Iii.2.4. аварии на морских платформах
С целью освоения углеводородных ресурсов, находящихся в пределах шельфа, используются различные типы буровых установок, которые являются высокотехнологичными сложными комплексами (приложение С).
При освоении континентального шельфа, как и в других областях производственной деятельности, происходят аварии сооружений, приводящие к человеческим жертвам и травматизму, загрязнениям окружающей среды и значительным материальным затратам на их ликвидацию. Причины аварий различны. Это могут быть ошибки, допущенные при испытании, проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений. Значительная доля сооружений на море связана с ошибками персонала (человеческий фактор), допускающего нарушения технологического процесса, правил проводки судов или их причаливания к морским нефтегазопромысловым сооружениям. В мировой практике аварии оцениваются по материальному ущербу: крупными считаются аварии с ущербом от 1 млн. дол. долларов США и выше. С 1955 г. по 1984 г. произошло 104 крупных аварии ПБУ (погружных – ПБУ, полупогружных – ППБУ, самопоъемных – СПБУ) и буровых судов. При этом 52 установки погибли. Значительная часть крупных аварий ПБУ произошла во время транспортировок. Причинами этих аварий стали: более тяжелые, чем предполагалось по расчету, штормовые условия (~ 10 %); трудные условия при прохождении стесненных акваторий (~25 %); грубые ошибки персонала (например, оставление незадраенными люков и переборок). Аварии СПБУ связаны с операциями перегона и непредвиденными смещениями опорных башмаков и колонн, с низким качеством прогнозов погоды на время перегона, со стремлением быстрее возобновить буровые работы. Причинами гибели СПБУ в Мексиканском заливе (1975 г.) стал выброс газа, после которого на дне образовалась воронка глубиной 70 м и две из трех опорных колонн оказались в этой воронке. На шельфе КНР (1976 г.) из-за пренебрежения штормовым предупреждением затонула СПБУ и погибли 72 человека. Условные разрушения одной из трех колонн, соединенных понизу опорным матов, послужили причиной гибели американской СПБУ в Мексиканском заливе (1979 г.).
Не менее трагичны и аварии ППБУ. В 1974 г. в Северном море затонули две ППБУ с аутригерами. Одна из них во время 8-балльного шторма потеряла стабилизирующую колонну, опрокинулась и спустя неделю затонула. Причина гибели второй установки неизвестна. В марте 1980 г. погибла еще одна ППБУ «Александе Килланд». Эта платформа, сконструированная пентагонного типа с пятью стабилизирующими колоннами, была построена в 1976 г. во Франции фирмой ЕПТМ как буровая платформа. Позднее ее переоборудовали в плавучую гостиницу, и она обслуживала эксплуатацию стационарной платформы «Эдда» на месторождении Экофиск в норвежском секторе Северного моря, находясь от нее в 37 м. Во время 9-балльного шторма одна из пяти стабилизирующих колонн отломилась и затонула. Платформа накренилась на 40 - 45°, часть палубы с жилыми надстройками погрузилась в воду. Выход людей на палубу для посадки в шлюпки был затруднен сильными порывами ветра (скорость ветра в порывах достигала 110 км/ч) и волнением (высота волн ~ 18,5 м). Часть спасавшихся успела одеть водонепроницаемые костюмы. Время выживания в холодной воде в день аварии составляло 12 мин. Люди пытались доплыть до платформы «Эдда», но не могли преодолеть расстояние в 37 м из-за холодной воды и шторма. По опубликованным данным в результате аварии 42 чел. погибли, 81 пропали без вести, а 89 удалось спасти. Произошедший в апреле 2010 г. пожар на буровой установке Deepwater Horizon в Мексиканском заливе у побережья американского штата Луизиана(68 км к юго-востоку до побережья), привел к гибели 11 человек персонала и 17 человек были отправлены в госпиталь вертолетами. Нефть вытекала в объеме около тысячи баррелей в день. За время эксплуатации стационарных буровых платформ крупные аварии происходили по причинам взрывов и отказов отдельных несущих элементов конструкции (усталостных разрушений) и т.д. Специалисты общества «Веритас» систематизировали 560 случаев аварий, произошедших на шельфе за 12 лет (1970 - 1982 гг.). Оказалось, что на стационарных платформах, в 93 случаях причинами аварий стали удары судов (они привели к полному разрушению четырех и крупным повреждениям восьми платформ). Штормовые условия стали причиной 90 аварий (8 платформ были разрушены полностью, а 12 потерпели крупные аварии). Значительная доля аварий связана с процессами транспортировки, монтажа, спуска опорных блоков на воду, постановки на грунт. Аварии стационарных платформ, вызванные эксплуатационными нагрузками, очень редки. Железобетонные гравитационные платформы зарекомендовали себя как очень надежные сооружения. Удары судов оставляют лишь поверхностные царапины на железобетонных колоннах и вмятины в палубных надстройках.
Аварийную ситуацию могут вызвать размывы грунта вокруг фундаментного блока и под ним. Этому способствуют потоки воды, обтекающей преграду, и циклические, связанные с волнением. Практика эксплуатации показала, что наибольшая опасность размыва грунта возникает в районе углов прямоугольного блока. Например, под платформой «Фригт TPI» размыв грунта по углам блока достигал 2 м. Размывы прекратились после укладки мешков с гравием по контуру блока. В табл. III.4 приведены данные о распределении числа аварий по видам за период с 1980 по 1987 гг. на объектах обустройства и по различным географическим районам, из которой следует, что из общего числа аварий почти 50 % произошли с мобильными нефтегазопромысловыми сооружениями и около 36 % со стационарными платформами. Число аварий в Мексиканском заливе почти в два раза больше, чем в Северном море.
Значительное количество аварий, происходящее с сооружениями континентального шельфа, побуждает различные Классификационные Общества к анализу причин аварий и выработке требований, обеспечивающих безопасное ведение работ на шельфе. В частности, по результатам расследования причин аварий, произошедших в 1980 г., Классификационным Обществом Норвегии «Веритас» было рекомендовано:
- придавать особое значение инспекции платформ в период их проектирования и строительства;
- предусматривать при создании платформ запасы прочности и плавучести, необходимые для сохранения их «жизнеспособности» при любых аварийных ситуациях, а также для предотвращения их затопления или опрокидывания;
- обеспечивать регулярные обследования сооружений во время их эксплуатации;
- уделять особое внимание возможностям быстрой эвакуации персонала в сложных условиях, для чего объекты должны быть оснащены всеми необходимыми современными спасательными и эвакуационными техническими средствами.
Активная производственная деятельность человека, в том числе и на континентальном шельфе, приводит к росту количества промышленных отходов и вредных химических веществ, сбрасываемых в воды Мирового океана. Освоение континентального шельфа несет интенсивное техногенное воздействие на окружающую среду. К числу наиболее опасных загрязнителей морской среды в процессе функционирования морских нефтегазовых комплексов относятся: нефть и нефтепродукты; попутный и природный газы; газовый конденсат; побочные химические вещества; нефтяной и буровой шлам; нефтесодержащие трюмные и сточные воды; мусор; бытовые отходы и т.д.
Масштабное загрязнение окружающей среде несут аварийные ситуации, в том числе аварийное фонтанирование, аварии на хранилищах нефти и газа, разрывы подводных нефте- и газопроводов; аварии транспортных судов, перевозящих нефть, газ и газовый конден-
Т а б л и ц а III.4