Интенсивность горения значительно снижается спустя полтора - два часа после того, как пена появится на поверхности. Отдельные очаги пожара могут наблюдаться возле разогретых металлических резервуарных конструкций и в “бурунах”. Полное прекращение горения происходит спустя еще два-три часа.
После того, как пеноподача прекращается, и пожар потушен, на всей площади поверхности продукта образуется устойчивый слой пены, толщина которого составляет около 10-ти сантиметров. Этот слой еще в течение двух-трех часов защищает жидкость от повторного возгорания.
7.5 Стадии развития ЧС на примере открытого фонтана
Таблица 4 - Стадии Развития ЧС и меры по их предупреждению
|
Стадия ЧС |
Характеристика |
Превентивные меры по предупреждению стадии |
|
|
Зарождения |
Ошибочное прогнозирование пластового давления, определение проектной плотности бурового раствора и глубины залегания продуктивных отложений. |
Выбор конструкции скважины должен производиться в соответствии с требованиями Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности. Рабочие проекты на строительство скважин, разрабатываемые на основе проектов разведки или разработки месторождений, должны обеспечивать безаварийную проводку ствола. |
|
|
Инициирования |
Превышение над столба жидкости в интервале пласта, содержащего флюид. |
Утяжеление глинистых растворов, сохраняя их вязкость в нужных пределах. |
|
|
Кульминации |
Выход из скважины газонефтяной смеси на дневную поверхность на высокой скорости и ее воспламенение. |
Монтаж и эксплуатация ПВО в соответствии с ГОСТ 13682-90 «Оборудование противовыбросовое» |
|
|
Затухания. |
Тушение и ликвидация открытого фонтана. Ликвидация розливов нефти и восстановление нефтезагрязненных земель. |
Принятие эффективных мер с наименьшими материальными и временными затратами. |
7.6 Причины воспламенения открытого фонтана
Основные причины воспламенения фонтанов:
- выбросы породы и воспламенение искр в результате удара камней друг о друга или о стальные конструкции и оборудование буровой вышки;
- обрыв световой электропроводки, неисправность электрооборудования и аппаратуры;
- искры при пользовании в процессе аварийных работ стальным инструментом;
- газовые разряды;
- нарушение правил пожарной безопасности при производстве аварийных огневых работ в зоне действующего фонтана.
7.7 Первоочередные действия производственного персонала при возникновении открытого фонтана
При появлении признаков поступления пластового флюида в скважину (перелив бурового раствора, увеличение его объема в емкостях, несоответствие расчетного и фактического объемов доливаемого (вытесняемого) раствора при СПО) подается сигнал «Выброс». При этом буровая вахта обязана загерметизировать канал бурильных труб, устье скважины, информировать об этом руководство бурового предприятия и действовать в соответствии с планом ликвидации аварий. Перед герметизацией канала бурильных труб должны быть сняты показания манометров на стояке и затрубном пространстве.
Действия буровой бригады:
- остановить двигатели внутреннего сгорания;
- отключить силовые и осветительные линии электропитания;
- отключить электроэнергию в загазованной зоне;
- потушить технические и бытовые топки, находящиеся вблизи скважины;
- прекратить в газоопасной зоне все огневые работы, курение, а также другие действия, способные вызвать искрообразование;
- обесточить все производственные объекты (трансформаторные будки, станки-качалки, газораспределительные пункты и т.д.), которые могут оказаться в газоопасной зоне;
- оповестить руководство предприятия, противофонтанной службы и пожарной охраны о возникновении открытого фонтана;
- прекратить движение на прилегающих к скважине подъездных дорогах к территории, установить предупреждающие знаки и посты охраны;
- прекратить все работы в опасной зоне и немедленно удалиться за ее пределы;
- при возможном перемещении загазованности на другие объекты или населенные пункты принять меры по своевременному оповещению работников и населения.
7.8 Расчёт изменения интенсивности излучения факела пламени фонтана в зависимости от расстояния до устья скважины
1.Расчет параметров горения пламени факела
Дебит фонтана (D, млн. /сутки) может быть рассчитан по высоте факела пламени:
D = 0,0025, млн. /сутки. (1)
Так как газ в пласте находится под давлением, расходы газа при аварийном истечении будут очень большими - до 100 /с. В таких условиях режимы истечения, а значит, и режимы горения будут турбулентными.
Для расчета сил и средств на тушение горящих факелов необходимо знать расход газа. Исходные данные для его расчета практически всегда отсутствуют, поскольку неизвестны либо давление газа в технологическом оборудовании, либо в пласте месторождения. Поэтому на практике пользуются экспериментально установленной зависимостью высоты пламени факела.
