Prevenirea incendiilor la exploatari petroliere

Prevenirea incendiilor la exploatari petroliere

1. Sonde in exploatare

Extractia petrolului din zacamant se poate face prin urmatoarele metode: eruptie naturala (libera); eruptie artificiala; exploatare prin pompaj; exploatare prin combustie.

Oricare metoda s-ar folosi, pe timpul extractiei poate sa apara pericolul de incendiu. De aceea trebuie lucrat cu multa grija, respectandu-se in intregime atat regulile generale cat si masurile de prevenire a incendiilor specifice unor astfel de obiective.

a. Exploatare prin eruptie naturala. Pe timpul exploatarii prin eruptie naturala in momentul in care se schimba duzele de suprafata, este posibil ca nisipul antrenat de curentul fluidelor sa se depuna pe tevi, formand dopuri care duc la spargerea conductelor, distrugerea garniturilor, situatie ce mareste pericolul de incendiu. La o astfel de avarie trebuie sa se intervina imediat.

La sondele care antreneaza cantitati mari de nisip este recomandabil sa se prevada capete de eruptie cu doua brate, pentru a usura schimbarea duzelor, fara oprirea sondei. Este de preferat sa se utilizeze duze autoreglabile, care se inchid automat in urma unei avarii. De asemenea, este recomandabil ca tevile de extractie sa se prevada cu duze diferentiale (de fund), sau supape de siguranta reglate sa intre in functiune imediat ce debitul depaseste o anumita limita.

La sondele in eruptie naturala pot apare situatii cand din cauza unor defectiuni la instalatie, debitul de petrol poate sa creasca. Reglarea acestui debit se face prin manevrarea ventilului central al capului de eruptie sau a celor automate (daca exista).

Legatura armaturii de eruptie cu diferite instalatii trebuie sa se faca pe cat posibil, prin conducte drepte.

Pe timpul lucrarilor de interventie, se vor folosi numai scule din metale neferoase, iar mecanismul de manevra, instalat in turla, va fi manevrat astfel incat sa nu loveasca corpurile metalice din apropiere, aceste reguli sunt impuse pentrua se evita aprinderea gazelor si scurgerile de petrol. Tot pentru inlaturarea acestui pericol, este interzis accesul autovehiculelor in zona sondei.

Repararea armaturilor de sub capul de eruptie se va face numai dupa ce sonda "se omoara" prin pompare cu apa sau noroi de foraj.

Daca operatia de extragere titei sau de introducere a tevilor, se intrerupe pe un timp mai indelungat, atunci gura sondei se inchide.

Pentru inlaturarea pericolului de incendiu, in cazul degajarilor puternice de gaze, se mai impun si alte masuri ca de exemplu prevederea unor sarniere din lemn sau palnii de ghidaj, pentru conducerea lina a lingurei.

b. Exploatare prin eruptie artificiala. In exploatarea unui zacamant de petrol, presiunea normala a stratului poate sa scada si sa ajunga la valori atat de reduse, incat circulatia fluidului in strat sa nu mai fie posibila, iar exploatarea sondelor sa nu mai fie economica. Dupa exploatarea primara, in stras raman cantitati apreciabile de titei, cateodata ajungand pana la 60-70% din capacitatea zacamantului.

Din aceasta cauza, s-a trecut la folosirea unei metode de exploatare in vederea extragerii aproape in intregime a petrolului.

Metoda consta in injectarea, cu ajutorul unor statii de compresoare sau de pompe, prin sonde special amenajate pe perimetrul stratului, de aer sau apa tratata, trimisa la o presiune de 20-60 at, care impinge titeiul din roci catre sondele de productie. In acest scop se foloseste si injectia de apa calda, aburi supraincalzit, gaze fierbinti care micsoreaza viscozitatea petrolului. Problema principala care se puna la acest gen de exploatare se refera la inlaturarea posibilitatilor de formare a amestecurilor explozive. In acest scop, cabinele de distributie vor fi puternic ventilate, urmarindu-se in permanenta etaseitatea instalatiilor de captare si transport, starea garniturilor de la ventile, care se pot coroda in urma actiunii gazelor.

