CC BY
238
/DO Civil SecurityTechnology, Vol. 10, 2013, No. 3 (37)
УДК 669.553
Причины и организационно-технические мероприятия по сбору разлитой нефти, нефтепродуктов и порядок их применения на разных видах местности
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2013
Л.А. Брусницына, В.В. Куликов, О.А. Медведев Аннотация
Рассмотрены причины возникновения ЧС на нефтедобывающих объектах, обусловленные разливом нефтепродуктов; оперативное управление операциями по ликвидации разлива нефти; технологии и способы сбора нефти и нефтепродуктов на территории, на водных объектах, на непроточных водоемах и открытых акваториях, на заболоченных и переувлажненных территориях, на водотоках.
Ключевые слова: нефть; авария; разлив; локализация; чрезвычайная ситуация; боновые заграждения.
The reasons for organizational and technical measures to collect the spilled oil, oil products and their application in different types of terrain
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2013
L. Brusnitsyna, V. Kulikov, О. Medvedev
Abstract
The article deals with the reasons of emergency situations on the oil-extracting objects, caused by oil spill; operational management of oil spill elimination actions; technologies and ways of collecting oil and oil products in the territory, on different water objects, landlocked reservoirs and open water areas, in the marshy and rehumidified territories, on waterways.
Key words: oil; accident; spill; localization; emergency situation; bonovy obstacles (booms).
Ускоренное развитие нефтегазового комплекса на территории Российской Федерации требует повышения уровня безопасности технологических процессов и усовершенствования системы ликвидации чрезвычайных ситуаций. Поэтому решение этой проблемы в настоящее время является очень важной и актуальной задачей [1, 2].
Разработка организационно-технических мероприятий по сбору разлитой нефти и нефтепродуктов проводилось на основании плана по предупреждению и ликвидации разливов нефти, нефтепродуктов, газового конденсата, подтоварной воды ООО «РН-
Юганскнефтегаз», в основу которого положены нормативные документы [3, 4, 5]. План утвержден Министерством по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий [6].
Причины возникновения аварийных ситуаций на нефтедобывающих промышленных объектах ООО «РН-Юганскнефтегаз» можно условно объединить в следующие взаимосвязанные группы: отказы (неполадки) оборудования; ошибочные действия персонала; внешние действия природного и техногенного характера.
К основным причинам, связанным с отказами
оборудования на объектах добычи, хранения и транспортировки относятся:
коррозия оборудования и трубопроводов; физический износ, механическое повреждение или температурная деформация оборудования и трубопроводов;
некачественные строительно-монтажные работы; прекращение подачи энергоресурсов (электроэнергии, пара, газа и т.п.);
нарушение правил технической и безопасной эксплуатации резервуаров;
нричины, связанные с типовыми процессами; вмешательства посторонних лиц (террористический акт).
При реализации этих причин происходит разлив нефтепродуктов и возникает необходимость локализации разливов нефти. Технологии и методы локализации ЧС определяются местом разлива [3, 4].
Оперативное управление операциями ЛЧС(Н) осуществляется по следующей схеме (алгоритму) принятия решений:
сбор информации и оценка ситуации; спределение задач реагирования операций ЛЧС; разработка стратегии решения задач; выбор соответствующих методов, средств, технологий;
оценка применимости и реализуемости методов с учетом характера разлива, требований обеспечения безопасности и обеспечения охраны окружающей среды;
оценка наличия, состояния и месторасположения сил и средств;
подготовка оперативного плана; получение соответствующих согласований, разрешений и допусков;
реализация оперативного плана на местах проведения операций ЛЧС.
Графическое изображение алгоритма принятия решений, применяемого к ликвидации разливов нефти, приведено на рис. 1.
Рассмотрим существующие методы локализация подобных ЧС.
1. ЧС, связанные с разливом нефти по поверхности земли
Для облегчения работ по локализации ЧС с поверхности земли на пути движения потока нефти оборудуются ямы-накопители (ловушки), дренажные канавы, дамбы, а в случае значительной обводненности — фильтрационные барьеры из песка. Размеры ловушек, дамб и канав определяются условиями местности, шириной и интенсивностью потока.
