.

Щитовые боны известны под марками: «Барьер-П» - 000 «Экосервиснефтегаз», Россия; Боны ПП - ТО «Северное море», Россия; «Fепсе Boom» - «Global Spill Control», Австралия; «Махimax» - «Elastek American Маrinе», Дания-США; «Troilboom GP-S» - RO-Clean Desmi, Дания.

Трубчатые боны имеют объемные, расположенные горизонтально относительно поверхности воды поплавковые камеры, в сечении имеющие форму круга, прямоугольника, ромба. Боны данного типа образуют нефтеудерживающий барьер с повышенной устойчивостью

в потоке к волновому и ветровому воздействию.

По своим прочностным параметрам эти боны мало отличаются от щитовых боновых заграждений. У трубчатых бонов прочность на разрыв составляет от 11,7 до 245 кн, устойчивость в потоке - до 0,5 ... 1,7 м/с. Высокая эффективность их эксплуатации достигается даже при скорости ветра до 5 ... 15 м/с и волнении водной поверхности до 3 баллов.

Трубчатые боны рекомендуют к применению в открытых акваториях рек, водохранилищ, озер и морей, для использования их в качестве удерживающих. Возможно также использование их и в качестве концентрирующих и берегозащитных.

Известная финская компания «Lamop» (Lamop Corporation Аb) производит три вида надувных бон. Ультралегкие боны изготавливают из полипропилена, защищенного от ультрафиолетовых лучей, и выдерживают нагрузку на разрыв 19,6 кн. Легкие нефтеограждающие боны «Lamor Light 500, Lamor Light 750, Lamor Light 100» выполнены из РVС/нитрила с нанесенным полиэтиленовым покрытием, устойчивым к нефти и солнечному свету. Тяжелые нефтеограждающие боны «НОВ 900, НОВ 1200, НОВ 1500, НОВ 1500S» предназначены для использования в открытом море и на реках с сильным течением, поэтому требования к их надежности довольно высокие. Изготавливают их из двух слоев синтетической ткани, завулканизированной между тремя слоями резины, устойчивой к воздействию нефтепродуктов. Соединительные секции, ребра жесткости, балластные стальные пластины и троса обеспечивают работоспособность бон на волне до 3 метров, скорости ветра до 20 м/сек и течении до 3 узлов.

В России трубчатые боны производят под следующими марками: боны металлические «ДУ 500» - ОАО АК «Транснефть», «БИПП-3б83» - ВРЦАЭО, «C-БОО» - ЦБПО ОАО «Приволжские МН»; «Б3-10» - ТОО «Лессорб», «Барьер» - 000 «Экосервис­нефтегаз», «БНУ» - ЭПТЦ МНИИЭКО ТЭК, надувные боны - ТОО «Северное море», «УЖ-2М» - ТОО НПП «Нефтетранстехника», боновые заграждения (речной вариант) - ОАО «Ярославрезинотехника».

3а рубежом выпускают под марками: «Curtain Вооm», «Ваrrel-О­Вооrn», «Нi-Seas», «Mini Air Вооm» - «Global Spill Control», Австралия; «Hi Sprint» - «Vikoma» (Vikoma International Ltd), Великобритания; «RO-Sweep», «RO-Boom» - «RO-Clean Desmi», Дания; «Super Swamp Вoom», «Mini Мах», «Simplex», «Opti Мах», «Maxi Мах», «Super Мах», «Air Мах» - «Elastec American Магше», Дания - США; «Inflatable Вооms» - «Oil Stop LLC», США.

Многотрубчатые боны отличаются тем, что нижняя часть секций у них выполнена в виде одной или двух мягких пустотелых секций, заполняемых при эксплуатации водой. Вследствие этого боны получили название «гидробалластные».

Для бонов данного класса характерна мягкая оболочка, выполненная из полимерно- (резино-) тканевых материалов, образующих две (три) камеры. Верхние камеры, являющиеся поплавковыми, заполняют воздухом через клапан или имеют постоянную плавучесть вследствие их заполнения легким вспененным материалом, а нижние, гидробалластные, камеры заполняют водой через гидроклапан.

Технологической особенностью данного класса бонов является их повышенная устойчивость к воздействию волн и ветра. Эффективное применение многотрубчатых бонов возможно при волнении водной поверхности до 5 баллов и скорости ветра до 25 м/сек при их сравнительно небольшом весе, составляющем 1,1 ... 5,4 кг/м''.

Данная группа боновых заграждений является земноводной, т. е. может быть использована как в условиях открытых акваторий, так и прибрежной полосы водоемов, болот и суши.

