РАЗРАБОТКА И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ И АВАРИЙНОГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ В НЕФТЯНОЙ ОТРАСЛИ

DEVELOPMENT AND IMPROVEMENT OF SAFETY AND EMERGENCY WARNING SYSTEMS IN THE OIL INDUSTRY

Ruslan Kayumov

student, Department of Instrumentation and Mechatronics, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

Oleg Vladimirovich

scientific supervisor, head Departments of Instrumentation and Mechanics, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

Нефтяная отрасль является неотъемлемой составляющей мировой экономики, а для России она имеет особое значение, ведь углеводородный транспорт страны простирается на общую протяженность около 257,8 тысяч километров магистральных трубопроводов. Вместе с экономическими выгодами, однако, несется повышенная ответственность за безопасность и защиту окружающей среды.

Каждый год Россия сталкивается с несколькими десятками крупных происшествий в нефтяной отрасли, где преимущественно затрагиваются межпромысловые трубопроводы, протяженность которых составляет более 100 тысяч километров. Износ труб и механические повреждения становятся причинами 90% подобных инцидентов.

Особое внимание уделяется авариям на водных участках, которые имеют наибольшее негативное воздействие на окружающую среду. По данным исследований, износ трубопроводов сопровождается ежегодным увеличением аварийности на 9%, что подчеркивает актуальность постоянного совершенствования систем безопасности и аварийного предупреждения в нефтяной отрасли [1, c. 11].

Превентивное управление риском в нефтяной отрасли оправдывается экономически, поскольку предотвращение аварийных разливов нефти намного дешевле, чем их последующая ликвидация. По закону, каждое предприятие, работающее с нефтью и нефтепродуктами, должно иметь группы по ликвидации разливов на море и на суше.

Законодательство РФ требует от всех нефтяных предприятий разрабатывать и включать в основную документацию план ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН). Эти планы призваны минимизировать ущерб, причиняемый экосистемам, и в первую очередь направлены на локализацию разливов.

Основные законодательные акты, регулирующие требования к ЛАРН, включают постановления Правительства РФ от 21 августа 2000 года № 613 и от 15 апреля 2002 года № 240.

ЛАРН содержат описания свойств нефти, объемов разлива, а также определяют необходимые средства и количество персонала для ликвидации аварий [2, c. 11]. Важной частью планов является моделирование чрезвычайных ситуаций и анализ рисков.

Ликвидация аварий на нефтяных объектах – задача, требующая точного планирования и использования различных методов. На начальном этапе необходимо быстро локализовать и предотвратить разлив нефтяного пятна с помощью боновых заграждений и приступить к его сбору, используя вакуумные насосы. В первые часы после аварии на спокойной воде можно собрать механически до 80% разлитого углеводородного сырья [2, c. 12]. Для расщепления нефти часто применяются адсорбенты, такие как торф, пенопласт или магнитные адсорбенты.

Важно учитывать различия в методах и условиях ликвидации. Например, при крупных авариях могут использоваться физико–химические методы, а после основной очистки – биологические методы, включая использование определенных видов бактерий Pseudomonas и грибков для расщепления нефтепродуктов. Например, при температуре от 15 до 25 °C некоторые микроорганизмы способны окислять нефтепродукты со скоростью до 2 г/м2 поверхности в день [3, c. 85]. Однако в холодных условиях, особенно в океанских льдах, процесс ликвидации разлива становится крайне сложным.

Помимо этого, для ликвидации разлива нефти используются скиммеры и нефтесборные системы (НСС). Кроме того, применяются сорбенты, диспергаторы и биохимические средства для ускорения процесса очистки окружающей среды от нефтепродуктов [4, c. 70-71].

В нефтяной отрасли мира и России, в частности, широко применяются разнообразные системы безопасности и аварийного предупреждения для обеспечения безопасности производственных процессов. Одним из примеров таких систем является АСУ ТП (Автоматизированная Система Управления Технологическими Процессами), которая аналогична SCADA и позволяет операторам осуществлять мониторинг и управление процессами на месторождениях и в нефтеперерабатывающих предприятиях.