Таблица 5- Зависимость высоты пламени от расхода газа при различных режимах горения.
|
Режим горения |
Расход газа, /с |
Высота пламени, м |
|
|
5 |
16 |
||
|
турбулентный |
10 |
22 |
|
|
20 |
28 |
||
|
30 |
45 |
D = 0,0025* = 5,0625 млн.м3/сутки,
Т.е. секундный расход газового фонтана составит Dc = 58,6 м3/с.
Режим истечения газовой струи может быть определен сравнением эффективной скорости истечения (Vэ) со скоростью звука (V0):
=, (2)
где Dc - секундный расход газа, м3/сутки,
d - диаметр устья скважины, м; d = 250мм = 0,25м.
Скорость звука в метане (V0) составляет 430 м/с, т.е. скорость истечения газовой струи превышает скорость звука.
Изменение мощности (интенсивности) излучения факела пламени фонтана (, кВт/) в зависимости от расстояния до устья скважины можно рассчитать по формуле:
=, (3)
где - низшая теплота сгорания фонтанирующего газа, кДж/;
- секундный расход газа, /с;
R - расстояние от половины высоты факела пламени фонтана до поверхности земли, м.
Очевидно, что , (4)
где L - расстояние до устья скважины, тогда из (3) следует, что:
(4)
Низшая теплоты сгорания фонтана, входящая в формулу (5) составляет
Qн = 33727,4 кДж/ .
Для установления зависимости изменения мощности излучения факела пламени фонтана от расстояния до устья скважины будем задавать
L = 10,20,40,60,80,100 м, подставляя в формулу (5) высоту фонтана Нф = 45 м, рассчитанное значение секундного расхода газа Dс = 58,6 /с и теплопотерь излучением пламени = 0,206. В качестве примера приведем расчет мощности излучения для L = 10 м:
Таблица 7 - Расчеты мощности излучения факела для различных расстояний
|
Величина значения |
|||||||
|
L.м |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
|
,кВт/ |
53,5 |
35,8 |
15,4 |
7,9 |
4,7 |
3,1 |
2. Определение опасных зон
Рисунок 7 -зависимость изменения мощности излучения факела пламени фонтана от расстояния до устья скважины.
Построив график зависимости = f(L), устанавливаем, что:
1) Расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде и в касках с защитными щитками без специального теплозащитного снаряжения, которое определяется по мощности теплового потока, составляющего величину 4,2 кВт/ , равно 84 м от устья скважины;
2) Расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу в течение не более 5 мин в специальном теплозащитном снаряжении под защитой распыленных водных струй, определяемое мощностью теплового потока в 14 кВт/, составляет 42 м.
Рисунок 8- типовая схема буровой площадки.
- расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде;
- расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу не более 5 минут.
Список использованных источников
1. Организация охраны труда в нефтегазодобывающих и газоперерабатывающих производствах / Ю.С. Корнеев. М.: Недра, 1988. - 340с.
2. Тарасов В.Н., Челнокова Н.В., Тарасова В.А. Возможные факторы риска у рабочих при добыче и переработке природного газа // Успехи современного естествознания. - 2007. - № 10. - С. 130-132;
3. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств [Текст]: ПБ 09-540-03: утв. Постановлением Госгортехнадзора России от 05.05.03, № 29; зарегистрировано М-вом юстиции Рос. Федерации 15.06.03, № 4537. - М.: ДЕАН, 2003. - 43 с.
4. Асфандриянов Х.А. Нефтегазопроявления и открытые фонтаны при эксплуатации скважин /Х.А. Андриянов, Р.А. Максутов. -.: Недра, 1986. - 231с.
5. Гражданская оборона и предупреждение ЧС. Методическое пособие МЧС. - М.: Институт риска и безопасности., 2002. - 500 с.
6. Белов, С. В. Безопасность жизнедеятельности / С. В. Белов. - Москва: Высшая школа, 2004. - 606 с.
7 .Беляков, Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда в 2 т. Том 2: Учебник для академического бакалавриата / Г.И. Беляков. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 352 c.
8 .Кукин, П.П. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда) / П.П. Кукин, В.Л. Лапин. - Москва: Высшая школа, 2009. - 335 c.
9. Михайлов, Ю.М. Промышленная безопасность и охрана труда. Справочник руководителя (специалиста) опасного производств-ого объекта / Ю.М. Михайлов. - Москва: Альфа-Пресс, 2014. - 232 c.
10 Сапронов, Ю.Г. Безопасность жизнедеятельности: Производственная безопасность и охрана труда на предприятиях автосервиса: Учебное пособие / Ю.Г. Сапронов. - Москва: Academia, 2016. - 134 c.
11 Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях (КоАП РФ): федер. закон от 30.12.2001 № 195-ФЗ // КонсультантПлюс: справочная правовая система/ разраб. НПО «Вычисл. Математика и информатика».-М.: КонсультантПлюс, 1997-2015. - Режим доступа: http://www.consultant.ru.;