Философия безопасности

Философия безопасности

Система предотвращения аварийных ситуаций на платформе
«Приразломная»

Приразломное

Первый и единственный в России проект по добыче нефти на арктическом шельфе. Приразломное нефтяное месторождение расположено в Печорском море в 60 км от берега. Извлекаемые запасы нефти превышают 70 млн тонн. Оператор и недропользователь проекта — компания «Газпром нефть шельф». Специально для разработки месторождения в России была создана новая нефтедобывающая морская ледостойкая стационарная платформа (МЛСП) «Приразломная», которая обеспечивает выполнение всех технологических операций: бурение, добычу, хранение нефти, подготовку и отгрузку готовой продукции. Промышленная разработка месторождения начата в декабре 2013 года. Новый сорт нефти ARCO впервые поступил на мировой рынок в апреле 2014 года. Всего в первый год промышленной разработки Приразломного месторождения на нем было добыто 2,2 млн баррелей нефти (около 300 тыс. тонн). В 2015 году этот показатель будет превышен в три раза.

Фонтанная арматура — важный элемент противоаварийной системы «Приразломной»


Фото: Алексей Даничев
Принцип работы автоматизированной системы управления и безопасности

Инфографика: Рамблер Инфографика

Если говорить о принципах и технологиях добычи нефти на шельфовых месторождениях, то отличий немного: те же горизонтальные скважины, тот же механизированный способ. Однако, оценивая организацию систем предотвращения и ликвидации нештатных ситуаций на «Приразломной», нетрудно понять, насколько все сложнее. О том, как устроена система безопасности на первой в российской Арктике морской нефтедобывающей платформе, «Сибирской нефти» рассказали специалисты компании «Газпром нефть шельф»

Текст: Сергей Кошелев (главный инженер МЛСП «Приразломная»), Антон Чехов (ведущий инженер по контрольно-измерительным приборам и автоматике), Айдар Билалов (оператор по добыче нефти и газа)

Морская ледостойкая стационарная платформа «Приразломная» и, соответственно, оборудование, которым она оснащена, рассчитаны на работу в течение 25 лет. За это время планируется пробурить в общей сложности 36 скважин. Это большой срок, серьезный объем работы, и в течение всего времени реализации проекта на объекте необходимо поддерживать высочайший уровень промышленной и экологической безопасности. Эту и без того непростую задачу осложняет то, что Приразломное — первое нефтяное месторождение, освоение которого началось на российском арктическом шельфе, а значит, даже испытанные и отработанные на земле технологические решения требуют адаптации, дополнительной проверки, дублирования.

Сама технология добычи на «Приразломной» принципиально ничем не отличается от методов, использующихся на материке: это механизированная добыча — нефть извлекается из недр с помощью погружных электроцентробежных насосов, то есть так же, как на большинстве других месторождений «Газпром нефти». Но говорить о проекте разработки Приразломного как о фактически технологической кальке с любого другого промысла, просто вынесенной с помощью платформы в открытое море, конечно, нельзя. Для того чтобы понять, насколько все сложнее, достаточно посмотреть на систему обеспечения безопасности производства.

Принцип ее действия основан на философии failsafe («безопасный при отказе»), суть которой заключается в том, что в случае инцидента (изменения технологического режима) система приводит себя в безопасное состояние без вмешательства человека. Персоналу же остается лишь поддерживать работоспособность систем безопасности. То есть по степени автоматизации это уровень скорее современного нефтеперерабатывающего завода, чем объекта добычи.

Отсечение рисков

Контроль и управление технологическими и вспомогательными процессами на «Приразломной» осуществляется двумя независимыми системами: системой управления производством (СУП) и системой аварийного останова (САО), которые входят в автоматизированную систему управления и безопасности (АСУБ).

На АСУБ завязано управление всеми элементами защиты от аварийных выбросов, в том числе клапанами-отсекателями, установленными во всех скважинах на глубине около 150 м от устья. У каждого отсекающего устройства, которое активируется системой САО, есть нормальное состояние — «открыто» или «закрыто». После срабатывания датчиков системы аварийного останова на клапанах-отсекателях пропадает давление воздуха, и они возвращаются в свое нормальное состояние, приводя систему в безопасный режим.

