Причинно-следственные связи при возникновении аварийности в системах сбора нефти и газа

ствия на технологические системы и последовательности появления их во времени. По мере накопления факторов, снижающих устойчивость и безопасность эксплуатации технологической системы, существенно расширяется круг возможных инициирующих событий, способных обусловить цепь самопроизвольных неуправляемых нежелательных событий, т.е. способных привести к развитию аварии. Результаты инициирующего события – разгерметизация или разрушение аппаратуры с последующим выбросом (проливом) опасных веществ из технологической системы, рассеиванием веществ, воспламенением и взрывом.

Попутный нефтяной либо транспортируемый по трубопроводам газ способен с атмосферным воздухом образовывать взрывоопасные концентрации смеси. При обслуживании и эксплуатации технологических установок наибольшую опасность представляют ремонтные работы:

• -    установка или снятие заглушек, прокладок;

• -    работа в емкостях, колодцах и на высоте, особенно в условиях обледенения в зимнее время; пропаривание трубопроводов;

• -    чистка внутренней поверхности аппаратов;

• -    ремонт электрооборудования;

• -    другие причины.

Именно на стадии возникновения аварии, т.е. до момента разрушения или разгерметизации элементов технологической системы, своевременно принятые меры и квалифицированные действия обслуживающего персонала реально способны локализовать аварию без проявления нежелательных последствий. На каждой последующей стадии развития аварии эффективность действий обслуживающего персонала по ее локализации снижается, а круг возможных нежелательных последствий расширяется [9].

По данным Ростехнадзора [1-7] причинами значительной части аварий на предприятиях добычи нефти и газа являются нарушения требований промышленной безопасности эксплуатирующими организациями, заключающиеся в неэффективной организации и осуществлении производственного контроля, использовании неисправного оборудования, а также нарушения технологий производства работ. В общем случае систематизированные причины приведены на рис. 1.

Процессы сепарации, подготовки и транспорта нефти и газа являются взрывопожароопасными. Разгерметизация оборудования и трубопроводов ведет к выбросу горючих жидкостей и воспламеняющихся газов в производственные помещения и на территорию промышленного объекта с возможностью последующего воспламенения или взрыва от источника инициирования.

ПРИЧИНЫ, СВЯЗАННЫЕ С РАЗРУШЕНИЕМ (РАЗГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ) ОБОРУДОВАНИЯ

И ТРУБОПРОВОДОВ И ОТКАЗАМИ СИСТЕМ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА

Прекращение подачи энергоресурсов может привести к нарушению нормального режима работы установки, выходу параметров за критические значения и созданию аварийной ситуации.

Нарушение прочности оборудования и трубопроводов может быть вызвано заводскими дефектами труб и оборудования, дефектами сварочно-монтажных работ, хрупкостью металла, физическим износом, температурной деформацией, коррозионными процессами.

Невыявленные на стадии испытаний дефекты могут обуславливать образование трещин, которые постепенно увеличиваются и достигают критических размеров. Причинами медленного роста трещин могут быть усталость металла, водородная хрупкость, коррозия, возрастающие напряжения.

Коррозия и эрозия оборудования и трубопроводов может стать причиной разгерметизации оборудования. Чаще всего подобные разрушения имеют локальный характер и не приводят к серьёзным последствиям.

Гидродинамические процессы связаны со следующим типом оборудования:

• -    насосное и компрессорное оборудование;

• -    емкостное оборудование;

• -    трубопроводные системы (трубы и арматура).

Аварийная остановка насосов может привести к нарушению гидравлического, теплового и массообменного режима и разрушению оборудования. Отдельные элементы конструкции насосов обладают низким уровнем надежности (особенно торцевые уплотнения), что является источником утечек горючих жидкостей и газов и может привести к локальным взрывам и пожарам, которые при их развитии могут быть источниками цепного вовлечения в аварию оборудования с большими объёмами опасных веществ. Кроме этого при эксплуатации насосных агрегатов представляет опасность высокое напряжение электрического тока, подаваемого на электродвигатели.

Емкостное оборудование является источником повышенной опасности из-за значительных объемов сжатых паров, газов и жидкостей, содержащих горючие газы.

