НЕФТЕОБЪЕКТ Российский патент 2007 года по МПК E02B3/16 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к нефтеобъектам, обеспечивающим разведку, разработку, транспортировку и использование нефти в различных отраслях промышленности.

Известен нефтеобъект (нефтебаза), включающий расположенные в пределах одной огражденной территории сооружения и установки основной операции с нефтью или нефтепродуктом и аварийную емкость, образованную ограждающим сооружением (см. СНиП 2.11.03.93. «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы», Госстрой России, М: ГП ЦПП, 1993, в частности п.2.12 и п.3.6).

Недостатки известного нефтеобъекта заключаются в следующем:

- аварийную емкость чаще всего образуют грунтовыми защитными сооружениями (дамбами), которые из-за проницаемости их тела и основания не могут надежно предотвратить загрязнение прилегающих к нефтеобъекту грунтовых участков при аварийном разливе нефти или нефтепродуктов (см. Телегин Л.Г., Ким Б.И., Зоненко В.И. «Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов». М.: Недра, 1988. С.52-57);

- разлитая нефть (нефтепродукт) в объеме, существенно меньшем расчетного, растекаясь вовлекает в работу и загрязняет грунт практически на всей площади аварийной емкости, что обуславливает большой объем работ по очистке грунтовых участков внутри нефтеобъекта при ликвидации последствий аварийного разлива нефти или нефтепродуктов;

- нефтеобъект чаще всего включает сооружения улавливания и утилизации нефти (нефтеловушки, пруды отстойники, резервуары сбора утечек и другие), которые сами часто являются источниками загрязнения прилегающих к ним грунтовых участков.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности предотвращения загрязнения грунтовых участков, прилегающих к нефтеобъекту, и уменьшение объемов работ по очистке от загрязнения грунтовых участков, находящихся в пределах территории нефтеобъекта. Технический же результат от использования изобретения заключается в полном предотвращении утечек нефти (нефтепродукта) из аварийной емкости и из сооружений улавливания и утилизации нефти за пределы территории нефтеобъекта и в уменьшении площади аварийной емкости, вовлекаемой в работу при разливе нефти.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что нефтеобъект, включающий расположенные в пределах одной огражденной территории сооружения и установки основной операции с нефтью или нефтепродуктом и аварийную емкость, образованную ограждающим сооружением, согласно изобретению содержит канаву, выполненную по периметру территории между ее ограждением и аварийной емкостью, вплотную примыкающую по длине к ограждающему сооружению аварийной емкости и гидравлически сообщенную с водоносным слоем в основании, и средство для подачи воды в канаву. Откосы канавы образованы, по меньшей мере, со стороны аварийной емкости верхней частью ее ограждающего сооружения, а с другой стороны - верхней частью насыпи, преимущественно дорожной. Аварийная емкость по длине разделена перегородками на секции, а канава - на участки, причем отметка гребня перегородки ниже отметки гребня ограждающего сооружения, образующего прилегающие к ней секции, а длина участка канавы равна длине соответствующей ей секции аварийной емкости. Дополнительно, аварийная емкость в плане имеет вытянутую вдоль ограждения форму, а в пределах секции аварийной емкости расположены сооружения улавливания и утилизации нефти или нефтепродукта.

Сущность технического решения заключается прежде всего в том, что в случае аварийного разлива нефти (оно может никогда и не произойти) и перетекания нефти в аварийную емкость выполненная по определенным правилам канава заполняется водой до уровня, обеспечивающего образование так называемой гидравлической завесы (траншеи избыточного противодавления). После этого полностью предотвращаются утечки нефти из аварийной емкости на прилегающие к ней грунтовые участки, а затем начинается промывка загрязненных в аварийной емкости грунтовых участков вследствие того, что направление движения жидкости в загрязненном грунте, после заполнения канавы водой, изменилось на противоположное. При этом загрязнение (заполнение) нефтью происходит не во всех секциях аварийной емкости, а только в их части в зависимости от объема пролитой нефти, что уменьшает площадь аварийной емкости, вовлекаемой в работу.

