Работы по ликвидации аварийных разливов нефти

Аварийные разливы нефти и продуктов её переработки, которые случаются на объектах нефтедобычи и нефтепереработки, а также в процессе транспортировки, крайне негативно влияют на экологию окружающей среды и наносят значительный ущерб экономического и социального характера.

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

• Подорожает
• Подешевеет

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

Рост объемов добычи этого полезного ископаемого, износ используемого оборудования, аварии при бурении нефтяных и газовых скважин, авария буровой платформы  или танкера, а также диверсии, устраиваемые на объектах нефтяной отрасли в зонах вооруженных конфликтов террористическими организациями, приводят к тому, что количество связанных с нефтью чрезвычайных ситуаций в последнее время возрастает, а вместе с этим увеличивается негативное воздействие на состояние окружающей среды, флоры, фауны и человека.

Особую опасность представляет тот факт, что экологические последствия таких разливов имеют трудно прогнозируемый характер, поскольку такие загрязнения нарушают большое количество естественных природных процессов и взаимосвязей, в значительной степени изменяют среду обитания всех живых организмов и разлившиеся вещества имеют свойство  накапливаться в биомассе.

Несмотря на то, что в последнее время государство проводит активную политику, целью которой является  предупреждение и оперативная ликвидация последствий таких аварий, проблема «разлив нефти» по-прежнему  актуальна. Чтобы минимизировать  возможные негативные последствия таких чрезвычайных ситуаций, необходимо уделять особое внимание  современным методам локализации и ликвидации таких аварий, а также разработке передового комплекса профилактических и ликвидационных мероприятий.

Локализация и ликвидация аварийных разливов нефти

Работы по локализации и ликвидации аварийных нефтяных разливов и разливов нефтепродуктов – это целый многофункциональный комплекс задач, решение которых требует применения самых разных технологий и технических средств.

Вне зависимости от характера аварийного разлива ННП (нефти и нефтепродуктов), в процессе его ликвидации в первую очередь необходимы мероприятия, направленные на локализацию нефтяных пятен для предупреждения дальнейшего распространения  загрязнения на «чистые» участки и на минимизацию площади загрязненной поверхности.

Разработка плана ликвидации аварийных разливов нефти (сокращенно ПЛАРН) проходит в соответствии с отраслевыми нормативами и требованиями, устанавливаемыми государственными нормативными актами. Первым этапом любого ПЛАРН является локализация аварийного разлива, и разрабатывать план необходимо с учетом существующих способов выполнения таких работ.

Локализация нефтяного загрязнения

Боновые заграждения

Такие заграждения являются основными средствами, применяемыми при локализации ННП разливов на водной поверхности. Их основная задача – не давать нефти и нефтепродуктам растекаться на значительные площади поверхности воды, снижать концентрацию ННП с целью облегчения их сбора, а также отводить нефть от самых уязвимых с точки зрения экологии районов.

По критерию акваторий своего применения, боновые заграждения делятся на три класса:

• I-ый – боны для защищенной акватории (озера, пруды, реки);
• II-ой – боны для прибрежных зон (входы и выходы в порты, гавани, и акватории заводов по ремонту судов);
• III-ий – для акваторий открытого типа.

Кроме того, такие заграждения классифицируются по своим типам:

• самонадувные боны (быстро разворачиваемые заграждения);
• тяжелые надувные (ограждение танкеров у нефтяных терминалов);
• отклоняющий тип (защита берега);
• негорючие  (применяются при ликвидации пятен ННП на воде путем сжигания);
• сорбционные (позволяют одновременно сорбировать  ННП).

Читать также: Для чего нужны ингибиторы коррозии в нефтедобыче?

Вне зависимости от своего типа, в состав всех бонов входят следующие основные элементы:

1. поплавок, призванный  обеспечить плавучесть;
2. надводная часть, чья задача – не допустить перехлестывания пленки ННП  через заграждение (иногда совмещается с поплавком);
3. юбка (подводная часть), которая не позволяет нефти просачиваться под бонами;
4. балласта,  с помощью которого боны удерживаются вертикально относительно водной поверхности;
5. тяговый трос для продольного натяжения, который призван в случае воздействия ветра, течения и волн сохранять конфигурацию заграждения, а также дает возможность проводить буксировку заграждения в случае необходимости;
6. узлы соединения, при помощи которых заграждения собираются из отдельных секций в единое целое;
7. устройства, позволяющие осуществлять  буксировку и крепление бонов к буям и  якорям.