Трубопроводные системы являются источником повышенной опасности из-за большого количества сварных и фланцевых соединений, запорной и регулирующей арматуры, жестких условий эксплуатации и значительных объемов горючих веществ, перемещаемых по ним. Причинами разгерметизации трубопроводных систем могут быть:

• -    остаточное напряжение в материале труб в сочетании с напряжением, возникающем при монтаже и ремонте, что может вызвать поломку элементов запорных устройств, прокладок, образование трещин, разрыв трубопровода;

• -    разрушения под воздействием температурных деформаций;

• -    гидравлические удары;

• -    вибрация;

• -    превышения давления и т.п.

Массообменные процессы разделения сложных смесей углеводородов (пластовой нефти, воды, попутного нефтяного газа, конденсата) проводятся в крупногабаритном оборудовании, работающем при повышенном давлении. По характеру протекания массообменных процессов, участвующие в них вещества не представляют опасности как источники внутренних взрывных явлений, но под влиянием внешних воздействий (механические повреждения, аварии на соседних блоках и т.п.) может произойти высвобождение больших количеств опасных веществ с образованием паровых облаков.

ПРИЧИНЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОШИБКАМИ, ЗАПАЗДЫВАНИЕМ, БЕЗДЕЙСТВИЕМ

ПЕРСОНАЛА В ШТАТНЫХ И НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЯХ, НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫМИ ДЕЙСТВИЯМИ ПЕРСОНАЛА

Человеческий фактор играет решающую роль в обеспечении безаварийной, безопасной эксплуатации производственного оборудования. Несоблюдение технологического регламента, правил пожарной безопасности, принятие ошибочных решений могут привести к аварийной ситуации.

Основные причины связаны с уровнем профессиональной подготовки и психологическим состоянием оператора в момент возникновения аварии. Основные ошибки возникают при пуске и остановке оборудования, а также при проведении ремонтных работ. В случае нарушения персоналом режимов ведения технологических процессов возможно повышение давления в трубопроводах, разрушение, выброс опасных веществ и пожары.

Рис. 1. Систематизированные причины аварий в системах сбора нефти и газа

Одним из наиболее важных факторов безопасного обслуживания и эксплуатации является установление порядка допуска к работе лиц, удовлетворяющих соответствующим квалификационным требованиям и не имеющих медицинских противопоказаний, а также контроля соблюдения этого порядка, в том числе при поведении подготовки и аттестации работников в области промышленной безопасности.

При развитии аварийных ситуаций важнейшими задающими факторами влияющими на ход события (сценария), являются:

• -    факторы, связанные с адекватностью реагирования диспетчера объекта на аварию;

• -    факторы, связанные с местом расположения, срабатыванием/несрабатыванием и временем срабатывания (перекрытия) отсечной запорной арматуры,

• -    факторы, связанные с местом расположения, срабатыванием/несрабатыванием и временем срабатывания штатных средств пожаротушения, аварийной вентиляции, других пассивных и активных средств защиты.

ПРИЧИНЫ, СВЯЗАННЫЕ С ВНЕШНИМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ ПРИРОДНОГО

И ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА

Разряды от статического электричества, грозовые разряды, смерчи, ураганы, снежные заносы, низкие температуры воздуха, наводнения, затопления могут стать причиной разгерметизации оборудования и трубопроводов и привести к аварийной ситуации.

Аварии и чрезвычайные ситуации могут возникнуть в результате диверсий, террористических актов, саботажа, а также в ходе военных действий. Факторы внешнего воздействия могут привести к крупным авариям с пожарами и взрывами и часто не зависят от предупредительных мероприятий. Они не поддаются прогнозированию и имеют более тяжкие последствия.

Основным направлением по снижению аварийности и травматизма является система управления профессиональными рисками.

Основные её концептуальные положения можно сформулировать следующим образом [8]:

1. Построение целостной и непротиворе-

Рис. 2. Концептуальная модель управления профессиональными рисками

чивой, комплексной схемы с учетом условий 2. его функционирования в высоко динамичных условиях;                                           ^3.

2. Оптимизация функционирования службы 4 охраны труда и промышленной безопасности . предприятия и повышение эффективности си-

стемы управления в организационном аспекте;

3. Перманентность в повышении квалификации по охране труда и промышленной безопасности и квалификационной адаптируемости персонала.

Концептуальная модель управления приведена на рис. 2.

Эта модель нашла применение на одном из крупнейших нефтедобывающих предприятий Самарской области.

• 5.

• 6.

• 7.

• 8.