Изобретение поясняется чертежами, предоставленными на фиг.1-6: на фиг.1 схематично изображен нефтеобъект в виде кустовой площадки эксплуатационных скважин, план; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - нефтеобъект в виде коридорно проложенного магистрального нефтепровода, план; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - нефтеобъект в виде нефтебазы, план; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5.

Пример 1 (фиг.1 и 2). Нефтеобъект в виде кустовой площадки, расположенной на заболоченной территории, включает скважины 1, пробуренные и обустроенные для извлечения нефти из разрабатываемой залежи (сооружения и технологическое оборудование не показаны), и скважину 2, пробуренную для водоснабжения. Центральная часть территории кустовой площадки покрыта подушкой 3, отсыпанной из качественного грунта толщиной 1-2 метра, а вся территория кустовой площадки ограждена дорожной насыпью 4, вдоль которой со стороны кустовой площадки выполнен земляной вал 5, который расположен в непосредственной близости к дорожной насыпи 4 и образует с ней канаву 6, а по отношению к подушке 3 он расположен на расстоянии и образует с ней аварийную емкость 7. При этом вал 5 по отношению к аварийной емкости является ограждающим сооружением, а дорожная насыпь 4 по отношению к нефтеобъекту в целом - ограждением. Откосы канавы 6 образованы со стороны аварийной емкости 7 валом 5, а с другой стороны - дорожной насыпью 4, при этом гребни вала 5 и дорожной насыпи 4 превышают расчетный уровень жидкости 8 в аварийной емкости 7 на заданную величину "а". Полость канавы 6, естественным или искусственным путем (весной), гидравлически сообщена с подстилающим водоносным слоем 9, находящимся круглогодично в талом состоянии. Перегородками (проездами) 10 по длине разделены аварийная емкость 7 на секции, а канава 6 - на участки, при этом гребни перегородок 10 ниже гребня вала 5. В одной из секций аварийной емкости 7 расположен полигон 11 для отходов - сооружения полигона на чертеже не показаны. Дополнительно на фиг.2 позицией 12 обозначен уровень воды в канаве 6.

Бурение скважин 1, их освоение и эксплуатация осуществляются после создания подушки 3, емкости 7, канавы 6 и сооружений полигона 11, предназначенного для размещения, переработки и обезвреживания бурового шлама, твердых нефтесодержащих отходов, нефтесодержащего снега, жидких нефтеотходов и бытовых отходов. В случае аварии нефть направляется в одну из секций аварийной емкости 7, при этом, если разлитая нефть не вмещается в одной секции, то после ее наполнения нефть через гребень перегородки 10 перетекает в рядом расположенную секцию. В соответствии с планом ликвидации последствий аварии из скважины 2 подается вода в соответствующий участок канавы 6 с интенсивностью, обеспечивающей, по меньшей мере, равенство уровней воды 12 в канаве 6 и уровня нефти в соответствующей секции аварийной емкости 7. После чего канава 6 работает как известная специалистам гидравлическая завеса, предотвращающая проникновение через нее жидкой фазы (см. авторское свидетельство СССР №1030469 А, МПК Е 02 В 3/16, опубликованное 23.07.1987), что повышает надежность предотвращения загрязнения прилегающих к кустовой площадке грунтовых участков.

Уровень воды 12 в канаве 6 поддерживается и после удаления из аварийной емкости пролитой нефти. В этом случае естественным путем происходит напорная фильтрация воды из канавы 6 в водоносный слой 9, а из него в загрязненную аварийную емкость 7, что обеспечивает плавное без перемешивания вытеснение (вымывание) нефти из грунта в аварийную емкость 7, из которой скопившуюся водонефтяную смесь собирают и направляют в предварительно изготовленные емкости для разделения ее на нефть и воду.