При обваловании территории землеройно-транс-портными машинами (бульдозерами, ковшовыми экскаваторами, скреперами и т.д.) для предотвращения попадания загрязняющих веществ в грунтовые воды системы земляных сооружений должны включать:
земляную дамбу с глиняным «зубом» (один или несколько);
водопропускную систему, которая служит преградой для распространения разлива нефтепродуктов и обеспечивает сброс избыточного количества воды, накапливающейся у дамбы;
водоотводные каналы, служащие для отвода поверхностного стока и предотвращения загрязнения его нефтепродуктами;
накопительные канавы, расположенные в поперечном направлении на пути распространения разлива;
накопительные колодцы, предназначенные для временного накопления нефтепродуктов, удаляемых из накопительных канавок.
Указанные работы могут проводиться на оттаявших грунтах. В зимнее время допускается локализация ЧС снежными заградительными дамбами. Их возведение принципиально не отличается от производства земляных работ бульдозерами или фронтальными погрузчиками и проводится с обязательным уплотнением снега. При небольшом слое снега фронтальный погрузчик сможет обеспечить непрерывную работу бульдозера.
Разлив нефти
_ т _
Определить основные параметры разлива нефти: источник разлива, приблизительный объем, направление движения и организуйте наблюдение за пятном
I
Продолжается ли вытекание нефти ? Выполнить мероприятия по прекращению вытекания нефти
- —'- Определить приоритетность действий по локализации аварийного разлива нефти
1
Приступить к локализации разлива нефти на суше и водных объектах
Провести работы по сбору и транспортировке нефти Если нефть осталась, примените сорбирующий материал
—> Провести мероприятия по рекультивации нефтезагрязненных земель <—
Рис. 1. Алгоритм принятия решений, применяемый при ликвидации разливов нефти
Локализация ЧС может производиться мешками с песком или установкой БЗ (боновых заграждений) с использованием специальных разборных подпорных стенок (барьеров или щитов) и бонов: изолирующих (многотрубчатых, гидробалластных); сорбционно-механических (сорбционно-удерживающих).
При небольших объемах АРН рекомендуется использовать сорбционно-удерживающие барьеры.
^П SecurityTechnology, Vol. 10, 2013, No. 3 (37)
При этом боновые заграждения формируются по периметру разлива на нескольких рубежах.
2. Локализация АРН на заболоченных и переувлажненных территориях
Локализация и ликвидация чрезвычайных ситуаций на заболоченных и переувлажненных грунтах в среднем занимает в 2-3 раза больше времени и требует в 3-4 раза больше материальных ресурсов, чем на аналогичных объектах, расположенных на территориях с устойчивыми грунтами. Это объясняется тем, что операции ЛЧС осложняются сложностью точного определения места и времени АРН, значительной площадью разлива, трудностью подхода к месту АРН и его локализацией, отсутствием подъездных путей и площадок для установки техники, сложностью сбора нефти с поверхности торфа и воды, вероятностью попадания нефти в реки и водоемы при таянии снега.
В условиях переувлажненных грунтов в некоторых случаях возможно создание системы земляных сооружений, включающее в себя дамбы, нефтенако-пительные канавки и водоотводные каналы. Земляные работы, связанные с монтажом герметизирующей камеры для вскрытия поврежденного участка трубопровода, сооружением котлована для сбора нефтепродуктов, обвалование при водоотливе, а также водоотводные канавы и прочие земляные работы выполняются землеройной болотоходной техникой. Основным средством локализации разливов на болотах служат механические и сорбционно-механические способы — БЗ, которые обычно применяют для локализации ЧС на водных объектах, реже в условиях твердых грунтов, и нашли широкое применение при локализации ЧС на суше.
3. Локализация ЧС на водных объектах
Локализация ЧС на водных объектах включает
прогноз и наблюдение за перемещением пятна нефти по водной поверхности под действием течения и ветра и выполнение технологических операций по локализации ЧС.
