ТРАНСПОРТАБЕЛЬНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ МОРСКИХ ПЛАТФОРМ ИЛИ ТЕРМИНАЛОВ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ СОЛЕЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПРИРОДНЫМИ РАДИОНУКЛИДАМИ, СБОРА И УТИЛИЗАЦИИ ОБРАЗОВАВШИХСЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области обращения с радиоактивными отходами и касается технологий химической очистки путем промывки, сбора, переработки, кондиционирования и транспортирования утилизированных радиоактивных отходов природного происхождения с морских нефтегазодобывающих платформ или терминалов.
Известны мобильные технические средства химической промывки от отложения неорганических (нерадиоактивных) солей на подземном (насосно-компрессорные трубы, оборудование скважинных насосов и др.) и наземном оборудовании (блоки манифольдов и устьевое оборудование) материковых нефтегазодобывающих скважин, имеющие собственную транспортную базу (например, автомобильную или тракторную для повышенной проходимости). Указанные технические средства включают насосные и нагревательные агрегаты, размещенные на шасси автомобилей (например, типа КрАЗ), а также емкости автоцистерн для приготовления химических промывочных растворов солянокислой обработки и сбора жидких продуктов реакции солевых отложений, смонтированные на полуприцепах и транспортируемые сидельными тягачами (например, типа КрАЗ) Вариант химической промывки солеотложения внутри насосно-компрессорных труб без их демонтажа осуществляется путем создания циркуляции с помощью насосного агрегата по замкнутой системе: емкость автоцистерны с рабочим химическим раствором, например, солянокислотным - насосный и нагревательный агрегаты на шасси автомобилей - устье скважины - насосно-компрессорная колонна -пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами -автоцистерна сборной емкости продуктов реакции солевых отложений. (Уметбаев В.Г. Геолого-технические мероприятия при эксплуатации скважин. Москва «Недра». 1989 - 215 с.; Молчанов А.Г. Подземный ремонт скважин. Москва «Недра». 1986 - 208 с.).
Для реализации химической промывки радиоактивных отложений внутри трубопроводов и оборудования морских платформ или терминалов необходима доставка с помощью судна обслуживания морских платформ или терминалов автомобильных технических средств системы химической промывки на морскую платформу или терминал. Размещение указанных автомобильных технических средств на палубе морской платформы или терминала и соединение с их трубопроводами и оборудованием.
Однако существенным недостатком известных автомобильных технических средств, не предназначенных для химической промывки трубопроводов и оборудования, загрязненных природными радионуклидами, морской платформы или терминала, является то, что в процессе реализации промывки не обеспечивается радиационная безопасность при работе персонала с жидкими радиоактивными отходами (далее ЖРО) и экологическая безопасность акватории в связи с не приспособленностью автомобильных технических средств для работы с ЖРО образующимися на морской платформе или терминале, а также не обеспечивается пожарная безопасность при долговременном функционировании на палубе морской платформы или терминале двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Кроме того, использование автомобильных технических средств системы химической промывки приводит к достаточно высоким материальным затратам в процессе привлечения специализированных судов (например, судов атомно-технологического обслуживания атомных объектов флота) для приема образующихся ЖРО и транспортирования их на завод для переработки и кондиционирования в целях окончательной утилизации, либо доставки упомянутого завода на морскую платформу или терминал.
Известны также многофункциональные стационарные технические средства, размещенные на несамоходном плавсредстве типа судна-завода проекта 00500 по переработке и кондиционированию низкоактивных ЖРО, образующихся в процессе эксплуатации, ремонта (включая перезарядку активной зоны), при выводе из эксплуатации и утилизации кораблей (судов) с атомными энергетическими установками. Продукты переработки низкоактивных ЖРО цементируются в герметичных контейнерах (бочках) и помещаются во временное хранилище утилизированных радиоактивных отходов. (Описание установки очистки жидких радиоактивных отходов с узлом цементации. B&W Nuclear Environmental Services Inc Документ №B&W-10294 Редакция 01. - Владивосток.: B&W, 1999. - 12 с.) - прототип.
