Локализация ЧС на буровой скважине и ликвидация их последствий

Реферат

 

Курсовой проект содержит: 37 с., 3 рис., 1 табл., 9 источников.

 

АВАРИЯ, БУРЕНИЕ, БУРОВАЯ УСТАНОВКА, ГАЗОНЕФТЕВОДОПРОЯВЛЕНИЯ, ЛИКВИДАЦИЯ, РИСК, СКВАЖИНА, ФОНТАН.

 

Объектом исследования является буровая скважина, находящаяся в Северном экономическом регионе.

Курсовой проект включает в себя выполнение двух заданий. Первое задание заключается в расчёте платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников. Второе задание связано с определением вероятности и последовательности наступления событий, приводящих к неблагоприятным последствиям.

В данной работе рассматриваются факторы, способствующие возникновению аварии при бурении скважин. Произведен анализ риска и сценарий развития аварии при неисправности устьевого оборудования.

 

Содержание

 

Нормативные ссылки Введение 1 Описание технологического  процесса 2 Технологические особенности объекта   3 Факторы, способствующие возникновению аварии при бурении скважин   4 Определение последовательности и вероятности наступления событий, приводящих к неблагоприятным последствиям 4.1 Анализ причин снижения  фонтанной опасности процесса  бурения и освоения скважин  вследствие выхода из строя  герметизирующих элементов противовыбросового оборудования 4.2 Определение вероятности  и построение «дерева событий» 4.3 Определение размеров  зон возможного поражения  5 Методы ликвидации аварийных  фонтанов 6 План работ по ликвидации аварии с бурильным инструментом на скважине 7 Расчет платы за выбросы в атмосферу от стационарных источников Заключение Список использованных источников

6 7 9 15 17   21   21       23 26 28 31   34   36 37

 

 

Нормативные ссылки

 

В данном курсовом проекте были использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 27.743-88. Оборудование противовыбросовое. Общие технические требования

ГОСТ 7.1 – 2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления

СТП КубГТУ 1.9.2 – 2003 СМК. Документирование системы менеджмента качества. Стандарт предприятия

СТП КубГТУ 4.2.6 – 2004 СМК. Документирование системы менеджмента качества. Учебноорганизационная деятельность. Курсовое проектирование

 

Введение

 

В нефтяной и газовой промышленности наиболее сложными и опасными являются аварии, связанные с открытым фонтанированием при строительстве скважин. Последствия этих аварий наносят огромный ущерб окружающей среде, деятельности близлежащих промышленных объектов.

Из всех видов известных осложнений особую опасность представляют газонефтеводопроявления, переходящие при определённых условиях в открытые газовые и нефтяные фонтаны. Эти осложнения имеют место на многих месторождениях страны, но проявляются с различной интенсивностью в зависимости от конкретных технико-технологических особенностей процесса бурения и геологической ситуации района.

Оценка возможной опасности связана с определением степени риска, то есть вероятности возникновения открытого фонтана.

Повышение фонтанной безопасности при существующей технологии бурения нефтяных и газовых скважин зависит от степени изученности процессов, протекающих в стволе бурящейся скважины и определяющих характер возможных осложнений.

Анализ аварийности по буровым предприятиям нефтегазового комплекса с целью оценки доли аварий, связанных с газонефтеводопроявлениями, показал, что в общем балансе аварий за последние пять лет эта категория составляет в среднем приблизительно 40%. Время, затраченное на ликвидацию рассматриваемых аварий, по отношению ко времени ликвидации аварий в целом составляет примерно 15%.

Огромные затраты времени и средств соответственно делают весьма актуальной задачу снижения количества газонефтеводопроявлений за счёт совершенствования существующих и разработки новых технологических решений для их предупреждения и ликвидации.

Научно-обоснованный подход к вопросам предупреждения и

ликвидации осложнений и аварий в процессе бурения является важнейшим резервом сокращения сроков строительства скважин и снижения их стоимости.

Для уменьшения риска аварий, связанных с выбросом и фонтанированием, необходимо использовать самое современное оборудование, прогрессивные технологии и материалы, принимать только продуманные решения.

 

1 Описание технологической схемы

 

 

Нефть и газ добывают, пользуясь скважинами, основными процессами строительства которых являются бурение и крепление. Необходимо осуществлять качественное строительство скважин при увеличении объемов и снижении сроков их проводки и уменьшении трудо-, энергоемкости и капитальных затрат. Это единственный способ разработки запасов нефти и газа.

Сооружение скважин последовательно проходит следующие стадии:

- строительство  наземных сооружений;

- проходка  ствола скважины, осуществление  которой возможно только при  параллельном углублении забоя локальным разрушением горной породы и очистки ствола от разрушенной (выбуренной) породы;

- разобщение  пластов, состоящее из последовательных  работ двух видов – закрепление  стенок ствола обсадными трубами, соединенными в обсадную колонну, и герметизация (цементирование, тампонирование) заколонного пространства;

- освоение  скважины как эксплуатационного  объекта.

К наземным сооружениям относят вышки, основания, привышечные   укрытия, мостки и стеллажи для бурильных и обсадных труб. От инженерного оформления элементов буровых сооружений зависят эффективность строительства буровой и её транспортабельность, защита персонала от вредного влияния климатических шумовых и вибрационных воздействий, срок службы буровой установки в целом.

Вышки предназначены для подвешивания бурового полиспаста и размещения в вертикальном положении свечей буровых труб с целью эффективного осуществления спускоподъемных операций.