Средства для ограждения загрязненных участков акваторий и локализации ЧС должны обеспечивать закрытие районов, которым разливы нефти могут принести наибольший ущерб. На территории месторождений имеется комплект готовых к немедленному применению БЗ (боновых заграждений) в количестве, достаточном для ограждения АРН и перекрытия выхода нефти — распространения АРН по акватории.
Для локализации ЧС на водных объектах с открытой водной поверхностью используют нефтеудержи-вающие боны. Использование БЗ позволяет ограничить зону ЧС, собрать нефтепродукты и сместить их в область более спокойного течения. Существуют гибкие, жесткие и импровизированные боновые заграждения. Выбор вида, размера бонов и комплекта приспособлений для их установки определяется ха-
рактером и скоростью течения, а также расположением на поверхности водного объекта.
Процесс локализации ЧС на водной поверхности предусматривает ограничение движения нефтяного пятна к береговым зонам, местам расположения хозяйственных объектов, населенных пунктов и локализацию нефтяного пятна в месте, удобном для последующего сбора и транспортировки собранной нефти.
Для локализации ЧС на водной поверхности могут потребоваться следующие типы боновых заграждений: боны для малых и средних водоемов; сорбирующие боны; боны нефтеудерживающие универсальные; боны сорбционно-удерживающие.
Боновые заграждения должны соответствовать следующим требованиям:
быть удобными при хранении, транспортировке, простыми и надежными в эксплуатации; выдерживать силы потока воды и ветра; следовать движению поверхности воды и смещаться в сторону течения;
не допускать подныривания нефти и ее перелива через них;
выдерживать химическое воздействие нефти и перепад температур.
Концентрирующие (направляющие) боны предназначены для смещения пятна нефти из русловой зоны водоема в прибрежную часть с наименьшими скоростями течения с целью последующего концентрирования нефти и их эффективного сбора. Их основная конструктивная особенность — ровная гладкая поверхность, два и более силовых элемента в виде стальных тросов (цепей), межсекционные соединения с уплотнителями, приспособления для дополнительного крепления фиксирующими стойками в русловой части водоемов при постановке в условиях скоростных рек.
Сорбционно-удерживающие боны предназначены для защиты береговой линии от нефтяного загрязнения, для стягивания и сорбции небольших пятен нефти на стоячих водоемах. Могут использоваться на твердых поверхностях для сорбции мелких утечек нефти.
3.1. Локализация ЧС в непроточных водоемах В непроточных водоемах нефтяное пятно после растекания по водной поверхности находится практически в неподвижном положении. Его перемещение обусловливается ветровыми явлениями, скорость и направление передвижения пятна при этом зависит от скорости и направления ветра. Поэтому установка БЗ на акваториях со слабым течением (менее 0.2 м/с) производится в зависимости от силы и направления ветра, а также от направления распространения АРН.
Локализация ЧС производится путем установки на поверхности воды удерживающих боновых заграждений, которыми производится оконтуривание границ пятна нефти. Учитывая отсутствие нагрузки
на боновые заграждения, создаваемой током воды, крепление бонов осуществляется посредством якорных устройств или фиксирующих стоек, (применение натяжных и удерживающих лебедок не обязательно). Со стороны берегов нефтяное пятно оконту-ривается берегозащитными бонами, в качестве которых целесообразно использовать специальные берегозащитные боны или сорбционные боны. Пространство между берегозащитными бонами и береговой линией заполняется сорбентом.
Таким образом, порядок ликвидации разливов нефти в непроточных водоемах (включая болота) будет следующим:
разведка с целью выявления возможных мест попадания загрязняющих веществ в водотоки;
выбор мест локализации ЧС по поверхности воды с учетом структуры береговой линии, наличия подъездных путей, скорости течения, времени года, суток и метеоусловий;
доставка плавающих заграждений, нефтесборщиков и другого необходимого оборудования к местам локализации сбора нефти;
перегораживание их боновыми устройствами, подпорными стенками или временными дамбами;
локализация загрязненных участков водного пространства;
защита береговой линии от загрязнения путем установки береговых БЗ.