Однако технологическое оборудование судна-завода проекта 00500 не обеспечивает химическую очистку путем промывки солевых отложений, загрязненных природными радионуклидами, внутри трубопроводов и оборудования морских нефтегазодобывающих платформ или терминалов. Поэтому для осуществления химической промывки трубопроводов и оборудования от радиоактивного солеотложения на морских платформах или терминалах необходимо привлечение технических средств для выполнения химической промывки (например, автомобильных технических средств упомянутых выше не обеспечивающих радиационную, экологическую и пожарную безопасность). Кроме того, используемое технологическое оборудование судна-завода проекта 00500 требует жестких ограничений на допустимое наличие в перерабатываемых радиоактивных отходах содержания нефтепродуктов, механических примесей, поверхностно активных веществ и хелатообразующих компонентов (например, допустимое содержание механических примесей до 50 мг/л, нефтепродуктов от 3.0 до 5,0 мг/л, поверхностно-активных веществ до 50 мг/л, Trilona В до 100 мг/л, солесодержание до 8 г/л). В связи с этим оно не может быть напрямую применено для переработки образующихся ЖРО на морских платформах или терминалах, имеющих повышенное содержание нефтепродуктов, механических примесей, поверхностно активных веществ и хелатообразующих компонентов (содержание механических примесей до 30 г/л, нефтепродуктов до 50 г/л, поверхностно-активных веществ до 50 г/л, Trilona В до 100 г/л, солесодержание до 280 г/л) (далее высокосолевые ЖРО повышенного загрязнения), и требует дополнительных затрат на доработку и модернизацию этого оборудования. Также известно, что конструкция несамоходного судна-завода проекта 00500 обеспечивает его перегон в одном ограниченном районе плавания, с последующей установкой судна для функционирования завода в закрытых от штормового воздействия бухтах, оборудованных причальными стенками. Выше изложенное делает невозможным доставку и использование плавучего завода проекта 00500 на морских платформах или терминалах нефтегазовых месторождений, расположенных в неограниченных районах плавания на шельфе России и подверженных достаточно сильным штормовым и другим природным воздействиям. В связи с этим для доставки высокосолевых ЖРО повышенного загрязнения с морских платформ или терминалов на судно-завод проекта 00500 необходимы суда атомно-технологического обслуживания, при использовании которых возникает проблема дополнительных расходов, вследствие отрицательного отношения администрации атомного морского о флота к использованию этих судов для транспортирования с морских платформ или терминалов, рассматриваемых ЖРО повышенного загрязнения, так как упомянутые суда предназначены для обслуживания атомных объектов флота.
Задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение материальных затрат путем повышения технической и экономической эффективности в процессе очистки, сбора, переработки, утилизации образовавшихся ЖРО непосредственно на морской платформе или терминале и транспортирования с них утилизированных радиоактивных отходов, повышение безопасности при проведении работ по химической промывке внутренних поверхностей трубопроводов и оборудования нефтегазодобывающих морских платформ или терминалов от отложения солей, загрязненных природными радионуклидами, сбору и утилизации указанных ЖРО, а также улучшение экологической обстановки в районе расположения морских платформ или терминалов нефтегазовых месторождений.
Указанный технический результат достигается тем, что известный транспортабельный технологический комплекс химической очистки внутренних поверхностей трубопроводов и оборудования нефтегазодобывающих морских платформ или терминалов от отложения солей, загрязненных природными радионуклидами, сбора и утилизации образовавшихся жидких радиоактивных отходов, включающий многофункциональные стационарные технические средства по обращению с радиоактивными отходами, размещенные на несамоходном плавсредстве в виде систем переработки и кондиционирования, снабженном временным хранилищем утилизированных радиоактивных отходов, отличающийся тем, что он оснащен малогабаритной системой химической очистки путем промывки упомянутых трубопроводов и оборудования морских платформ или терминалов, включающей функциональные модуль химической промывки, унифицированные модули емкостей для приготовления промывочного химического раствора и унифицированные модули емкостей для сбора и временного хранения образующихся жидких радиоактивных отходов, помещенные в сухогрузные транспортные морские контейнеры, которые размещены на палубе плавсредства типа морской платформы или терминала.
Причем многофункциональные стационарные технические средства по обращению с радиоактивными отходами выполнены в виде функциональных модулей, помещенных в сухогрузные транспортные морские контейнеры, включающих модуль переработки, модуль кондиционирования радиоактивных отходов, которые также размещены на палубе плавсредства типа морской платформы или терминала, а временное хранилище утилизированных радиоактивных отходов выполнено в виде функционального модуля транспортирования с плавсредства типа морской платформы или терминала утилизированных радиоактивных отходов.