Если разлив ННП происходит в речной  акватории, то боновая  локализация часто затрудняется сильным  течением (в некоторых случаях применение таких заграждений – невозможно). В таких ситуациях  для  сдерживания  и изменения направления движения пятна загрязнения используются специальные  суда –экраны и пожарные стволы находящихся на рейде судов, дающие струю воды под высоким давлением.

Дамбы

При загрязнении вследствие разливов ННП почвенного слоя для локализации используются дамбы различных типов и конфигураций, а также запруды, земляные амбары, траншеи и обваловки.

Выбор способа локализации разлива на почве обусловлен целым рядом параметров:  размер нефтяного разлива, его местоположение, рельеф  местности, время года и так далее.

Дамбы, применяемые для сдерживания разлившихся нефтяных пятен, бывают следующих типов:

После завершения этапа локализации нефтяного разлива наступает очередь следующего этапа ПЛАРН –  непосредственно ликвидация загрязнения.

Способы  ликвидации

В зависимости от размера аварии и конкретных условий работы, ПЛАРН может предусматривать применение как одного, так и нескольких способов ликвидации нефтяного разлива.

Основными методами ликвидации розливов нефти и нефтепродуктов являются:

• термический;
• механический;
• физико-химический;
• биологический.

Термический метод применим при следующих условиях:

1. толщина пленки разлива более 3-х миллиметров;
2. скорость ветра – не более 35-ти километров в час;
3. обеспечение безопасной зоны не менее 10-ти километров по направлению ветра;
4. наличие необходимых средств для обеспечения противопожарной безопасности.

Суть термического метода  заключается в выжигании слоя загрязнения. Важным условием применения такого метода является оперативность, поскольку  нефть можно выжигать только до того, как она образует с водой эмульсию. Часто эту методику комбинируют с другими ликвидационными способами.

Термический метод ликвидации нефтяных разливов

Основными достоинствами этого метода являются:

• скорость ликвидации разлива;
• минимальное количество требуемых технических средств;
• небольшие материальные затраты.

Главные недостатки термической методики:

• необходимость принятия серьезных мер противопожарной защиты;
• образование   в   атмосфере   вследствие   неполного сгорания нефти и

продуктов её переработки стойких веществ канцерогенного характера.

Механический способ ликвидации применяется в случае соответствия технических характеристик применяемых средств конкретным условиям нефтяного разлива.

Этот метод является одним из главных, применяемых для  ликвидации аварийных нефтяных разливов.  Наилучшая  эффективность этого способа –  в первые часы после аварии, пока слой разлившегося загрязнения еще имеет достаточную толщину и малую площадь. Малая толщина нефтяной пленки и большая площадь разлива, а также постоянное движение слоя загрязнения из-за течения или ветра значительно затрудняют  процесс сбора  нефти с водной поверхности. Также применение этой методики затруднено в акваториях портов и судостроительных или судоремонтных  верфей, поскольку эти акватории почти всегда имеют механические загрязнения (мусор, щепки, доски и прочие посторонние предметы).

Читать также: Каковы запасы нефти и на сколько лет её хватит?

Основные достоинства методики:

• высокая эффективность;
• возможность ликвидировать разливы самых различных продуктов;
• применение этого способа не зависит от времени года.

Главным недостатком такого способа является то, что после его применения на водной поверхности остается тонкий слой ННП.  Ликвидация разлива нефти с помощью физико-химического метода подразумевает применение специальных веществ, называемых диспергентами и сорбентами.

Диспергенты как вспомогательные средства применяются в случаях, когда по каким-либо причинам механический сбор разлившегося вещества невозможен (например, глубина разлива более 10 метров).

Достоинства применения диспергентов:

• оперативное проведение ликвидации;
• совместимость с другими способами удаления загрязнений.

Достоинства сорбентов:

• возможность применения вне зависимости от внешних условий;
• минимальные затраты на хранение этих веществ и на их транспортировку к месту аварии.

К основным недостаткам этого метода относится высокая токсичность диспергентов и температурные ограничения применения методики (температура воды – не ниже 5-ти градусов Цельсия, окружающего воздуха – не ниже 10-ти).

Биологическая ликвидация нефтяных разливов используется, как правило, в качестве вспомогательной методики. На водной поверхности она применима при толщине пленки разлива не менее 0,1 миллиметра, а на почве – при строгом исполнении всего необходимого комплекса сопроводительных мер.

Главное достоинство – минимальный дополнительный ущерб.

