 |
Составление технологического регламента с учетом осложненных условий бурения
|
|
|
|
С.И. Голубь
Безопасность технологических процессов при бурении нефтяных скважин в осложненных условиях
Методические указания по проведению
практических занятий и организации самостоятельной
работы по дисциплине
«Безопасность технологических процессов при бурении нефтяных
скважин в осложненных условиях»
для магистров направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело»
программы «Строительство нефтяных и газовых скважин в сложных горно-геологических условиях» очной и заочной форм обучения
Альметьевск 2016
УДК 622.244
С.И. Голубь
Безопасность технологических процессов при бурении нефтяных скважин в осложненных условиях: Методические указания по проведению практических занятий и организации самостоятельной работы по дисциплине «Безопасность технологических процессов при бурении нефтяных скважин в осложненных условиях» для магистров направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело» программы «Строительство нефтяных и газовых скважин в сложных горно-геологических условиях»очной и заочной форм обучения. – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2016. – 59с.
Методические указания разработаны с учетом развития теории и практики в области безопасности технологических процессов. Большое внимание уделяется безопасности производственной деятельности, правилам промышленной безопасности, безопасности объектов технического регулирования, экологической безопасности.
Методические указания содержат теоретический материал, вопросы по самоконтролю для самоподготовки и список основной литературы.
Методические указания предназначены для магистров направления подготовки 21.04.01 «Нефтегазовое дело» программы «Строительство нефтяных и газовых скважин в сложных горно-геологических условиях»очной и заочной форм обучения.
|
|
|
Печатается по решению учебно-методического совета АГНИ.
Рецензент:
Сливченко А.Ф. – к.т.н. кафедры БНГС.
©Альметьевский государственный
нефтяной институт, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение…………………………………………………………………………. | |
| Практическое занятие №1. Составление технологического регламента с учетом осложненных условий бурения ……………………………………….. | |
| Практическое занятие №2. Составление технологического регламента с учетом осложненных условий бурения ……………………………………….. | |
| Практическое занятие №3. Составление алгоритма структуры безопасности производственной деятельности в осложненных условиях......……………… | |
| Практическое занятие №4. Изучение основ законодательных документов по безопасности труда в осложненных условиях …………………………….. | |
| Практическое занятие №5. Общие правила промышленной безопасности…. | |
| Практическое занятие №6. Выбор и составление схем безамбарного бурения скважин …………………………………………….………………….. | |
| Практическое занятие №7. Выбор и составление схем безамбарного бурения скважин …………………………………………….………………….. | |
| Практическое занятие №8. Геоэкологическая защита недр при бурении…... | |
| САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ……………………………………………... | |
| СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………. |
Введение
В нефтяной и газовой промышленности наиболее сложными и опасными являются аварии с открытыми фонтанами при строительстве и эксплуатации скважин. В результате этих аварий наносится огромный материальный ущерб. Начавшаяся в виде проявлений аварийная ситуация может перейти в открытый фонтан с возгоранием, уничтожением скважины, гибелью людей.
|
|
|
Главным условием возникновения ГНВП является превышение пластового давления над давлением, создаваемым столбом промывочной жидкости в интервале пласта, содержащего флюид.
Рисунок 1 - Сценарий развития событий аварийной ситуации
Наиболее сложными и опасными являются аварии с открытым выбросом пластовых флюидов при строительстве и эксплуатации скважин. Начавшаяся в виде проявлений аварийная ситуация может перейти в открытый фонтан с уничтожением оборудования, скважины, гибели людей.
Количественная оценка безопасности бурения скважин связана с определением степени риска.
Под степенью риска понимается вероятность возникновения открытого фонтана, полученная на стадии проектирования и строительства.
Степень риска рассчитывается по «Методике определения степени риска при проектировании и строительстве нефтяных и газовых скважин», утвержденной Госгортехнадзором РФ от 26.12.1996 г., а также РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов».
Метод основан на построении логико-вероятностной расчетной схемы, графическая интерпретация которой, соответствует дереву, в вершине которого лежит нежелательное (головное) событие.
Вероятность такого события необходимо определить, зная вероятности базовых событий. В качестве нежелательного события обычно выбирается событие, имеющее наибольшую опасность для окружающей среды. Таким событием является открытый фонтан.
На предварительном этапе определения степени риска проводиться идентификация опасностей. В процессе ее проведения определяются причины водопроявлений, выбросов и открытых фонтанов.
Основной задачей идентификации является выявление (на основе информации о данном объекте, результатов экспертизы и опытов работы подобных систем) и четкое описание всех присущих системе опасностей. Обработка факторных вероятностей дает итоговую вероятность возникновения аварийной ситуации, что соответствует 1 аварии на 9 скважин в год.