При этом на палубе морской платформы или терминала предусмотрены временно проложенные магистрали для соединения упомянутых модулей между собой и с трубопроводами и оборудованием морской платформы или терминала,
Кроме того функциональные модули транспортабельного технологического комплекса, размещенного на плавсредстве типа морской платформы или терминала, дополнены помещенными также в сухогрузные транспортные морские контейнеры вспомогательными модулями, включающими:
- модуль санпропускника для радиационного контроля на входе и выходе из зоны размещения функциональных модулей на палубе морской платформы или терминала;
- модуль фильтровентиляционной установки для обеспечения необходимой циркуляции и очистки воздуха от образующихся газообразных радиоактивных отходов в помещениях упомянутых функциональных модулей транспортабельного технологического комплекса;
- модуль автоматизированного управления и контроля технологических процессов и окружающей среды на базе промышленного компьютера с программным обеспечением, который имеет в своем составе пульт дистанционного управления и связан каналом управления технологическим процессом с программно-управляемыми регуляторами функциональных модулей химической промывки, переработки и кондиционирования радиоактивных отходов, а также датчики измерения мощности дозы гамма-излучения, устанавливаемые на внешние элементы поверхностей трубопроводов и оборудования морских платформ или терминалов для идентификации местоположения, для оценки интенсивности радиоактивного солевого отложения и контроля качества очистки, и датчики контроля технологического процесса по обращению с радиоактивными отходами и контроля окружающей среды и зоны размещения функциональных модулей на палубе морской платформы или терминала, причем оба типа упомянутых датчиков связаны каналом контроля радиоактивности с пультом дистанционного управления, имеющим выходной информационный канал отображения информации на мониторе и документирования ее на печатающем устройстве,.
Причем перечисленное оборудование технологического транспортабельного комплекса выполнено в блочно-модульном исполнении на базе судостроительных технологий.
Оснащение транспортабельного технологического комплекса (далее ТТК) малогабаритной системой химической очистки путем промывки от отложения солей, включающей функциональные модуль химической промывки, унифицированные модули емкостей для приготовления промывочного химического раствора и унифицированные модули емкостей для сбора и временного хранения образующихся жидких радиоактивных отходов, помещенные в морские сухогрузные контейнеры, позволяет доставить упомянутую систему очистки на морскую платформу или терминал штатным судном их обслуживания и непосредственно на них выполнить химическую очистку путем промывки их трубопроводов и оборудования, собрать образующиеся высокосолевые ЖРО повышенного загрязнения для последующей переработки.
Выполнение многофункциональных технических средств по обращению с радиоактивными отходами ТТК в виде функциональных модулей, помещенных в сухогрузные транспортные морские контейнеры, позволяет доставить указанные функциональные модули на морскую платформу или терминал с помощью штатного судна их обслуживания, переработать и кондиционировать собранные высокосолевые ЖРО повышенного загрязнения, а также поместить утилизированные радиоактивные отходы в модуль транспортирования для удаления с морской платформы или терминала этим же судном их обслуживания вместе с функциональными модулями.
Предусмотренные временно проложенные магистрали для соединения функциональных модулей ТТК между собой и трубопроводами и оборудованием морской платформы или терминала позволяют осуществить поочередную химическую промывку трубопроводов и оборудования непосредственно на самой морской платформе или терминале без проведения предварительных демонтажных работ, лишь с частичной приостановкой функционирования каждой отдельной скважины или вывода из действия отдельных участков трубопроводов и оборудования систем эксплуатационного комплекса сбора и подготовки скважинной продукции к товарному виду.
Дополнение функциональных модулей ТТК вспомогательным модулем санпропускника, помещенным в морской сухогрузный контейнер, позволяет на время выполнения всех работ по обращению с радиоактивными отходами обеспечить:
- контроль допуска персонала в зону размещения на палубе платформы или терминала модулей химической очистки, переработки и кондиционирования жидких радиоактивных отходов в целях безопасного обращения с радиоактивными отходами природного происхождения;
- переодевание персонала;
- проведение санитарной обработки персонала (в количестве 10 человек мужского пола) со сменой белья, одежды и обуви;
- контроль загрязнения радиоактивными веществами кожных покровов, спецодежды и обуви персонала;
- хранение чистой спецодежды и дополнительных средств индивидуальной защиты, а также сбор и временное хранение спецодежды и средств индивидуальной защиты, загрязненных радиоактивными веществами.
