Состав оборудования для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН)

На каждом пункте оснащения средствами ликвидации аварийного разлива нефти предусмотрены специальные технические средства для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти, а также вспомогательное оборудование.

Специальные технические средства:

· боновые заграждения в количестве, достаточном для установки на требуемом количестве рубежей локализации через реку максимальной ширины в пределах закрепленного за пунктом участка нефтепровода: до 3000 м боновых заграждений при летних условиях и до 1200 м боновых заграждений при зимних условиях;

· нефтесборщики суммарной производительностью до 200 м³/ч, но не менее 100 м³/ч;

· средства для очистки берега и оборудования: ручные нефтесборщики, мотопомпы, шанцевый инструмент;

· емкости суммарным объемом достаточным для хранения собранной нефти до 2000 м³, но не менее 1000 м³;

· сорбенты в расчетном количестве;

· механизированные средства нанесения (подачи) сорбента;

· установки по производству сорбента (при необходимости их применения);

· установки для сжигания замазученного мусора и насыщенного сорбента.

Вспомогательные средства:

· транспортные средства (автомобили, суда, воздушные и специальные транспортные средства);

· средства для установки боновых заграждений в летнее время (катера, лодки, ручные лебедки, трапы, береговые и русловые якоря и т.д.);

· средства для установки боновых заграждений и обеспечения работы нефтесборных устройств в зимнее время в районах с умеренным и холодным климатом (машины для резки льда, мотопилы, генераторы теплого воздуха, утепленные палатки, энергетические установки и т.д.);

· средства обеспечения пожарной и промышленной безопасности, индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.

Для снижения времени локализации и ликвидации разлива нефти предусматривается использование мобильных комплексов ЛАРН.

В соответствии с планами ЛАРН к операции по ликвидации аварийного разлива нефти одновременно привлекаются технические средства не менее двух пунктов оснащения.

Обнаружение аварийных утечек. Одним из условий безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов, с точки зрения сохранности нефтепродукта и охраны окружающей среды, является своевременное обнаружение и ликвидация аварийных утечек.

В зависимости от вида повреждения труб и объема перекачиваемого продукта за определенное время утечки нефти и нефтепродуктов могут быть:

- крупные (величиной более 10 м³/ч), влияющие на гидродинамический процесс перекачки;

- малые (величиной от 2 до 600 л/ч), которые на гидродинамический процесс перекачки не влияют.

Возникновение крупных утечек (аварий) фиксируется относительно просто. Процессы, происходящие при появлении трещины или разрыва трубы, протекают примерно по одному «сценарию»: в первые доли секунды происходит резкое увеличение утечки, а затем в связи с падением давления она уменьшается.

Признаком возникновения аварии является падение давления на выходе насосных станций при одновременном увеличении подачи и потребляемой мощности магистральными насосами, т.е. повышаются энергозатраты на перекачку. Кроме того, о возникновении крупной утечки можно судить по появлению дисбаланса в количестве продукта, закачиваемого в трубопровод и принимаемого из него. Последствия крупных утечек (аварий) также могут быть зафиксированы и визуально при патрулировании магистральных трубопроводов.

Сложнее зафиксировать малые утечки, т.к. их появление не приводит к видимым изменениям в режимах перекачки, дисбаланс объемов перекачки находится в пределах погрешности порезервуарного учета, а визуальное проявление утечек появляется спустя значительное время после их возникновения. Для этого существуют различные методы обнаружения утечек.

К методам диагностики мелких утечек предъявляются следующие требования:

· высокая чувствительность;

· точность определения места утечки;

· высокая степень надежности, достоверности и автоматизации;

· отсутствие отрицательного влияния на режим перекачки и др.

Чувствительность средств диагностики должна позволять определять малые утечки порядка 1…50 л/ч, а точность определения места утечки порядка 10…20 м. Оперативность определения места утечки в данном случае является второстепенным требованием, т.к. при малых утечках объемы вытекших углеводородов увеличиваются во времени относительно медленно.

Лекция 8.

Существующие методы обнаружения утечек могут быть разделены на две группы:

· непрерывный или динамический контроль без остановки перекачки;

· статический контроль (на остановленном трубопроводе).

К методам динамического контроля утечек относятся:

а) метод отрицательных ударных волн (метод Н.Е. Жуковского), основанный на распространении волн пониженного давления от места утечки вдоль трубопровода со скоростью звука (около 1 км/с) в перекачиваемой среде.

Конструктивно метод реализуется следующим образом. По трассе трубопровода (практически на каждой линейной задвижке) устанавливаются электронные преобразователи, информация с которых передается на диспетчерский пункт. При возникновении утечки отрицательная волна давления достигает электронных преобразователей по обе стороны утечки. Время пребывания сигналов регистрируется в контрольном диспетчерском пункте, после чего ЭВМ по специальной программе обрабатывает поступающую информацию, определяя место утечки. На этом принципе основаны современные системы обнаружения утечек (СОУ) и системы контроля утечек (СКУ).

Точность определения координат утечки по этому методу современными измерительными системами составляет 1…2 км при минимальных утечках 4…8 м³/ч и времени определения около 3 минут.

б) метод линейного баланса (по показаниям расходомеров) позволяет определять утечку более 20 м³_/ч. На точность определения координат утечки значительное влияние оказывает погрешность расходомеров.

в) дифференциально-акустический метод, основанный на звуковом эффекте от истечения нефти через малое отверстие в трубе. Данный метод применим только на коротких участках трубопровода без отводов и включений дроссельных органов. При этом регистрируются утечки порядка 0, 02…0, 6 м³/ч.