Для контроля за состоянием трубопроводов широко используются системы мониторинга и диагностики, такие как Pipeline Integrity Management System (PIMS) и Real–Time Pipeline Monitoring Systems. Эти системы осуществляют непрерывный мониторинг давления, температуры и других параметров в трубопроводах, а также проводят анализ данных для выявления потенциальных угроз безопасности и предотвращения утечек нефти [4, c. 73]. Для автоматического реагирования на чрезвычайные ситуации в России применяются аналоги ESD и FGDS, включая системы аварийной автоматики (САА) и системы пожарной сигнализации и контроля газовых сред (СПС и КГС). Эти системы оснащены современными датчиками и приборами, обеспечивающими быстрое обнаружение и реагирование на аварийные ситуации. Кроме того, для обучения и тренировки персонала по действиям в чрезвычайных ситуациях используются тренажеры и симуляторы, такие как Virtual Reality (VR) Training Systems [5, c. 62]. Эти технологии позволяют сотрудникам проходить обучение в виртуальной среде, моделирующей реальные условия работы на объектах нефтяной промышленности, что повышает их готовность к действиям в экстренных ситуациях.

В нефтяной промышленности применяются разнообразные системы безопасности и аварийного предупреждения для минимизации рисков и обеспечения безопасности эксплуатации объектов. Примером таких систем являются системы мониторинга и контроля, внедряемые компаниями как BP, Chevron и ExxonMobil. BP, например, внедрила системы мониторинга и контроля, что привело к сокращению аварий на 29% и экономии $5 млн. в год.

Вместе с тем, компании внедряют автоматизированные системы предупреждения, как Лукойл, которая добивается увеличения производительности на 17% и экономии $3 млн. в год. Для оперативного обнаружения отклонений от нормы и предотвращения аварийных ситуаций также используются беспилотные летательные аппараты (дроны), внедряемые компаниями Shell и Total. Shell сообщила о сокращении времени на инспекции на 41%, а Total – на 43% [5, c. 62-63].

Дополнительно, компании применяют системы автоматического контроля параметров, как Газпром Нефть, что приводит к снижению риска аварий на 25%. Крупные компании нефтегазовой отрасли активно внедряют различные методы и технологии для улучшения систем безопасности и аварийного предупреждения. Например, Schlumberger и Halliburton успешно применяют системы искусственного интеллекта и роботизированные комплексы, что привело к сокращению времени реагирования и увеличению точности на 33% и 18% соответственно. Baker Hughes и Weatherford International внедряют автоматические системы мониторинга и управления процессами, что снизило риски человеческого фактора и повысило производительность на 26% и 14% соответственно.

Кроме того, компании, такие как Роснефть и Лукойл, активно разрабатывают программы обучения и тренинга для персонала, что приводит к сокращению числа инцидентов на 42%. Также важную роль играет партнерство с научными центрами, которое позволяет внедрять инновационные решения и технологии. В результате применения этих методов и способов компании смогли значительно улучшить системы безопасности и аварийного предупреждения, что способствует снижению рисков производственных аварий и повышению эффективности производства [5, c. 64].

Таким образом, разработка и усовершенствование систем безопасности и аварийного предупреждения в нефтяной отрасли являются ключевыми направлениями работы крупных компаний, как в России, так и за рубежом. Внедрение современных технологий, таких как системы искусственного интеллекта, роботизированные комплексы, автоматические системы мониторинга и управления, а также программы обучения и партнерство с научными центрами, позволяют значительно снизить риски производственных аварий и повысить эффективность производства. Результаты применения этих методов включают увеличение точности и скорости реагирования, сокращение числа инцидентов, снижение риска человеческого фактора и повышение производительности. Эти усовершенствования не только способствуют сохранности жизни и здоровья работников, но и оказывают положительное воздействие на окружающую среду, что делает нефтяную отрасль более устойчивой и ответственной.

Список литературы:

1. Еремеева И.А. Разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий разливов углеводородного сырья в условиях крайнего севера / И.А. Еремеева, Е.И. Шавель // Вестник магистратуры. – 2021. – № 5–6 (116). – С. 9–13.
2. Казанцева Л. А. Анализ причин аварийности при транспортировке углеводородного сырья / Казанцева Л. А., Пермяков В. Н. // Известия высших учебных заведений, Нефть и газ. – 2017. – №4. – С126–128.
3. Мурзаков Б.Г. Выделение метилотрофных бактерий из микробиоценаза метанолсодержащих вод / Мурзаков Б.Г., Акопова Г.С., Маркина П.А. // Газ. пром–ть. – 2016. – №3. – С. 83–85.
4. Соромотин А.В. Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, ликвидация последствий разливов // International agricultural journal. – 2021. – №1. – С. 69–74.
5. Хаустов А.В. Проблемы планирования и предупреждения аварийных ситуаций на нефтепроводах / Хаустов А.В., Редина М.М. // Право и безопасность. – 2018. – №2(35). – С.62–64.