Дополнение функциональных модулей ТТК вспомогательным модулем фильтровентиляционной установки, помещенным в морской сухогрузный контейнер, позволяет осуществить путем циркуляции необходимую очистку воздуха от образующихся газообразных радиоактивных отходов в помещениях функциональных модулей по обращению с радиоактивными отходами в целях безопасности персонала и улучшения экологической обстановки в районе расположения морской платформы или терминала.
Дополнение функциональных модулей ТТК вспомогательным модулем автоматизированного управления и контроля технологическим процессом и окружающей среды, помещенным в морской сухогрузный контейнер, и имеющим пульт дистанционного управления, позволяет обеспечить:
- дистанционное управление и контроль технологическими процессами химической очистки трубопроводов и оборудования морской платформы или терминала, сбора жидких технологических радиоактивных отходов, их переработки и цементирования;
- радиационный контроль (технологический, радиометрический) технологических процессов обращения с радиоактивными отходами и дозиметрический контроль окружающей среды на морской платформе (терминале) в целях обеспечения радиационной безопасности персонала и контроля экологической обстановки в районе расположения морской платформы или терминала;
- полную регистрацию необходимых данных о изотопном составе солеотложения и его удельной активности для безопасной утилизации производственных отходов, загрязненных радионуклидами природного происхождения, и может сохранять их в своей памяти в течение длительного времени.
Кроме того, автоматизированная система позволяет рассчитать параметры радиоактивного солеотложения на внутренних поверхностях трубопроводов и оборудовании морской платформы или терминала, которые позволяют проанализировать усредненную толщину, интенсивность нарастания солеотложения и построить его физико-химическую модель, а также оценить эффективность химической очистки после ее проведения.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где на фиг.1 представлена блочная схема ТТК химической очистки внутренних поверхностей трубопроводов и оборудования нефтегазодобывающих морских платформ или терминалов от отложения солей, загрязненных природными радионуклидами, сбора и утилизации образовавшихся жидких радиоактивных отходов и на фиг.2 изображена блок-схема модуля управления и контроля технологического процесса и окружающей среды.
На блок-схеме, предлагаемого ТТК (см. фиг.1), штрих-пунктирной линией выделены, требующие очистки от отложения солей, загрязненные природными радионуклидами системы эксплуатационного комплекса сбора и подготовки скважинной продукции 1 к товарному виду, размещенные на палубах и в помещениях верхнего строения морской платформы (на примере эксплуатационного оборудования морской ледостойкой стационарной платформы месторождения им. Ю. Корчагина в северной части Каспийского моря).
Основными системами эксплуатационного комплекса сбора и подготовки скважинной продукции 1 к товарной кондиции на морской платформе являются последовательно соединенные три системы:
- первая система сбора продукции скважин, включающая следующие трубопроводы и оборудование на ее входе: трубопроводы (выкидные линии) от двадцати пяти скважин 2, блок входного манифольда, блок индивидуального замера продукции и емкость освоения продукции 3, сборный трубопровод скважинной продукции 4, который соединяет первую систему с входом второй. Трубопроводы и оборудование первой системы в заданных точках на их внешней поверхности оснащаются до начала процесса химической очистки в составе ТТК датчиками радиационного контроля 5;
- вторая система подготовки нефти до товарной кондиции, включающая следующее оборудование: блок закачки реагента, блок сепараторов, блок водоотделителя для сырой нефти, блок опреснителя для обессоливания сырой нефти, дожимной насос, буферную емкость для приема подготовленной нефти, насос перекачки подготовленной нефти 6 и трубопровод товарной нефти 7, который соединяет вторую систему с входом третьей. Трубопроводы и оборудование второй системы в заданных точках на их внешней поверхности оснащаются до начала процесса химической очистки в составе ТТК датчиками радиационного контроля 8;
- третья система перекачки товарной нефти по подводному трубопроводу, включающая следующее оборудование: блок оперативного замера товарной нефти, насос внешнего транспорта нефти 9 и трубопровод товарной нефти 10, связывающий третью систему по внешнему выходу А в подводным трубопроводом. Трубопроводы и оборудование третьей системы в заданных точках на их внешней поверхности оснащаются до начала процесса химической очистки в составе ТТК датчиками радиационного контроля 11.