В настоящее время разработаны различные модификации ультразвуковых течеискателей в США, Нидерландах, Германии и в др. странах. Институт ИПТЭР (Уфа) разработал течеискатель УТН-1, предназначенный для трубопроводов диаметром от 500 до 1400 мм.

Автономный прибор УТН-1 запасовывается в камеру запуска ОУ, передвигается по трубопроводу потоком перекачиваемого продукта за счет парусности резиновых манжет и принимается в конце трубопровода из камеры приема ОУ. На пульте управления информация о техническом состоянии трубопровода, записанная на магнитную пленку, преобразуется в десятичный код и результаты выдаются на цифровую индексацию.

Величина регистрируемой утечки 30 л/ч, точность определения места утечки до 10 м, время непрерывной работы автономного источника питания – 60 ч, дальность обследования свыше 200 км.

К общему недостатку методов динамического контроля относится снижение точности определения места аварии из-за наличия газовых скоплений и самотечных участков по трассе нефтепровода, которые вносят существенные искажения в измерения.

К статическим методам обнаружения утечек относятся:

а) метод дифференциального давления, основанный на равенстве давлений по обе стороны закрытой линейной задвижки. Определяются утечки 0, 01 м³/ч и более.

б) метод падения давления. Отслеживается изменение давления на участках между закрытыми линейными задвижками. Метод позволяет выявлять крупные утечки до 200 м³/ч.

Координаты места утечек в случае повреждения линейной части магистрального трубопровода можно определить и расчетным путем из уравнения баланса давлений

где Р ₁, Р ₂ – давление соответственно в начале и конце участка трубопровода;

ρ - плотность перекачиваемой жидкости;

g - ускорение свободного падения;

L _y - длина участка;

x - расстояние от начала участка до места утечки;

z - разность геодезических отметок конца и начала участка трубопровода;

i₁, i₂ – гидравлические уклоны.

Решая это уравнение относительно x, найдем расстояние до места повреждения трубопровода

Нельзя не упомянуть и самый простой метод обнаружения утечек – визуальный метод. Его сущность заключается в обнаружении утечек из подземных трубопроводов в ходе осмотра трассы обходчиками, с помощью автотранспорта, плавсредств и авиации.

Признаками наличия утечек являются:

· видимый выход на поверхность перекачиваемой нефти или нефтепродукта;

· изменение цвета (пожелтение) растительности;

· потемнение снежного покрова;

· появление пены или пузырей на поверхности воды.

Достоинством этого метода является простота, а недостатками трудоемкость регулярного патрулирования обходчиками и с помощью автотранспорта, ограниченные возможности патрулирования в труднодоступных местах трассы, в темное время суток и при неблагоприятных погодных условиях, трудность определения малых утечек до выхода перекачиваемого продукта на поверхность, большие затраты при использовании авиации.

Автоматизированный расчет потерь нефтепродуктов. Для автоматизированного расчета потерь нефтепродуктов при авариях, повреждениях и хищениях рекомендуется использовать разработанные в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина пакеты компьютерных программ «Авис», «Авис-грунт», «Крот», «Стояк» для диспетчерских служб трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов

Компьютерная программа «Авис» предназначена для автоматизированного расчета объема нефтепродукта, вытекшего из работающего трубопровода непосредственно через отверстие в стенках трубопровода или через подсоединенный к трубопроводу шланг с известными длиной и диаметром.

Программа позволяет вычислить:

· объем вытекшего нефтепродукта до момента отключения перекачивающей станции;

· объемы вытекшего нефтепродукта «до» и «между» моментами перекрытия линейных задвижек, изолирующих место повреждения трубопровода;

· часовой расход истечения;

· объем вытекшего нефтепродукта в течение заданного времени, в частности, до момента ликвидации аварии или полного вытекания продукта.

Для расчета потерь нефтепродукта необходимо иметь: профиль трубопровода, плотность и вязкость вытекающей жидкости, параметры отверстия, параметры отводного шланга (если он использовался для хищения топлива), координаты отверстия и отсекающих задвижек, время отключения станции, перекрытия задвижек и ликвидации аварии.

Компьютерная программа «Авис-грунт» предназначена для автоматизированного расчета нефтепродукта, вытекшего из нефтепродукта в грунт через отверстие в его стенках. Программа позволяет вычислить объем нефтепродукта, вытекающего из трубопровода в грунт в течение определенного интервала времени. Дополнительно к исходным данным, используемых в программе «Авис», в программе «Авис-грунт» необходимо знать проницаемость грунта в месте аварии (в единицах Дарси или в м/сут.).

Для автоматизированного расчета потерь нефтепродуктов при авариях, повреждениях или хищениях нефтепродуктов в длительное время простаивающихтрубопроводах рекомендуется использовать компьютерные программы «Крот» и «Стояк».

Программа «Крот» предназначена для автоматизированного расчета объема нефтепродукта, вытекшего из нефтепродуктопровода непосредственно через отверстие в стенках трубопровода (или через подсоединенный к трубопроводу шланг с известными длиной и диаметром). Программа позволяет вычислить то же, что и рассмотренная выше программа «Авис».

Программа «Стояк» предназначена для автоматизированного расчета объема нефтепродукта, находящегося на участке рельефного трубопровода, содержащего сечение, в котором известно давление (напор) жидкости.

Хищения нефти и нефтепродуктов из трубопроводов являются одним из видов их потерь и в последнее время стали приобретать настоящее бедствие. Это могут быть криминальные врезки в МТ, различные ухищрения типа просверленного отверстия в клине задвижки или подложенного постороннего предмета под клин задвижки, установленной на «0» км отвода от МТ и др.

Для борьбы с хищениями на трубопроводном транспорте созданы и действуют специальные службы Защиты магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов от постороннего вмешательства и криминальных врезок.