Pentru a impiedica patrunderea gazelor din sonda in cabina, atunci cand se fac lucrari de reparatii, pe conductele respective se monteaza supape de retinere. Inghetarea apei si a condensului din gaze, poate fi prevenita prin montarea unor separatoare in punctele joase ale conductelor.

In zona eruptiei artificiale, la toate reparatiile se vor folosi numai scule din metale neferoase; in cazul ca se va folosi dalta din fier, aceasta se va unge cu vaselina.

c. Exploatare prin pompaj. Pe timpul lucrarilor de extragere a prajinii lustruite, teul trebuie sa se fixeze bine prin legare la elevator, cu franghii.

Se vor utiliza chei de articulatii in functie de dimensiunile tevilor, fara a sa intrebuinta prelungitori improvizati. La gura sondei, elevatorul se va cobora incet pentru a se inlatura formarea scanteilor prin izbire.

Inainte de extragerea prajinilor de pompare si a tevilor de extractie, este necesar sa fie demontate armaturile de la gura sondei si asigurata buna functionare a utilajelor de la suprafata. Demontarea nu va incepe inainte de a exista siguranta ca sonda nu va mai erupe.

Tractorul-troliu folosit pentru diferite operatii, va avea instalatiile in perfecta stare de functionare (alimentare cu carburanti, aprindere, instalatie electrica etc. ), fara a putea sa se produca scantei si sa creeze un pericol de aprindere in zona sondei. Din aceleasi considerente, troliile si alte dispozitive in miscare, vor fi bine centrate, unse, fara posibilitati de a forma scantei prin frecare; la cele care poseda frane, acestea vor fi bine reglate.

La extragerea si desurubarea tevilor de extractie se vor utiliza mansoane de protectie, iar la deparafinarea sondelor se va urmari ca dispozitivul de etansare sa nu fie uzat, pentru a nu iesi gazele.

Incalzirea amestecului ce se introduce in sonda, se va face indirect, prin folosirea aburului, aerului.

Functionarea motoarelor electrice si a celor cu ardere interna va fi asigurata in bune conditiuni, iar cuplarea pompelor si a diferitelor agregate se va face cu multa grija pentru a nu se produce scantei.

Robinetele, indiferent unde sunt montate, trebuie sa fie permanent in stare de functionare si sa se manipuleze cu usurinta.

O atentie deosebita trebuie acordata instalatiilor electrice, folosite la iluminat pe timp de noapte si care trebuie sa fie in perfecta stare de functionare.

Lucrarile cu foc deschis sunt interzise in jurul sondelor si, in caz de absoluta nevoie, se pot folosi numai cu luarea celor mai stricte masuri de prevenire si stingere a incendiilor.

d. Exploatare prin combustie subterana. Prin folosirea acestei metode se poate asigura extragerea aproape in intregime a petrolului se obtine prin arderea pe loc a unei parti reduse de petrol (5-15%), continuta in zacamant. Deplasarea apei si a titeiului fluidizat are loc datorita impingerii acestora de catre gazele fierbinti, produse in zona de ardere.

Incalzirea zonei din jurl talpiii sondei de injectie, se obtine, de obicei cu ajutorul incalzitoarelor electrice de 50-60 kW.

Dirijarea continua si controlul desfasurarii procesului de combustie subterana se realizeaza prin sonde de observatie,  prevazute cu termocupluri prin executarea continua de analize a fluidelor produse prin sondele de exploatare sau periodic, prin sondele de observatie.

Atat la sondele de injectie cat si la cele de productie, din cauza temperaturilor foarte ridicate si a proceselor de coroziune, se pot ivi defectari de coloane, ale capului de eruptie etc., care pot duce la formare de cratere in apropierea sondelor si chiar la scaparea sondelor in eruptie libera, avand ca urmare autoinflamarea petrolului fierbinte in contact cu aerul.