Риск возникновения аварии может быть связан как со снижением плотности промывочной жидкости (снижение противодавления на пласт), так и с увеличением ее плотности (поглощение раствора в поглощающий пласт с последующим газопроявлением), то есть ниже или выше расчетной.
|
|
|
Неотъемлимой частью при проведении технологических процессов является предупреждение и ликвидация возможных видов опасных ситуаций.
Практическое занятие №1
Составление технологического регламента с учетом осложненных условий бурения
Цель работы: Изучение требований, обеспечивающих безопасность объектов технического регулирования.
Исходные данные
Геолого-технический наряд. Технологический регламент.
Теоретический материал
Перечень опасностей, учитываемых в технических регламентах.
Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие безопасность объектов технического регулирования. При этом принимается во внимание следующий базовый перечень опасностей, опасных ситуаций и событий.
1. Механические опасности:
· Опасность раздавливания;
· Опасность ранения;
· Опасность разрезания или разрыва;
· Опасность запутаться;
· Опасность затягивания или попадания в ловушку;
· Опасность удара;
· Опасность быть уколотым или проткнутым;
· Опасности, обусловленные выбросом жидкости.
2. Электрические опасности вследствие:
· Контакта с токоведущими частями (прямой контакт);
· Контакта с токоведущими частями, которые в неисправном состоянии находятся под напряжением (косвенный контакт);
· Попадания частями тела под высокое напряжение;
· Электростатического заряда;
· Тепловой или другой радиации, попадания расплавленных частиц или химического воздействия от короткого замыкания и т.д.
3. Термические опасности, приводящие к:
· Ожогу или ошпариванию или другому повреждению от касания с предметами или материалами с высокой температурой из-за воспламенения или взрыва, а также теплового излучения;
· Нанесению ущерба здоровью из-за жаркого или холодного окружения рабочего места.
|
|
|
4. Опасности от шума, выражающиеся в:
· Потере слуха (глухоте), других физиологических расстройствах (например, в потере равновесия, ослаблении внимания);
· Ухудшении восприятия речи, звуковых сигналов и т.д.
5. Опасности от вибраций:
· Использование ручных механизмов, приводящих к различным неврологическим или сосудистым расстройствам;
· Вибрации всего тела, особенно при неудобном положении.
6. Опасности, вызванные излучениями:
· Излучение на низких частотах, радиочастотах, в микроволновом диапазоне;
· Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучение;
· Икс- и гамма-излучения;
· Альфа- и бета-излучения, электронные и ионные лучи, нейтроны;
· Лазеры.
7. Опасности от материалов и веществ (и их составляющих), используемых или выделяемых машиной:
· Опасности от контакта или вдыхания паров вредных жидкостей, газов, пыли, тумана, дыма;
· Опасности воспламенения или взрыва;
· Биологические и микробиологические опасности (вирусные и бактериологические).
8. Опасности, возникающие при пренебрежении принципа эгрономики при конструировании машины, от:
· Вредных для здоровья поз, связанных с чрезмерным напряжением тела;
· Несоответствия анатомическим возможностям рук и ног человека;
· Скованности, вызванной применением средств индивидуальной защиты;
· Неадекватного местного освещения;
· Психологических нагрузок, стрессов;
· Ошибок и поведения людей;
· Неадекватной конструкции, расположения или опознания органов управления;
· Неадекватной конструкции или расположения средств отображения информации.
9. Комбинация рисков.
10. Неожиданные пуски, повороты, прокручивания (или любые подобные нештатные состояния) от:
· Неполадок или повреждения систем управления;
· Возобновления энергоснабжения после его прерывания;
· Внешнего воздействия на электрооборудование;
· Других внешних воздействий (тяжести, ветра и т.д.);
· Неполадок и ошибок программно-математического обеспечения;
· Ошибок оператора (вследствие несоответствия конструкции машины возможностями человека).
11. Нарушения скорости вращения инструмента.
12. Нарушения энергоснабжения.
13. Ошибки в системе управления.
14. Ошибки монтажа.
15. Разрушения в процессе работы.
16. Падение или выброс предметов или жидкостей.
17. Потеря устойчивости/опрокидывание машины.
18. Скольжение, опрокидывание или падение людей (вызванные машиной).
Класс и границы взрывоопасных зон для объектов бурения приведены в таблице 1.1. и на рис. 1.1.-1.8, условные обозначения классов взрывоопасных зон – на рис. 1.9.