Блок водоотделителя из состава оборудования 6 второй системы трубопроводом подвода пластовой воды 12 соединен с четвертой системой подготовки пластовой воды и закачки ее в пласт, включающей следующие оборудование: блок гидроциклонов для пластовой воды, блок фильтров для закачки воды и блок деминерализации промывочной воды, накопительную емкость, насос для закачки воды 13 и водонагнетательный манифольд подготовленной воды 14, соединяющий эту систему по внешнему выходу Б с пластом для поддержания в нем необходимого давления. Трубопроводы и оборудование четвертой системы в заданных точках на их внешней поверхности оснащаются до начала процесса химической очистки в составе ТТК датчиками радиационного контроля 15.
На палубе морской платформы (или терминала) имеется площадка, предназначенная для оперативного развертывания функциональных модулей ТТК, выделенная в зону контролируемого доступа 16 (на фиг.1 обозначена пунктирной линией). ТТК имеет для контроля окружающей среды и зоны контролируемого доступа в заданных точках пространства морской платформы и зоны 16 датчики радиационного контроля 17. Все выходы от 1 до n датчиков радиационного контроля 5, 8, 11, 16, 17 соединены через канал контроля радиоактивности 18 с соответствующими входами модуля управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19.
Входы всех четырех систем сбора и подготовки скважинной продукции 1, разделенные на отдельные закольцованные участки: 2, 3, 4; (6, 7); {9, 10}; [12, 13, 14] для осуществления последовательной химической промывки их элементов, связаны с помощью временно проложенной магистрали 20, оборудованной вентилями, с выходом модуля химической промывки 21. Технологическое оборудование модуля 21 имеет датчики контроля технологического и радиометрического процессов химической промывки 22. Выходы (n+1)…р датчиков 22 соединены через канал контроля технологического и радиометрического процессов 23 с соответствующими входами модуля управления и контроля 19. Выход «А» модуля 19 связан с регуляторами (не показаны) управления технологическим процессом по входу «А» модуля химической промывки 21 через канал управления технологическим процессом 24. Вход модуля химической промывки 21 связан временно проложенной магистралью 25, оборудованной вентилями, с выходами модулей унифицированных емкостей для приготовления химических промывочных растворов 26. Входы модулей емкостей 26 соединены с временно проложенной магистралью (трубопроводом) подачи пресной воды 27, оборудованной вентилями, и временно проложенной магистралью подачи концентрированных химических соединений 28, оборудованной вентилями, из дозатора (не показан) приготовления реагентов химической промывки.
Выходы трубопроводов и оборудования четырех систем сбора и подготовки скважинной продукции 1, разделенные по системам для последовательной химической промывки их элементов на отдельные закольцованные участки: 2, 3, 4; (6, 7); {9, 10}; [12, 13, 14], связаны с помощью временно проложенной магистрали 29, оборудованной вентилями, с входами модулей унифицированных емкостей для сбора и временного хранения, образующихся высокосолевых ЖРО 30, выходы которых соединены магистралью 31, оборудованной вентилями, с входом модуля переработки ЖРО 32.
Технологическое оборудование модуля переработки ЖРО 32 имеет датчики контроля технологического и радиометрического процессов переработки ЖРО 33. Выходы (р+1)…q датчиков 33 соединены через канал контроля технологического и радиометрического процессов 23 с соответствующими входами модуля управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19. Выход «В» модуля 19 связан с регуляторами (не показаны) управления технологическим процессом по входу «В» модуля переработки ЖРО 32 через канал управления технологическим процессом 24. Выход «а» модуля переработки ЖРО 32 соединен временно проложенной магистралью 34 с входом модуля кондиционирования ЖРО 35, а выход «b» модуля 32 связан временно проложенной магистралью 36, снабженной вентилем, с магистралью (трубопроводом) подачи пресной воды 27.
Технологическое оборудование модуля кондиционирования ЖРО 35 имеет датчики контроля технологического и радиометрического процессов 37 кондиционирования ЖРО,
Выходы (q+1)…r датчиков 37 соединены через канал контроля технологического и радиометрического процессов 23 с соответствующими входами модуля управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19. Выход «С» модуля 19 связан с регуляторами (не показаны) технологического процесса кондиционирования по входу «С» модуля кондиционирования ЖРО 35 через канал управления технологическим процессом 24. Выход модуля кондиционирования 35 по временно проложенной магистрали 38 подачи иммобилизованных в цементную матрицу радиоактивных отходов соединен с модулем транспортирования утилизированных радиоактивных отходов 39 на базе сухогрузного морского контейнера для удаления его с морской платформы по выходу В.