In spatele frontului de ardere, temperatura unui strat ramane destul de ridicata. Pentru preintimpinarea reintoarcerii flacarii spre gura sondei de injectie, provocand in acest caz un incendiu de sonda, uneori este necesar sa se faca o circulatie de aer rece in strat.

Data fiind rezistenta redusa a echipamentului folosit in sondele de productie, se impune revizuirea lui periodica, inlocuierea pieselor si a burlanelor inainte de uzura completa, pentru a evita producerea de accidente tehnice si incendii. De asemenea, trebuie revizuite cu atentie ventilele si garniturile de la conducte.

Instalatiile aferente montate la suprafata, vor fi de asemenea verificate pentru a fi in permanenta in stare de functionare. Un accent deosebit se va acorda asigurarii functionarii normale a supapelor de contrapresiune de pe conductele de refulare a gazelor, asigurarii etanseitatii conductelor, manipularii ventilelor etc.

Metoda trebuie aplicata cu multa rigorozitate, pentru a  nu provoca o eruptie libera, care este foarte greu de oprit.

2. Parcuri de separatoare

Petrolul extras din adancul pamantului, contine in masa lui gaze de sonda, apa, nisipuri, alte impuritati.

Separarea gazelor, apei, nisipurilor si a altor impuritati din petrol se face cu ajutorul separatoarelor, care se monteaza mai multe la un loc, alcatuind asa zisele parcuri de separatoare. In principiu, parcurile de separatoare se amplaseaza in apropierea cailor de acces din schelele petroliere. Capacitatea lor de depozitare depaseste 2000 m³.

Separatoarele constau din rezervoare cilindrice, asezate vertical, prevazute cu conducte de intrare a petrolului scos din sonda si conducte pentru separarea petrolului, gazelor, a apei cu sare si a nisipurilor.

Un separator mai este prevazut cu indicator de nivel, supapa de siguranta, manometru, regulator de nivel cu functionare automata, gura de vizitare etc.

Se deosebesc mai multe tipuri de separatoare: de inalta presiune; joasa presiune. Cel de inalta presiune functioneaza la peste 35 at si se foloseste la separarea gazelor de la sondele care produc prin eruptie la presiuni ridicate; gazele obtinute se utilizeaza la alimentarea compresoarelor, pentru gazliftarea directa a altor sonde etc.

Separatoarele de presiune medie (15-35 at) servesc la separarea in trepte a petrolului de gaze, dupa ce trece mai intai prin separarea de inalta presiune.

Separatoarele de joasa presiune utilizeaza presiuna pana la 15 at si separa gazele de petrolul extras din sonde care functioneaza la presiuni reduse.

Separatoarele, indiferent de tipul lor, functioneaza automat. Daca presiunea creste peste valoarea admisa, intra in functiune supapa automata de siguranta, prin care gazele sunt dirijate fie catre un cos liber, in cazul in care nu sunt montate statii de dezbinare, fie ca se trimit la aceste statii. Cosurile pentru evacuarea gazelor trebuie sa aiba inaltimea de circa 15 m si sa fie amplasate la minimum 20 m de constructiile din jur.

Pe terenul parcului de separatoare se gasesc urmatoarele constructii si instalatii: separatoarele cu claviatura de ventile si conducte; rezervoarele etalon; casa aparatelor pentru masurat gazele debitate in sonde; casa pompelor care servesc la vehicularea petrolului in interiorul parcului si trimiterea lui catre centrele de colectare pe schela; bateria de cazane; instalatia de apa pentru stins incendii; instalatiile de stingere cu spuma; decantorul de scursori; cladirea (baraca) pentru personal.

In incinta parcului de rezervoare incendiile pot izbucni din urmatoarele cauze: scantei mecanice, produse in urma izbirii unor piese metalice, a lanturilor din dispozitivul de luat probe din rezervoare; scantei de la esapamentele motoarelor termice folosite in schele; foc deschis folosit in neglijenta in diferite scopuri (dezghetarea robinetelor, ventilelor, conductelor de pompare, luarea probelor etc. ); scantei electrice produse in urma defectiunilor ivite la instalatiile electrice; descarcari electrice atmosferice; explozii ale diferitelor recipiente.