Таблица 1.1. - Классификация нефтегазопромысловых объектов по взрывоопасности (фрагмент табл. 1 из «Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности»)
|
|
|
| Помещения и пространства | Класс взрывоопасности |
| 1. Закрытые помещения, в которых установлены открытые технические устройства, аппараты, емкости или имеются выходы для паров нефти и легковоспламеняющихся газов (рис. 1.2.), а также каналы, шахты, где возможны выход и накопление паров нефти или горючего газа, огражденное подроторное пространство буровой установки (рис. 1.3.). | Зона 0 |
| 2. Открытые пространства радиусом 1,5м вокруг открытых технических устройств, содержащих нефть, промывочную жидкость, обработанную нефтью, нефтяные газы или другие легковоспламеняющиеся вещества (рис. 1.5., 1.6.), вокруг устья скважины, а также вокруг окончания труб, отводящих попутные или другие легковоспламеняющиеся газы. | Зона 0 |
| 3. Пространство внутри открытых и закрытых технических устройств и емкостей, содержащих нефть, промывочную жидкость, обработанную нефтью, нефтяные газы и другие легковоспламеняющиеся вещества (рис. 1.2, 1.5, 1.6.). | Зона 0 |
| 4. Открытые пространства: · радиусом 1,5м от зоны 0 по п.2 и радиусом 3,5м от зоны 0; · вокруг любых отверстий (двери, окна и пр.) из помещений зон 0 и 1, ограниченные расстояниями 3м во все стороны; · вокруг отверстий вытяжной вентиляции из помещений зон 0 и 1, ограниченные радиусом 3м. | Зона 1 |
| 5. Закрытые помещения, в которых установлены закрытые технологические устройства, оборудование, аппараты, узлы регулирующих, контролирующих, отключающих устройств, содержащие нефть, промывочную жидкость, обработанную нефтью, горючие газы, где образование взрывоопасных смесей возможно только в случае поломки или неисправности оборудования. Закрытые помещения насосных для сточных вод. Примечание. Помещения, в которых размещаются буровые насосы с подпорными насосами, трубопроводами циркуля- ционной системы и манифольдом и нет другого оборудования или аппаратов, могущих явиться источником взрывоопасных смесей, и которые отгорожены от других взрывоопасных помещений классов 0 и 1 стеной, относятся к взрывобезопас- ным | Зона 1 |
| 6. Пространство вокруг буровой вышки, простирающееся во все стороны на высоту вышки для бурения скважин на море и месторождения, содержащих сероводород в соответствии с параметрами, приведенными на рис. 1.1., 1.3., 1.4. | Зона 2 |
| 7. Пространство над ротором, ограниченное цилиндром радиусом 3м от оси скважины, на всю высоту до низа при открытом подроторном пространстве (рис. 1.4., 1.8.). | Зона 2 |
| 8. Пространство вокруг буровой вышки, при открытом и огражденном подроторном пространстве в соответствии с классом и границами (рис. 1.7., 1.8.). Примечание. Помещение буровой лебедки, отделенное от подроторного пространства и буровой площадки стеной, является взрывобезопасным. | Зона 2 |
| 9. Полузакрытые пространства, в которых установлены технические устройства, оборудование, аппараты, узлы отключающих устройств, содержащих нефть, промывочную жидкость, обработанную нефтью, нефтяные газы или легковоспламеняющиеся жидкости в пределах ограждения | Зона 2 |
Схемы классов и границ на площадке строительства скважин
| Рис. 1.1. Схема классов и границ взрывоопасных зон буровой установки с укрытием и привышечным сооружением для бурения скважин на море и месторождениях, содержащих сероводород Рис. 1.2. Схема классов и границ взрывоопасных зон открытых емкостей, аппаратов, устройств в закрытом помещении Рис. 1.3. Схема классов и границ взрывоопасных зон огражденного подроторного пространства буровой установки Рис. 1.4. Схема классов и границ взрывоопасных зон открытого подроторного пространства буровой установки Рис. 1.5. Схема классов и границ взрывоопасных зон открытых пространств вокруг открытых емкостей Рис. 1.6. Схема классов и границ взрывоопасных зон открытых пространств вокруг открытых аппаратов, устройств Рис. 1.7. Схема классов и границ взрывоопасных зон буровой установки с огражденным подроторным пространством Рис. 1.8. Схема классов и границ взрывоопасных зон буровой установки с открытым подроторным пространством -класс взрывоопасности – зона 0 - класс взрывоопасности – зона 1 - класс взрывоопасности – зона 2 |
Практическое задание
1. Расписать требования по обеспечению безопасности объектов технологического регулирования.
2. Оформить согласно содержанию в таблице 1.2 требования, обеспечивающие безопасность в технологических регламентах.
Таблица 1.2.
| Объект технического регулирования | Виды опасностей, опасных ситуаций | Характеристики опасностей | Класс взрывоопасности объекта |
Методические рекомендации
Ознакомление с документацией – проектом на строительство скважин.
|
|
|