В России выпуском многотрубчатых бон занимаются: ТОО «Северное море» - приливные боны, ЭПТЦ МНИИЭКО ТЭК - «БНУ -400УП», «БНУ -600УП», «БНУ -800УП». За рубежом многотрубные боны выпускают: «Global Spill Control», Австралия - «Dura Вооm 500 Tidal»; «Vikoma Iпtеrnаtiоnаl Ltd», Великобритания - «Guardian», «Shore Guardian», «Sentinel»; «RO-Clean Desmi», Дания­«Tundra Guard Вооm» «Global Spill Control»; «Elastec-American Marine», Дания-США – «Tundra Guard Boom», «Tidal Barrier Boom».

Следует отметить, что часть трубчатых и многотрубчатых бон предназначена для реализации сорбционного и сорбционно-механического способа локализации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Сорбционные боновые системы отличаются от вышеописанных бонов наличием у них сетчатой или ячеистой наружной оболочки, способной пропускать через свою поверхность нефтяные загрязнения, и присутствием внутри бонов абсорбентов, обладающих высокой поглотительной способностью.

В качестве сорбентов в основном применяют волокнистые материалы, изготовленные на основе природных сфагновых мхов, хлопка, целлюлозного волокна, шерстяного волокна, полипропиленового волокна и др. Отсутствие у данных бонов силовых элементов определяет невысокий уровень их прочностных характеристик. Данные боны легкие. Масса одного погонного метра составляет от 0,2 до 7,2 кг. Длина стандартных секций бонов составляет от 1,2 до 10,0 м. Соединение секций между собой осуществляют путем связывания концов бонов. Сорбционная емкость данных бонов составляет от 2,8 до 50,0 кг/по м.

Основными областями применения трубчатых сорбционных бонов являются концентрирование и сбор незначительных по площади нефтяных загрязнений на водной поверхности и грунте, защита береговой зоны.

К сорбционным бонам относят: Россия - БСС-10, БС-З, БС-5, МБС-l,5, МБС-З - «Лессорб»; БС-90 - ЭПТЦ МНИИЭКО ТЭК; БИПП-С - ВРЦАЭО, Россия; 3 М-270, МВ 4 - «Abzorbit», США; Skore Вооm - «Elastec Inc./American marine Inc.», США; Е 510 - «Alphasource», США; OWB 5 - «Аrcus Absorbents», Канада.

Локализацию и ликвидацию аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на водоемах очень часто осуществляют в условиях, при которых опасность возникновения возгорания нефтезагрязнений очень высока. Особенно это касается аварийных разливов сырой нефти и нефтепродуктов с большим содержанием легколетучих фракций. Для этих целей разработаны огнестойкие боны, которые могут осуществлять свои технологические функции в условиях прямого контакта с горящей нефтью.

В пассивных нефтесборщиках перемещение нефтяной пленки к нефтесборному узлу осуществляется путем ее пассивного перемещения вместе с поверхностным слоем воды. Движение поверхностного слоя воды к нефтесборщику может быть обусловлено непосредственно током движения воды в водоеме или создаваться искусственно за счет его откачки. По принципам устройства нефтезаборного узла в составе пассивных нефтесборщиков можно выделить пороговые нефтесборщики и лотковые нефтесборщики.

К пассивным пороговым нефтесборщикам относят: НС-2, НС-4, НС-5, НС-б - ООО «Лессорб», Россия; Desmi Mini-Max, Desmi Теrrapin, Desmi Tarantula, Desmi Termite, Desmi Terminator, Ro-skim 1500, Ro-skim 2000 - «Ro-Clean Desmi», Дания - Великобритания; Mini Skimmer, Micro Skimmer, Mini Well Skimmer, Micro Well Skimmer - «Foilex», Швеция; Mini Fasflo Skimmer, Fasflo Skimmer - «Vicoma», Великобритания и др.

Лотковыми нефтесборщиками являются: СПМ-I0 - ЭПТЦ МНИИЭКО ТЭК, Россия и Combi Skimmer - «Gabeg», Германия.

Отличительной особенностьюактивных нефтесборщиков является то, что перемещение нефтяной пленки к нефтесборному узлу обеспечивается непосредственно самим нефтесборщиком.

Для начала работы активных нефтесборщиков необходим первичный контакт пленки нефтезагрязнения с нефтезаборным узлом. В составе нефтесборных узлов оборудования предусмотрены подвижные элементы, выполненные в виде барабанов, дисков, лент и элементов других форм, с гидрофобной, как правило, поверхностью, вследствие чего они легко смачиваются углеводородными жидкостями. При вращательном движении подвижных элементов нефтяная пленка смачивает их поверхность и поднимается выше уровня воды, откуда впоследствии удаляется посредством специальных нефтесъемных пластин, барабанов и т. п. Собранные таким образом нефтяные загрязнения, отделенные от воды по лоткам, направляются в зону откачки. Активные нефтесборщики предназначены для сбора нефтезагрязнений с поверхности водохранилищ, рек, озер, прудов, непроточных водоемов, болот, технологических водоемов и резервуаров.

