СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ КАТАСТРОФ Российский патент 2003 года по МПК E21B49/00 G01V9/00 G01N33/24 

Изобретение относится к проблемам экологии и защиты окружающей среды от последствий техногенных катастроф.

Интенсивное развитие нефтегазового комплекса страны обуславливает освоение и ввод в действие крупнейших нефтяных и газовых месторождений, широкомасштабное строительство сетей мощных нефте- и газопродуктов, насосных станций и объектов наземного базирования для хранения и переработки продуктов. Указанные обстоятельства выдвигают ряд требований обеспечения безопасности эксплуатации этих объектов. Все сказанное выше относится в полной мере и к объектам хранения и переработки других вредных химических веществ: фосфатов, нитратов и т. д. Вредное воздействие нефтепродуктов и ядовитых веществ может реализоваться двумя способами: либо в виде небольших, но длительно происходящих утечек продукта или как выброс больших объемов этих веществ в результате аварии. В любом случае вредные вещества накапливаются в подземных и грунтовых водах и часто выходят в открытые водоемы.

Известны многочисленные способы предотвращения техногенных катастроф объектов хранения и переработки вредных веществ, например нефтепродуктов, описанные в книге И.И. Мазура "Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышленности". - М.: Недра, 1991, с. 18 и 19. Это в основном научные и чисто теоретические мероприятия, не содержащие конкретных технических решений по предотвращению катастроф и уменьшению их вредных последствий:
1. Научное обеспечение охраны окружающей среды при строительстве нефтегазовых объектов.

2. Нормативное и проектное обеспечение охраны окружающей среды.

3. Организационное обеспечение природоохранной деятельности в отрасли.

4. Расширение агитации, пропаганды, обучения и воспитания по вопросам охраны окружающей среды.

Недостатки этих мероприятий очевидны: все они являются чисто организационными и не содержат ни одного конкретного технического или технологического решения.

Известны также технические мероприятия для предотвращения техногенных катастроф, например организация сбора загрязнений в специальные емкости с их последующей вывозкой, описанные в книге Мазура И.И. Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышленности. - М.: Недра, 1991, с. 54 и 55 (прототип).

Недостаток этого мероприятия заключается в том, что в случае прорыва и выброса вредных веществ на слой почвы они уходят в подземные и грунтовые воды и для их извлечения требуется бурение многочисленных вертикальных скважин для сбора этих веществ, а также в их прорыве и истечении в открытые водоемы с отрицательными экологическими последствиями.

Задача создания изобретения - обеспечение безопасности эксплуатации объектов хранения и переработки вредных веществ.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, в способе предотвращения техногенных катастроф, включающем мероприятия по сбору загрязняющих веществ в зоне промышленного объекта, являющегося источником загрязнения окружающей природной среды, подземных и грунтовых вод, в процессе его эксплуатации бурят, по меньшей мере, одну горизонтальную двухустьевую скважину под этим объектом, устанавливают перфорированные обсадные колонны или фильтрующие трубы, постоянно или периодически контролируют наличие в скважине загрязняющих веществ и при их наличии производят откачку.

Дополнительно с одной стороны, например против водоема или по периметру объекта, возводят подземный барьер локализации загрязнения. Ддля этого бурят одну или несколько горизонтальных двухустьевых скважин, расположенных в вертикальной плоскости, устанавливают перфорированные обсадные колонны и цементируют пространство между ними.

Патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1 - 4, где:
на фиг. 1 приведена схема реализации способа для нефтегазового объекта, например нефтехранилища,
на фиг.2 - это же вариант реализации способа в плане,
на фиг. 3 - пример реализации способа с применением подземного барьера локализации загрязнения,
на фиг. 4 - пример реализации способа с подземным барьером локализации загрязнения в плане.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА
Пример 1
До строительства или в процессе эксплуатации промышленного объекта 1, являющегося источником загрязнения окружающей среды (фиг.1), возведенного на слое почвы 2, под которым находится песок 3 и глина 4, была пробурена, по меньшей мере, одна горизонтальная двухустьевая скважина 5. Эти (эта) скважины 5 имеют по два устья 6. В скважины 5 установлены перфорированные обсадные колонны (фильтрующие трубы) 7 с отверстиями 8. Устья 6 скважин 5, расположенные с одной стороны объединены коллектором 9, к коллектору 9 присоединен откачивающий насос 10. В скважинах установлены датчики контроля загрязнения (на фиг.1...4 датчики не показаны). В процессе эксплуатации постоянно при помощи датчиков или периодически путем взятия проб контролируется наличие вредных веществ в грунтовых и подземных водах и при их повышении концентрации свыше предельно допустимых норм включают откачивающий насос 10, который вместе с грунтовыми водами откачивает вредные вещества.

Пример 2
Если объект находится на берегу водоема (фиг.2), то велика вероятность попадания этих веществ в водоемы. Со стороны водоема возводят подземный барьер локализации загрязнения 11. Для этого дополнительно бурят или одну или несколько горизонтальных двухустьевых скважин 5, расположенных в вертикальной плоскости и имеющих по два устья 6. В эти горизонтальные двухустьевые скважины 5 устанавливают перфорированные обсадные трубы 7 с отверстиями 8 и заливают пространство между ними цементом. Нижняя горизонтальная двухустьевая скважина 5 выполняется на уровне глины (скальных пород) другого водонепроницаемого слоя) 4. Вредные вещества задерживаются барьером локализации загрязнения 11, который может быть выполнен вертикально, как это показано на фиг.3, или под углом к горизонту.

Применение изобретения позволило:
1. Повысить безопасность эксплуатации объектов хранения и переработки вредных веществ за счет того, что технологические и конструктивные природосберегающие решения при сооружении объектов осуществляются до возникновения аварийной ситуации.

2. Обеспечить сооружение горизонтальных скважин на действующих объектах.

3. Сохранить экологию окружающей среды в районе объекта повышенной опасности и вокруг него. Поверхностный слой почвы при бурении горизонтальных скважин не разрушается.

4. В случае прорыва вредных веществ в грунт своевременно обнаружить утечку и практически полностью извлечь их, отфильтровать для повторного использования или уничтожить.

5. Предотвратить прорыв вредных веществ в водоемы.

Изобретение относится к проблемам экологии и защиты окружающей среды от последствий техногенных катастроф. Обеспечивает безопасность эксплуатации объектов хранения и переработки вредных веществ. Сущность изобретения: способ включает мероприятия по сбору загрязняющих веществ. Согласно изобретению под промышленным объектом, являющимся источником загрязнения окружающей природной среды, подземных и грунтовых вод, в процессе его эксплуатации бурят, по меньшей мере, одну горизонтальную двухустьевую скважину. Устанавливают перфорированные обсадные колонны или фильтрующие трубы. Постоянно или периодически контролируют наличие в скважине загрязняющих веществ и при их наличии производят откачку. Дополнительно с одной стороны, например против водоема или по периметру объекта, возводят подземный барьер локализации загрязнения. Для этого бурят одну или несколько горизонтальных двухустьевых скважин, расположенных друг над другом. Устанавливают перфорированные обсадные колонны. Цементируют пространство между ними. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ предотвращения техногенных катастроф, включающий мероприятия по сбору загрязняющих веществ, отличающийся тем, что в зоне промышленного объекта, являющегося источником загрязнения окружающей природной среды, подземных и грунтовых вод, в процессе его эксплуатации бурят, по меньшей мере, одну горизонтальную двухустьевую скважину под этим объектом, устанавливают перфорированные обсадные колонны или фильтрующие трубы, и постоянно или периодически контролируют наличие в скважине загрязняющих веществ и при их наличии производят откачку. 2. Способ предотвращения техногенных катастроф по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно с одной стороны, например против водоема или по периметру объекта, возводят подземный барьер локализации загрязнения, для этого бурят одну или несколько горизонтальных двухустьевых скважин, расположенных друг над другом, устанавливают перфорированные обсадные колонны и цементируют пространство между ними.