Для входа и выхода персонала из зоны контролируемого доступа 16 в состав ТТК включен модуль санитарного пропускника 40. Воздушное пространство модулей упомянутого выше технологического оборудования по обращению с радиоактивными отходами, включая пространство модуля санпропускника 40, связано воздуховодами (не показаны) с модулем фильтровентиляционной установки 41 для принудительной очистки воздуха в них.
ТТК имеет средства для управления и контроля технологическими и радиометрическими процессами обращения с радиоактивными отходами, радиационного контроля элементов внешний поверхности трубопроводов и оборудования систем эксплуатационного комплекса сбора и подготовки скважинной продукции 1, а также контроля окружающей среды - модуль управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19. Модуль управления и контроля 19 представляет собой (см. фиг.2) автоматизированную систему, включающую пульт дистанционного управления 42 (выделен пунктирной линией) технологическим процессом обращения с радиоактивными отходами на базе промышленного компьютера 43 с программным обеспечением, снабженного монитором 44 и блоком регистрации и документирования данных 45 функционирования транспортабельного комплекса; системный блок промышленного компьютера 43 через, например, USB - концентратор 46 соединен с блоками коммутации входных сигналов 47 и выходных сигналов 48. Входы 1, 2…n блока коммутации 47 связаны с помощью канала контроля радиоактивности 18 (см. фиг.1) с выходами 1,2…n датчиков радиационного контроля 5, 8, 11, 16, 17, а входы (n+1)…r блока коммутации 47 с помощью канала контроля технологического и радиометрического процессов 23 соединены с выходами (n+1)…r датчиков контроля технологических и радиометрических процессов 22, 33, 37 функциональных модулей 21, 32, 35 (см. фиг.1).
Выходы «А», «В», «С» блока коммутации 48 связаны по каналу управления технологическим процессом 24 (см. фиг.1) с входом «А» модуля химической промывки 21, с входом «В» модуля переработки ЖРО 32 и с входом «С» модуля кондиционирования 35 для управления технологическим процессом по обращению с радиоактивными отходами с помощью программно управляемых регуляторов (не показаны) в составе функциональных модулей 21, 32, 35.
Транспортабельный технологический комплекс работает следующим образом. В процессе эксплуатации при достаточно заметном сокращении нефтедобычи на морской платформе и обнаружении в элементах 2, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 14 (см. фиг.1) систем сбора и подготовки скважинной продукции 1 средствами стационарной дозиметрической установки морской платформы (или терминала) заметного ухудшения радиационной обстановки. На морскую платформу (или терминал) судном обслуживания доставляется ТТК, размещенный в сухогрузных морских контейнерах, и оперативно развертывается для работы на специально оборудованной и выделенной в зону контролируемого доступа 16 площадке палубы его комплект функциональных модулей (21, 26, 30, 32, 35, 39, 40, 41) технологического оборудования по обращению с радиоактивными отходами. При этом вход и выход персонала в зону контролируемого доступа осуществляется через модуль санпропускника 40. Модуль управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19 устанавливается вблизи зоны контролируемого доступа. Упомянутые выше модули технологического оборудования ТТК подготавливаются к работе. Прокладываются временные магистрали 20 и 29, снабженные вентилями, к входам и выходам элементов 2, 3, 4; 6, 7; 9, 10; 12, 13, 14 (см. фиг.1) четырех систем сбора и подготовки скважинной продукции 1 платформы для выполнения их химической очистки.
Химическая очистка начинаются с разделения трубопроводов и оборудования систем сбора и подготовки скважинной продукции 1 без их демонтажа на выделенные по системам закольцованные участки из элементов: 2, 3, 4; (6, 7); {9, 10}; [12, 13, 14, 15]. Затем последовательно во времени выполняется химическая очистка элементов каждой из четырех систем сбора и подготовки скважинной продукции 1 (например, начиная с элементов 2, 3, 4 первой системы, затем элементов (6, 7) второй системы и т.д.).