3.2. Локализация ЧС на водотоках Локализация и сбор нефти на реках проводится чаще всего боновыми заграждениями с опережением в движении нефтяного пятна по руслу реки. Поэтому, при доставке БЗ к месту разлива спуск производится на расстоянии, достаточным для дрейфа пятна к намеченным рубежам локализации ЧС:
рубеж установки направляющих (концентрирующих) бонов (для направления распространения нефтяного пятна к берегу);
рубеж удержания (основной рубеж БЗ, на котором происходит удержание пятна нефти и ее сбор нефтесборщиками);
рубеж (рубежи) до зачистки (для окончательного сбора нефтяной пленки с помощью сорбентов и сорбционных изделий), из двух линий обычных БЗ, между которыми наносятся сорбенты или БЗ сорбирующего типа (рукава, барьеры, заполненные сорбентом).
Для защиты берегов на рубежах установки направляющих бонов и удержания выставляются береговые БЗ — направляющие или сорбирующие. Между береговыми БЗ и берегом могут наноситься сорбенты.
В случае обнаружения радужных пленок ниже по течению устанавливаются дополнительные рубежи БЗ из сорбирующих изделий. По завершении работ осуществляют последовательное сворачивания направляющих и удерживающих рубежей с перемеще-
нием средств ЛРН и дополнительную установку рубежей до зачистки. На небольших водотоках (ручьях, речках) установка БЗ проводится путем их растяжки с креплением к береговой зоне, либо с креплением боновых заграждений к тросу, натянутому над поверхностью воды.
На небольших водотоках или водоемах межбоно-вые пространства заполняют сорбирующим рулоном, который легко удаляется с поверхности воды. При разливах малой мощности (толщина пленки менее 1.0 мм) на водотоках с низкими скоростями течения, сбор ее механизированными средствами малоэффективен. Поэтому для локализации и одновременно и ликвидации ЧС используется только БЗ сорбирующего типа.
Таким образом, в настоящее время основными приемами ликвидации ЧС, связанных с разливами нефти остаются земляные сооружения и боновые заграждения различных типов: сорбирующие, не-фтеудерживающие универсальные; сорбционно-удерживающие. Скорость и качество ликвидации ЧС зависит, как правило, от наличия в достаточном количестве и правильного выбора типа и размера бонов, комплекта приспособлений для их установки, а также отработанного алгоритма принятия решений, применяемого к ликвидации разливов нефти.
Литература
1. ФЗ от 21.07.97 г. № 116-ФЗ. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
2. ФЗ от 21.12.94 г. № 68-ФЗ. «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
3. Постановление Правительства РФ от 21.08.2000 № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов»
4. Российская Федерация. Правительство. О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации; постановление от 15.04.02 г. № 240.
5. Приказ МЧС России «Об утверждении правил разработки и согласования планов по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации» от 28.12.2004 г. № 621.
6. План по предупреждению и ликвидации разливов нефти, нефтепродуктов, газового конденсата, подтоварной воды ООО «РН-Юганскнефтегаз». Утвержден Министерством по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий Российской Федерации 15.08.2009 г.
Сведения об авторах
Брусницына Людмила Александровна: к. х. н., доц., УрИ ГПС МЧС России, проф. каф. гр. защиты. 620026, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22.
Куликов Владимир Викторович: к. п. н., УрИ ГПС МЧС
России, доц. каф. гр. защиты. 620026, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22. Тел.: (343) 360-81-81. Е-mail: [email protected]
Медведев Олег Анатольевич: Уральский филиала ФГБУ
ВНИИ ГОЧС (ФЦ), начальник филиала.
г. Екатеринбург, ул. Большакова, 11а.
Тел.: (343) 262-48-52, факс (343) 261-26-90.
e-mail: [email protected]