Недостатки –  ликвидация разлива происходит в течение долгого периода времени и сопровождается целым рядом весьма трудоемких сопроводительных мероприятий.

Выбирая способ  ликвидации конкретного нефтяного разлива при составлении ПЛАРН,  необходимо учитывать следующие требования:

• ликвидация должна пройти в минимально возможные сроки;
• ликвидация аварийного  разлива ННП не должна  нанести ущерб экологии окружающей среды больший, чем наносит сам аварийный разлив.

Технические средства, применяемые для ликвидации разливов ННП

Скиммеры

Такие нефтесборные агрегаты, как  скиммеры, позволяют производить сбор нефти и продуктов её переработки с водной поверхности. Конструкция скиммера и принцип его действия  зависят от вида разлившегося продукта,  его количества и погодных условий, при которых производятся работы.

По способу своего передвижения скиммерные установки подразделяются на:

• самоходные;
• стационарные;
• буксируемые;
• переносные (с возможностью установки  на разных плавательных средствах).

По такому критерию, как принцип действия, скиммер бывает:

• пороговым;
• олеофильным;
• вакуумным;
• гидродинамическим.

Пороговые устройства нефтесбора – самые простые и надежные.  Принцип их действия основан на протекании поверхностного жидкого слоя  через специальную  преграду, называемую порогом, в ёмкость, имеющую более низкий уровень. Такой уровень до порога достигается путем откачки жидкости и скиммерной ёмкости при помощи различных способов.

Достоинствами олеофильных устройств являются:

• незначительное количество воды,  собираемой вместе с ННП;
• малая чувствительность к сорту собираемого продукта;
• возможность собирать нефть и продукты её переработки  в сложных условиях (на мелководье, в прудах,  затонах, для которых характерно  наличие густых водорослевых зарослей и так далее).

Принцип действия таких установок заключается в использовании олеофильных материалов, отличающихся  способностью  вызывать налипание на себя  нефти и нефтепродуктов.

Скиммеры вакуумного типа имеют  малый собственный вес и достаточно незначительные габариты, вследствие чего их легко транспортировать в удаленные или труднодоступные районы.  Недостатком таких устройств можно назвать тот факт, что они не оборудованы собственными откачивающими насосами, из-за нуждаются в судовых или береговых  средствах создания вакуума.

Читать также: Разновидности магнитов

Принцип действия гидродинамических установок  основан на применении для разделения воды и нефти  центробежных сил. Такое разделение поисходит из-за разной плотности этих жидкостей.

Системы нефтесбора

Основное назначение нефтесборных систем –  сбор нефти с водной поверхности  во время движения специальных нефтесборных плавсредств, другими словами –  на ходу. В состав таких систем входят различные комбинации устройств нефтесбора и  боновых заграждений.

Скиммерная система- HVS TDS 136GES-400

По своей  конструкции такие системы бывают  буксируемыми и навесными.

Для применения буксируемых нефтесборных систем, в целях обеспечения их эффективной работы, требуется использование следующих видов судов:

• буксиров, которые хорошо управляются на малых скоростях;
• вспомогательных судов, которые должны обеспечивать работу устройств нефтесбора (обеспечивать их доставку, развертывание и снабжение этих устройств  необходимыми видами энергии);
• судов, задача которых – приема, последующее  накопление и доставка  собираемой нефти на утилизацию или переработку.

Нефтесборные системы навесного типа могут устанавливаться как на один, так и на оба  борта судна.

Суда, обеспечивающие работу буксируемых систем, должны отвечать следующим требованиям:

• хорошая управляемость и маневренность при скоростях от  0,3 до 1,0 метра в секунду – для буксиров;
• возможность быстрого развертывания и полноценного  энергообеспечения  нефтесборных систем – для вспомогательных судов;
• большие объемы емкостей для накопления собираемого продукта – для судов сбора и доставки.

Нефтесборные системы навесного типа могут устанавливаться как на один, так и на оба  борта судна.

Суда специального назначения

Специализированные суда, применяемые  в процессе ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, могут обеспечивать как проведение определенного этапа очистных мероприятий, так и всего комплекса в целом.

По своему  назначению они делятся на:

• нефтесборные суда – самоходные корабли, которые самостоятельно  осуществляют сбор нефти;
• бонопостановщики – самоходные скоростные суда, которые доставляют боновые заграждения  в район аварии и обеспечивают их установку;
• универсальные суда специального назначения –  самоходные корабли, которые обеспечивают сразу несколько   ликвидационных работ без помощи дополнительных плавучих технических средств.