Cauzele de incendiu, mai sus enumerate, pot fi complet inlaturate si prin aceasta si pericolul de incendiu.

Securitatea impotriva incendiilor intr-un parc de separatoare se poate asigura, in primul rand, printr-o judicioasa amplasare a acestuia in raport cu constructiile si instalatiile din schela, precum si a constructiilor aferente, unele fata de altele. In acest sens, trebuie respectate normele specifice, referitor la amplasare.

Instalatiile de iluminat si forta, montate in interior, vor fi de tip antiexploziv, iar cele din exterior-protejate impotriva loviturilor mecanice. Instalatiile de iluminat din exterior se vor amplasa corespunzator fata de mantalele rezervoarelor si a altor constructii din parc.

Incalzirea anumitor incaperi din incinta parcului de separatoare se va face cu abur de joasa presiune. Pentru a se evita formarea amestecurilor explozive de vapori sau gaze cu aerul, casa pompelor va fi bine ventilata.

Supapele de respiratie, montate la rezervoare, vor avea opritori de flacari, manlocurile etansate, iar gazele ce se degajeaza se vor colecta si dirija catre statiile de dezbinare.

Orificiile prin care se iau probe trebuie prevazute cu bucse de bronz, pentru a nu provoca scantei atunci cand sunt lovite cu o piesa metalica. Lanturile dispozitivelor de luat probe, ca si uneltele folosite la executarea unor reparatii in parcurile de rezervoare, se confectioneaza din materiale neferoase, alamite sau din bronz.

Pentru protectia rezervoarelor impotriva descarcarilor electrice atmosferice si a sarcinilor electrostatice acestea se leaga la pamant. De asemenea, se mai leaga la pamant constructiile metalice din casa pompelor, casa aparatelor pentru masurat gaze etc.

Rezervoarele vor fi prevazute cu diguri de protectie si instalatii automate de controlat nivelul petrolului.

Apele reziduale si scurgerile de produse petroliere se vor capta intr-un decantor prevazut cu aparatori hidraulice, montate pe instalatiile de canalizare, pentru a impiedica propagarea incendiilor.

Verificarea si intretinerea instalatiei de iluminat si forta, spre a fi in permanenta in perfecta stare de functionare, interzicerea folosirii chibriturilor, lampilor de iluminat si a altor surse de foc deschis, constituie cerinte de prin ordin intr-un parc de separatoare.

Supapele de siguranta ale separatoarelor se vor verifica periodic, pentru a le asigura o functionare normala, la presiunea la care au fost reglate.

In caz de nevoie, dezghetarea conductelor si ventilelor se va face numai cu abur sau apa calda.

In raport de volum, tinand seama de normele in vigoare rezervoarele se vor prevedea cu instalatii fixe, semifixe sau mobile de stingere cu spuma.

De o deosebita importanta este asigurarea alimentarii cu apa pentru stins incendiu, mai ales ca parcurile de separatoare sunt amplasate, de obicei, departe de localitati.

Organizarea si asigurarea primei interventii constituie o problema capitala pentru securitatea unor astfel de obiective.

3. Statii de dezbinare

Odata cu scoaterea petrolului din zacamant, se extrag si mari cantitati de gaze de sonda. Aceste gaze se gasesc ori dizolvate in petrol, ori sunt acumulate separat in pungi, la partea superioara a zacamintelor. Gazele de sonda, in afara de metan (98%) contin si cantitati mai mici sau mai mari de componenti ai hidrocarburilor benzenice. Gazele pot avea peste 10 g gazolina/m³ cand sunt considerate bogate, sau mai putin de 10 g/m³ si atunci sunt apreciate ca sarace in gaze. Gazolina din petrol se separa cu ajutorul statiilor de dezbenzinare.

Separarea gazolinei din gazele de sonda, se face prin adsorbtiecu carbune activ, adsorbtie cu motorina (ulei) si prin termoadsorbtie, care este o perfectionare a primei metode.

