Совершенствование методов обеспечения безопасности магистральных нефтепроводов в чрезвычайных ситуациях

• Автор: Сагитов, Илдус Ахиярович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

БЕЗОПАСНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ.

1.1 Проблемы обеспечения безопасности магистральных нефтепроводов в аварийных чрезвычайных ситуациях.
1.2 Анализ технологического процесса освобождения полости аварийного участка трубопровода от перекачиваемого продукта
1.3 Методы и средства освобождения полости участка магистрального нефтепровода при аварии.

Выводы по главе 1.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСВОБОЖДЕНИЯ

АВАРИЙНОГО УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА ОТ ПЕРЕКАЧИВАЕМОГО ПРОДУКТА

2.1. Исследование опорожнения аварийного участка нефтепровода истечением через разрыв в стенке трубы с одновременной откачкой продукта насосами
2.2. Освобождение аварийного участка трубопровода от продукта через аварийный разрыв и откачкой насосами,
расположенными с одной стороны от разрыва
2.3. Опорожнение участка трубопровода от продукта истечением через аварийный разрыв и откачкой насосами при поступлении продукта к месту разрыва только с одной стороны участка
2.4. Исследование истечения нефти из участка магистрального трубопровода через разрыв в стенке трубы
2.5. Опорожнение участка нефтепровода через аварийный разрыв при поступлении продукта к месту разрыва только с одной стороны
2.6. Исследование освобождения участка магистрального фубопровода в случае плановой замены дефектной трубы
2.7. Исследование влияния параметров опорожняемого участка трубопровода на потребный напор, развиваемый откачивающими насосами
Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ОПОРОЖНЯЕМОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА, УЗЛА ОТКАЧКИ И АВАРИЙНОГО РАЗРЫВА НА ПРОЦЕСС ОСВОБОЖДЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕРОВОДА ОТ ПРОДУКТА
3.1. Анализ значений коэффициента сопротивления аварийного разрыва трубы нефтепровода истечению продукта
3.2. Экспериментальное исследование истечения жидкости через аварийный разрыв
3.3. Исследование зависимостей скорости истечения продукта через аварийный разрыв от характеристик освобождаемого трубопровода и его продольного профиля
3.4. Исследование влияния параметров разрыва на скорость истечения и расход продукта через разрыв
3.5. Анализ влияния диаметра трубопроводов, соединяющих откачивающие насосы с полостью нефтепровода на скорость его освобождения от продукта
3.6. Влияние изменений количества откачивающих насосов на расход удаления продукта из полости трубопровода
Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ В ЧРЕЗВЬГСАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
4.1. Исследование и установление предельной величины площади разрыва
4.2. Выбор рациональных параметров узла откачки продукта
4.3. Определение рационального диаметра вантузов для впуска воздуха в опорожняемую полость трубопровода
4.4. Исследование и обоснование конструктивтых решений защитных сооружений для обеспечения безопасности близлежащих объектов
4.5. Анализ и разработка устройства для предотвращения утечки нефти из трубопровода через аварийный разрыв
4.6. Методика расчета параметров освобождения от нефти полости аварийного участка магистрального нефтепровода и оценка эффективности применения результатов исследований в чрезвычайных аварийных ситуациях
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ


Магистральные трубопроводы в экологическом смысле представляют собой весьма специфические сооружения, существенно влияющие в период строительства и эксплуатации на экологическом равновесие. С выходом через аварийный разрыв в окружающую среду нефти происходит загрязнение земли, атмосферы, водных объектов и грунтовых вод. Загрязнение нефтью земли приводит к негативным последствиям на объектах и сооружениях расположенных на загрязненной территории, к потерям сельскохозяйственных ресурсов и лесных ресурсов. Негативное влияние нефти на землю, атмосферу, водные объекты, грунтовые воды на прямую зависит от объема нефти вылившегося в окружающую среду через аварийный разрыв и продолжительности контакта нефти с окружающей средой. В связи с этим с целью снижения негативного влияния аварий на окружающую среду необходимо уменьшить объем выхода нефти через аварийный разрыв в окружающую среду и в короткие срок собрать разлившуюся нефть. Разлившаяся нефть представляет большую пожарную опасность. С увеличением объема нефти и площади разлива эта опасность становится еще больше. Устранение этой опасности возможно только путем полного сбора разлившейся нефти. Многочисленные лабораторные и полевые эксперименты, выполненные в нашей стране и за рубежом показывают, что характер и степень влияния нефти на окружающую среду определяются видовым составом растительного покрова, объемом ингредиента и его свойствами, временем года и другими факторами. Наиболее токсичными являются углеводороды с температурой кипения в пределах от 0 до 5С, т. Углеводороды с меньшей температурой кипения оказываются либо низкотоксичными, либо безопасными, особенно летучие фракции, поскольку испаряются с поверхности растений, не успевая проникнуть через растительную ткань. Высококилялцие тяжелые фракции нефти оказываются также менее опасными для растений, чем нафтеновые и керосиновые фракции, ввиду их высокой вязкости. Последствия нефтяного загрязнения почвы проявляются в течение длительного времени. В отличии от районов с относительно умеренным климатом загрязнение нефтыо на Крайнем Севере характеризуется более серьезными последствиями . Поэтому всякое нарушение этого режима может привести к необратимым процессам. Для изучения последствий загрязнения наземного растительного покрова нефтью и нефтепродуктами ученые обследовали несколько участков вдоль одного продуктопровода на Аляске. На всех пораженных нефтепродуктами участках наблюдалось лишь незначительное восстановление растительного покрова. Даже по истечению лет растительность на залитой ранее нефтепродуктами площади была восстановлена менее чем на половину. Причем во всех случаях отмечалось полное уничтожение растительного покрова в начальный момент после разлива нефтепродукта. При наличии снежного покрова растительность в меньшей степени подвергается токсическому воздействию нефти. Кроме того, причиной относительно низкой поражаемости растений зимой является прекращение вегетации в этот период. При воздействии нефтью на растительность в период ее вегетации процент гибели значительно увеличивается. При этом следует отметить, что в летний период уже через два дня после поражения нефтью листва некоторых растений увядает. Утечки нефти, возникающие при повреждении магистральных нефтепроводов, резервуаров, сливноналивных операциях, приводят к загрязнению так же прилегающих фунтовых участков. При поверхностной миграции например, с дождевыми водами и инфильтрации нефть и нефтепродукты зафязняют поверхностные и подземные воды. Самоочищение зафязняемых таким образом сред происходит крайне медленно, что обусловливает возможность длительного исключения их из пользования. Аварии на подводных переходах сопровождаются, как правило, выходом нефти на поверхность воды. Нефтяные пленки на поверхности водных объектов нарушают обмен энергией, влагой и газами между водой поверхностью и атмосферой, что может влиять на климатические условия и баланс кислорода в атмосфере и толще воды. Осевшая на дно нефть вызывает вторичное загрязнение водоемов, приводит к гибели флоры и фауны.