Такая гидравлическая завеса может быть периодически задействована не на всей длине канавы, а только на участке расположения полигона 11, что предотвращает распространение утечек с полигона 11 за пределы кустовой площадки при малом количестве воды, подаваемой в канаву. Контроль состояния грунтовых вод вокруг кустовой площадки осуществляется посредством наблюдательных скважин - не показаны.

Пример 2 (фиг.3 и 4). Нефтеобъект в виде магистрального нефтепровода, коридорно проложенного по заболоченному лугу с редколесьем. Он включает нефтепровод 13, засыпанный в траншею 14, и расположенные параллельно ему с разных сторон насыпи: дорожную 15 и вспомогательную 16, по которой также возможен проезд транспорта. Со стороны нефтепровода 13 вдоль дорожной насыпи 15 и в непосредственной близости от нее выполнен вал 17, который вместе с дорожной насыпью 15 образует канаву 18. Аналогично вдоль вспомогательной насыпи 16 выполнен вал 19, который образует с ней канаву 20. Валы 17 и 19 образуют вытянутую в плане аварийную емкость 21 и по отношению к ней являются ограждающими сооружениями. Насыпи дорожная 15 и вспомогательная 16 по отношению к нефтепроводу являются ограждением. Гребни насыпей 15 и 16 и валов 17 и 19 превышают расчетный уровень жидкости 8 в аварийной емкости 21 на заданную величину "а". При этом полости канав 18 и 20, естественным или искусственным (весной) путем, сообщены с подстилающим водоносным слоем 9, находящимся круглогодично в талом состоянии.

На присыпках 22, примыкающих к дорожной насыпи 15 с противоположной нефтепроводу 13 стороны, расположены опоры 23 линии электропередачи. Все сооружения нефтеобъекта коридорно расположены в полосе отвода земли шириною В. Дополнительно у дорожной насыпи 15 на расстоянии 10-20 километров друг от друга расположены склады грунта - на чертеже не показаны.

В случае разрыва нефтепровода 13 из места аварии 24 в аварийную емкость 21 происходит излив значительного количества нефти. По данным источника (Лотош В.Е. «Технологии производств в природопользовании». Екатеринбург. Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 1999. С.407), в СНГ ежегодно происходит 700 крупных разрывов нефтепроводов, при этом потери достигают 7-20% добываемой нефти.

В таком случае в двух ближайших колодцах 25 нефтепровод 13 перекрывается, а его участок опорожняется. Одновременно с этим растекание пролитой нефти вдоль аварийной емкости 21 ограничивают двумя перегородками, которые выполняются в виде переездов 26 из ранее заскладированного грунта и которые образуют рабочую секцию 27 аварийной емкости 21. После этого из водоисточника известными средствами, например, водовозными машинами, на участки каналов 18 и 20, расположенных между переездами 26, подается вода с интенсивностью, обеспечивающей, по меньшей мере, равенство уровней 12 в канавах 18 и 20 и уровня нефти в рабочей секции 27. Это обеспечивает создание гидравлической завесы, предотвращающей загрязнение прилегающих к рабочей секции 27 грунтовых участков. В дальнейшем нефть из рабочей секции 27 удаляют, а уровень воды в канавах 18 и 20 продолжают поддерживать. Последнее обеспечивает вымывание нефти из грунта в рабочую секцию 27, из которой скопившуюся водонефтяную смесь собирают и направляют ее на переработку.

Пример 3 (фиг.5 и 6). Нефтеобъект в виде нефтебазы, расположенной на слабонаклонной территории (на чертеже показана только низинная часть территории) и включающей группы наземных резервуаров 28, автомобильные дороги 29, водоемы 30 и резервуары 31 для воды, нефтеловушку 32, аварийную емкость 33 и ограждение 34 территории нефтебазы. Каждая группа резервуаров 28 имеет в основании грунтовую подушку 35. Аварийная емкость 33 расположена в понижении рельефа и образована грунтовым валом 36 и дорожной насыпи 37, примыкающей к ограждению 34. Верхние части вала 36 и дорожной насыпи 37 образуют откосы расположенной между ними канавы 38. В основании канавы 38 выполнена фильтрующая засыпка 39, обеспечивающая гидравлическое сообщение полости канавы 38 с водоносным слоем 9. Засыпка 39 снабжена водоотводящей трубой 40 с задвижкой 41. Это необходимо для обезвоживания засыпки 39 и сохранения, таким образом, ее водопроницаемости в зимнее и весеннее время. Другие сооружения и установки нефтебазы на чертеже не показаны.