Pericolul de incendiu si masurile de prevenire sunt aceleasi la toate metodele folosite la dezbenzinare.

In statiile de dezbenzinare, lucrandu-se cu gaze de sonda la presiuni si temperaturi ridicate, exista un accentuat pericol de incendiu. Desigur, cel mai mare pericol il prezinta scaparile de gaze prin neetansitatile instalatiilor creindu-se astfel posibilitatea formarii unor amestecuri explozive. Scaparile de gaze din conducte si de la ventile se datoresc si fisurarii acestora.

Amestecurile de gaze-aer pot fi purtate de curentii de aer catre arzatoarele bateriei de cazane, sau alte surse de foc deschis.

In urma spargerii sticlelor de nivel de la rezervoarele de gazolina si in lipsa dispozitivelor de inchidere automata a orificiilor, gazolina se scurge, vaporii ei putand "fura" focul de la bateria de cazane sau de la o alta sursa de foc din apropiere.

Scapari de gaze se mai pot produce si datorita nefunctionarii normale a supapelor de siguranta, exploziei rezervoarelor in urma ridicarii presiunii interioare peste limita lor de rezistenta.

Cauzele frecvente de incendiu sunt: scurtcircuitele la instalatii electrice; scanteile mecanice produse la izbirea uneltelor de fier pe timpul reparatiilor sau a manevrarii ventilelor; focul deschis folosit la dezghetarea conductelor si la lucrarile de sudura.

Pentru asigurarea securitatii acestor statii impotriva incendiilor, de la inceput se impune ca ele sa fie amplasate, in cadrul schelelor, separat de alte instalatii si la distantele prevazute de normele specifice in vigoare.

Adsorbitoarele si celelalte utilaje se monteaza in aer, micsorandu-se astfel pericolul in cazul formarii amestecurilor explozive.

Conductele de alimentare a statiei cu gaze ca si cele de iesire vor fi prevazute cu ventile de sectionare, pentru oprirea alimentarii in caz de accidente sau incendii.

Gazele ce urmeaza a fi evacuate de la absorbitoarele si rezervoare, vor fi dirijate la un cos metalic, inalt de 15 m, montat la distanta de securitate fata de orice utilaj.

Cosul se va prevedea cu un dispozitiv de aprindere a gazelor.

Rezervoarele de gazolina, montate la distanta de absorbitoare, trebuie prevazute cu supape de siguranta, sticle de nivel, dispozitive de inchidere automata a orificiilor, in cazul spargerii dispozitivelor de control ale nivelului.

La partea superioara a rezervoarelor se vor monta dispozivite de stropire cu apa pe timpul verii, pentru a reduce evaporarea gazolinei.

Este recomandabil ca rezervoarele sa fie prevazute cu instalatii fixe cu bioxid de carbon si cu abur, actionate de la distanta.

Statiile de dezbenzinare care au adsorbitoare montate in incaperi, se vor prevedea cu conducte perforate, prin care se va refula abut la debitul si presiunea necesare. Pe conductele de canalizare se vor monta inchideri hidraulice.

In incaperile cu adsorbitoare, condensatoare, racitoare, separatoare, se interzice folosirea focului deschis, precum si a sculelor din fier.

Pentru evitarea producerii incendiilor datorita surselor electrice, instalatiile electrice de iluminat si forta vor fi de tip sigur contra exploziilor.

Verificarea etanseitatii flanselor, ventilelor, capacelor de la gurile de vizitare etc., trebuie sa se faca cu multa atentie.

In cazul cresterii presiunii gazelor dezbenzinate peste presiunea normala, se interzice evacuarea lor in aer liber sau in incaperi.

Ele vor fi dirijate numai catre cosul de gaze unde se vor aprinde imediat.

In cazul producerii unei avarii, se inchid toate arzatoarele de la cazane si se interzice orice alta sursa de foc, atat in perimetrul statiei, cat si in jurul acesteia. Circulatia auto va fi oprita, iar oamenii din zona se vor evacua.