Особую группу составляют вихревые и вакуумные нефтесборщики. Вследствие специфики их принципиального устройства, обусловленного всасыванием нефтепродуктов вместе с поверхностным слоем воды, как правило, в их состав входят приемно-разделительные емкости. В данных емкостях происходит разделение фаз с возвратом воды в водоемы. Однако, в отличие от пассивных нефтесборщиков, в связи с отсутствием активного перемешивания при транспортировке в шлангах, сбрасываемые воды имеют минимальный уровень загрязнения и не оказывают существенного влияния на общий уровень загрязнения водоемов.

Примером активных нефтесборщиков явлются модели Mini, Mini Мах, TDS-1l8, TDS-136, Magnum 100, Magnum 200 фирмы «Elastec» в США и НБ-I фирмы ОАО «СЗМН», СПМ-IО фирмы ЭПТЦ МНИИЭКО ТЭК в России.

К активным ленточным нефтесборщиком относят - УАСН-300М и УСН-250МА фирмы ЭПТЦ МНИИЭКО ТЭК, Россия.

Наиболее широко известны активные дисковые нефтесборщики группы «Vikoma» из Великобритании: системы «Кеbab» - «Кеbab 1500», «Кеbab 2000», «Кеbab Т5», «Кеbab Т14FLТ», производительностью сбора соответственно 1,5, 2, 5, 14 м³/час; системы «Коmara» -«Коmara 12К», «Коmara 30», «Sea Skimmer 50», «Sea Deevial», «Sea Skimmer 100», производительностью сбора соответственно 12, 30, 50, 67, 100 м³/час; «Коmex» во Франции и УСН-0003 фирмы ИНБАС в России.

Примером активных вакуумных нефтесборщиков является легкий нефтесборщик НСМВ-5 фирмы ИПЭБ в России.

Активные ершовые нефтесборщикиизготавливают под марками Moppet, ОМ и Seamop фирмы «Ro-Clean Desmi» в Дании - Великобритании и Bucket Skimmer фирмы «Lamor» в Финляндии.

Щеточные нефтесборщики «Lamor Mini Мах 10», «Lamor Mini Мах 20», «Lamor Mini Мах 30» финской компании «Lаmоr» являются легкими, портативными нефтесборщиками, предназначенными для удаления нефтепродуктов в ямах, канавах, прудах, акваториях портов. Характерной особенностью скиммеров данного типа является наличие в них жестко щеточных дисков.

Способы и места установки заграждений и объемы подготовительных мероприятий, с учетом местных условий и времени года, должны быть предусмотрены в ПЛА для ППМН и отработаны на учениях по ликвидации аварий на ППМН.

С поверхности воды нефть следует собирать нефтесборщиками или откачивать ее насосами (в смеси с водой) в специальные емкости (земляные амбары, резинотканевые емкости), устраиваемые на берегу, с целью последующей ее утилизации.

Объемы емкостей и способы утилизации собранной нефти также определяются при разработке ПЛА.

Места устройства заграждений на водотоках, определенные согласно ПЛА, уточняются ответственным руководителем по ликвидации аварий, с учетом конкретных обстоятельств в каждом случае, с таким расчетом, чтобы ко времени подхода головной части нефтяного пятна были закончены работы по сооружению заграждений.

Ремонтные работы.

До начала ремонтных работ водолазы должны обследовать ППМН, уточнить место и характер повреждения нефтепровода, после чего ответственным руководителем по ликвидации аварии определяется способ ремонта.

Ремонт ППМН, в зависимости от вида аварии, конкретных условий, технической оснащенности, времени года, может проводиться с подъемом или без подъема нефтепровода на поверхность воды, а также в огражденном от водной среды котловане.

Ремонт нефтепровода с подъемом на поверхность воды (льда) проводится по специально разработанному проекту.

Ремонт нефтепровода без подъема его на поверхность проводят в случаях, если необходимо: установить заиливатели, хомуты, зажимы, муфты; дозаглубить нефтепровод; провести сварку в камере или непосредственно в водной среде; заизолировать нефтепровод полимерной пленкой и т.д.

Ремонт нефтепровода без подъема может быть выполнен под водой ("мокрый" способ) или под защитой специальных устройств (кессонов, камер), обеспечивающих проведение работ "сухим" способом.

До начала сварочных работ в кессоне, камере ППМН должен быть освобожден от нефти и заполнен водой или загерметизирован с целью предотвращения поступления взрывопожароопасных и отравляющих газов к месту проведения работ.

При разработке ПЛА на ППМН необходимо использовать типовые технологические карты и предусматривать наиболее рациональные и эффективные приемы выполнения ремонтно-восстановительных работ.