Основания буровых установок представляют собой комплекс

металлоконструкций и предназначены для установки на них оборудования, агрегатов и механизмов с целью обеспечения удобной эксплуатации, снижения вредных вибраций, сокращения сроков монтажа и демонтажа. В зависимости от размещаемого на них оборудования основания разделяют на следующие блоки: вышечный, предназначенный для установки вышки и механизма крепления неподвижной ветви талевого каната; лебёдочный;   подсвечников; энергетический; насосный; элементов для приготовления буровых растворов.

Число используемых блоков зависит от типа буровых установок, габаритов и массы устанавливаемого оборудования. При установке оснований буровых комплексов обычно сооружают фундаменты, которые должны обеспечивать удельное давление на грунт в зависимости от вида пород. В бурении используют стационарные и передвижные фундаменты.

Для работы с трубами в процессе бурения с целью их подачи на рабочую площадку к ротору для наращивания бурильной и обсадной колонн в буровые сооружения включают мостки со стеллажами, представляющие собой металлические рамы из нескольких секций и укреплённые на горизонтальных стойках. Мостки соединяют с рабочей площадкой наклонной рамой. Для хранения труб у мостков с правой и левой стороны имеются стеллажи из лёгких металлоконструкций.

 Для обеспечения нормальной работы персонала буровой и бурового оборудования в составе буровых сооружений предусмотрены укрытия, которые обычно подразделяются на две группы: укрытия вышки и укрытия привышечных сооружений, в которых установлены силовой привод, буровые насосы, оборудование для приготовления и очистки буровых растворов, спускоподъёмные механизмы.

 Укрытие вышек размещено по периметру рабочей площадки на высоте 6-8 метров. Оно предохраняет обслуживающий персонал от прямого воздействия ветра.

 Укрытия привышечных сооружений представляют собой металлоконструкции на специальных колоннах, установленных на фундаменте.

 К спускоподъёмному оборудованию, предназначенному для удержания на весу, осуществления наращивания бурильного инструмента и спускоподъёмных операций, относятся лебёдки, кронблоки, талевые блоки и крюкоблоки.

Для преобразовании вращательного движения барабана лебёдки в поступательное движение крюка, а также уменьшения силы натяжения талевого каната используют талевые системы, представляющие собой буровой полиспаст.

Для подвешивания бурильных и обсадных труб, вертлюга при помощи штропов с элеваторами, а также подъёма, спуска и подтаскивания вспомогательных грузов применяют крюки. В целях облегчения конструкции, создания удобства при эксплуатации и изготовлении используют крюкоблоки, представляющие собой совмещённые талевые блок и крюк.

К оборудованию для вращения бурильного инструмента, входящему в комплект буровых установок, относятся роторы и вертлюги. Последние представляют собой промежуточное звено между вращающимися бурильным инструментом и нагнетательной линией циркуляционной системы, поэтому отнесение их к оборудованию для вращения несколько условно.

Вертлюг, подвешенный к талевому блоку, предназначен для подведения циркулирующей промывочной жидкости через шланговое соединение от нагнетательной линии буровых насосов и обеспечивает свободное вращение колонны бурильных труб.

Циркуляционная система буровой установки предназначена для приготовления, очистки, регулирования свойств и циркуляции бурового раствора, обеспечивающего вынос выбуренной породы и подведение мощности к забойному двигателю и долоту. Наземная часть циркуляционной системы может быть разбита на подсистему нагнетания и регулирования подачи бурового раствора и подсистему приготовления, очистки, регенерации и регулирования свойств бурового раствора.

Первая подсистема включает в себя буровые насосы, подпорные центробежные насосы, приёмную ёмкость и обвязку всасывающих и нагнетательных линий насосов.

Для хранения раствора в циркуляционной системе предусматривается несколько ёмкостей прямоугольного сочетания, в том числе приёмная ёмкость со средним полезным объёмом 30-40 м , которые соединены между собой трубопроводами, по которым раствор перепускается из одной ёмкости в другую.

Вторая подсистема предназначена для осуществления следующих технологических операций: приготовления основы бурового раствор в виде водоглинистой суспензии, соляробитумной смеси или водонефтяной эмульсии; утяжеления бурового раствора; регулирования и стабилизации свойств раствора с помощью химических реагентов; очистки бурового раствора от выбуренной породы и газа.

 В целях облегчения труда буровой бригады, повышения производительности труда и качества технологических операций в современных буровых установках широко используются средства автоматизации и механизации.

 Для автоматизации спускоподъёмных операций бурильного инструмента широко применяются автоматы спускоподъёма типа АСП.

 В  состав комплекса АСП входят  автоматический элеватор, механизм  захвата свечи, механизм расстановки  свечей, подсвечники и магазины, подвижный центратор и пульт  управления.

 Автоматический элеватор предназначен для подхвата и освобождения колонны бурильных труб при спускоподъёмных операциях. Механизм захвата свечи работает при включении с пульта управления, автоматически захватывая свечу и освобождая её после установки на подсвечник. Этот механизм состоит из захватного устройства и каретки, которая крепится к скобе стрелы механизма расстановки свечей. Механизм подъёма свечи служит для подъёма и спуска механизма захвата со свечой при её переносе.

 Механизм расстановки свечей предназначен для переноса свечи с центра скважины на подсвечник и обратно. Он состоит из рамы с тележкой, перемещающейся по направляющим, и стрелы. Подвижный центратор перемещается по специальным направляющим канатам и удерживает верхний конец свечи в центре скважины при свинчивании и развинчивании.

 Для ускорения процесса свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб применяются автоматические ключи.

Неотъемлемая часть лебёдок в современных буровых установках- регуляторы подачи долота на забой, которые позволяют по заданию бурильщика автоматически поддерживать постоянными нагрузку на долото или подачу долота на забой.

 

1 – циркуляционная  система; 2 – дизельный двигатель; 3 – буровой насос;

4 – коробка  скоростей; 5 – буровая лебёдка; 6 – дизельная электростанция;