Еще один важный элемент противоаварийной системы «Приразломной» — фонтанная арматура скважин. Выполняя ту же роль, что и на любом наземном месторождении (герметизация устья скважины, контроль и регулирование режима работы, перекрытие и направление добываемой продукции в замерный или эксплуатационный манифольд, проведение различных технологических операций), фонтанная арматура скважин на платформе помимо традиционных запорных устройств, визуальных измерительных приборов и датчиков контроля давления и температуры оснащена двумя гидравлическими клапанами-отсекателями. При срабатывании датчиков системы аварийного отключения клапаны закрываются автоматически. Можно управлять ими и вручную — из центрального пункта управления (ЦПУ) и со станций управления устьевым оборудованием (СУУО), расположенных в безопасной зоне на главной палубе платформы. Это, пожалуй, одни из самых ответственных звеньев на пути движения нефти от продуктивного пласта к системе подготовки. На СУУО вырабатывается гидравлическая энергия, которая передается на скважинный глубинный и на устьевой клапаны-отсекатели.

При регистрации датчиками понижения и повышения давления до определенного значения срабатывает предупредительная сигнализация, а на операторской панели в центральном пункте управления в режиме реального времени отображаются данные с фонтанной арматуры. Если давление продолжает снижаться или повышаться до критического значения, в ЦПУ и на панели станции системы управления устьевым оборудованием скважинный насос автоматически отключается, а устьевой и скважинный предохранительный клапаны-отсекатели закрываются, надежно перекрывая скважину.

Пожарная автоматика

Конечно, система безопасности «Приразломной» не ограничивается только защитой от неконтролируемого фонтанного выброса. Любой промысел — объект повышенной взрыво- и пожароопасности. А пожар в открытом море — это опасность в квадрате. Поэтому для МЛСП разработана эффективная система пожарогазовой сигнализации (СПГС), в которую входят дымовые, тепловые датчики пламени, датчики обнаружения углеводородов, всего их на платформе порядка 1800 шт. Ее датчики расположены как в районе устьев скважин, так и в помещениях, где ведется подготовка углеводородов. При срабатывании датчиков СПГС сигнал автоматически перенаправляется в систему аварийного останова, которая прекращает работу скважинного глубинного насоса, клапаны-отсекатели закрываются, причем не только на самой добывающей скважине, но и по всей технологической цепи добычи и подготовки нефти и газа производство полностью останавливается.

Не последнюю роль в обеспечении безопасности на платформе играет система вентиляции производственных помещений и жилых зон. За счет искусственно созданной разницы давления в производственных (отрицательное) и жилых (положительное) зонах в случае аварии углеводородный газ не будет распространяться в места проживания персонала. При этом вентиляция в производственных зонах завязана на систему СПГС, и при поступлении сигнала с датчиков о повышении концентрации газа система переходит в аварийный режим работы, обеспечивая 20-кратный обмен воздуха, в то время как в нормальном режиме обеспечивается 10-кратный. С помощью системы пожарогазовой сигнализации также в автоматическом режиме управляются и несколько противопожарных систем, действующих на «Приразломной».

Из всего вышесказанного несложно сделать вывод, что система безопасности «Приразломной» принципиально отличается от систем, реализующихся на наземных объектах. Самое главное, ключевое отличие в том, что на платформе в периметр автоматических систем безопасности заключено все производство, при этом все они тесно связаны между собой. Выход какого- либо технологического параметра за критическую отметку, как правило, приводит к остановке всего технологического процесса. После остановки система сама приводит себя в безопасное состояние, тем самым устраняя причину эскалации внештатной ситуации. Персоналу остается выяснить и устранить причину инцидента, вновь запустить технологический процесс и вывести его на штатный режим работы.

Все оборудование и технологические процессы «Приразломной» по максимуму автоматизированы, продублированы — все направлено на предотвращение разви тия аварийной ситуации. Для объекта, находящегося в открытом море, буквально напичканного огромным количеством сложнейшего оборудования, трубопроводов и сосудов, работающих под высоким давлением, безопасность — главный приоритет.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