Канава 38 работает аналогично канавам 6 и 18, описанным в примерах 1 и 2, а именно: заполненная при необходимости водой канава 38 создает гидравлическую завесу, предотвращающую загрязнение прилегающей к аварийной емкости 33 грунтовых участков и обеспечивающую промывку загрязненной нефтью (нефтепродуктом) грунта в аварийной емкости 33. Промывка грунта необходима для предотвращения распространения загрязнения за пределы нефтебазы при отсутствии воды в канаве, заполняемой водой только при аварийном попадании нефти в емкость 33.

Аналогично примерам 1 и 2 аварийная емкость 33 по длине также может быть разделена перегородками на секции, а канавы - на участки (на фиг.5 перегородки не показаны).

Использование изобретения позволит более полно удовлетворить непрерывно возрастающие требования промышленной экологии на всех этапах использования нефти и ее продуктов: начиная с разведки нефти и заканчивая использованием добытой нефти в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для предотвращения загрязнения грунтовых участков, прилегающих к нефтеобъекту. Нефтеобъект содержит расположенные в пределах одной огражденной территории сооружения и установки основной операции с нефтью или нефтепродуктом, аварийную емкость, образованную ограждающим сооружением, канаву, выполненную по периметру территории между ее ограждением и аварийной емкостью, вплотную примыкающую по длине к ограждающему сооружению аварийной емкости и гидравлически сообщенную с водоносным слоем в основании, и средство для подачи воды в канаву. Откосы канавы образованы, по меньшей мере, со стороны аварийной емкости верхней частью ее ограждающего сооружения, а с другой стороны - верхней частью насыпи, преимущественно дорожной. Аварийная емкость по длине разделена перегородками на секции, а канава - на участки, причем отметка гребня перегородки ниже отметки гребня ограждающего сооружения, образующего прилегающие к ней секции, а длина участка канавы равна длине соответствующей ей секции аварийной емкости. Аварийная емкость в плане имеет вытянутую вдоль ограждения форму, а в пределах ее секции могут быть расположены сооружения улавливания и утилизации нефти или нефтепродукта. Предотвращаются утечки нефти (нефтепродукта) из аварийной емкости и сокращается территория аварийной емкости, вовлекаемой в работу при разливе нефти. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Нефтеобъект, включающий расположенные в пределах одной огражденной территории сооружения и установки основной операции с нефтью или нефтепродуктом и аварийную емкость, образованную ограждающим сооружением, отличающийся тем, что он содержит канаву, выполненную по периметру территории между ее ограждением и аварийной емкостью, вплотную примыкающую по длине к ограждающему сооружению аварийной емкости и гидравлически сообщенную с водоносным слоем в основании, и средство для подачи воды в канаву, причем откосы канавы образованы, по меньшей мере, со стороны аварийной емкости верхней частью ее ограждающего сооружения, а с другой стороны - верхней частью насыпи, преимущественно дорожной, при этом аварийная емкость по длине разделена перегородками на секции, а канава - на участки, причем отметка гребня перегородки ниже отметки гребня ограждающего сооружения, образующего прилегающие к ней секции, а длина участка канавы равна длине соответствующей ей секции аварийной емкости.2. Нефтеобъект по п.1, отличающийся тем, что аварийная емкость в плане имеет вытянутую вдоль ограждения форму.3. Нефтеобъект по п.1, отличающийся тем, что в пределах секции аварийной емкости расположены сооружения улавливания и утилизации нефти или нефтепродукта.