В заданных точках на наружной поверхности трубопроводов и оборудования элементов 2, 3, 4 первой системы (см. фиг.1) сбора и подготовки скважинной продукции 1 монтируются гамма-спектрометрические сцинтилляционные датчики 5 измерения мощности дозы гамма-излучения. Сигналы 1…i от датчиков по каналу контроля радиоактивности 18 поступают в модуль управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19 и обрабатываются программным обеспечением промышленного компьютера 43. *В процессе работы программы компьютера 43 рассчитываются параметры радиоактивного солеотложения на внутренних поверхностях элементов 2, 3, 4 первой системы сбора и подготовки скважинной продукции 1 и выводятся на монитор 44 и печать блока регистрации и документирования 45 дистанционного пульта управления 42 модуля управления 19. В частности на печать блока регистрации и документирования 45 модуля управления 19 выводятся - усредненная толщина, интенсивность нарастания и другие параметры солеотложения на элементах 2, 3, 4 (см. фиг.1) первой системы сбора и подготовки скважинной продукции 1 платформы. После идентификации наличия и местоположения в трубопроводах и оборудовании систем сбора и подготовки скважинной продукции 1 радиоактивных отложений солей и оценки их интенсивности, определяется радиохимический состав солевого отложения и строится его наиболее вероятная физико-химическая модель. В соответствии с полученной моделью солевого отложения в элементах 2, 3, 4 первой системы сбора и подготовки скважинной продукции 1 (см. фиг.1) в емкостях для промывочного раствора 26 подготавливают жидкие реагенты для их химической промывки. Для этого используют требуемые компоненты, подаваемые с помощью трубопровода подачи химических компонентов 28 из дозатора (не показан), разбавляемые пресной водой из трубопровода подачи пресной воды 27. Таким образом, в зависимости от рассчитанного состава солевых отложений применяют соответствующие реагенты, заготовленные в емкостях 26, чтобы обеспечить наибольшую эффективность проводимых химических обработок. Далее по результатам вычисления интенсивности радиоактивного солевого отложения выполняется химическая промывка элементов 2, 3, 4 первой системы сбора и подготовки скважинной продукции 1 путем подсоединения их входов с помощью вентилей магистрали 20 к выходу модуля химической промывки 21. Осуществления циркуляции внутри трубопроводов и оборудования элементов 2, 3, 4 промывочного химического раствора, подаваемого на вход модуля 21 с выхода соответствующей емкости для приготовления химических промывочных растворов 26. Выбор и подсоединение емкости с соответствующим реагентом к входу модуля 21 осуществляется из емкостей 26 с приготовленными промывочными растворами с помощью вентилей магистрали 25. С выходов элементов 2, 3, 4 первой системы сбора и подготовки скважинной продукции по магистрали 29, снабженной вентилями, высокосолевые ЖРО собираются в модулях емкостей для сбора и временного хранения ЖРО 30. Управление технологическим процессом химической промывки осуществляется по показаниям датчиков 22, с выходов которых сигналы поступают по каналу контроля технологического и радиометрического процессов 23 в компьютер 43 модуля управления 19 для обработки. Например, по показаниям датчиков температуры и скорости протекания химического реагента в составе датчиков 22 оптимизируется продолжительность отмывки путем обеспечения рабочей температуры и скорости протекания реагента с помощью подогревателя и циркуляционного насоса (не показаны) в составе модуля химической промывки 21. Упомянутые подогреватель и циркуляционный насос дистанционно управляются регуляторами (не показаны) по каналу управления технологическим процессом 24 с помощью программы компьютера 43. Продолжительность после достижения рабочей температуры реагента и контроль качества очистки трубопроводов и оборудования элементов 2, 3, 4 первой системы сбора и подготовки скважинной продукции 1 осуществляется дистанционно по показаниям датчиков 5, сигналы от которых по каналу контроля радиоактивности 18 поступают в компьютер 43 и обрабатываются программным обеспечением.
Химическая промывка второй, третьей и четвертой систем выполняется последовательно во времени аналогично первой. В заданных точках на наружной поверхности трубопроводов и оборудования элементов второй (6, 7), затем третьей {9, 10} и, наконец, четвертой [12, 13, 14] систем сбора и подготовки скважинной продукции 1 (см. фиг.1), последовательно во времени монтируются гамма-спектрометрические сцинтилляционные датчики 8, затем 11 и, наконец, 15 измерения мощности дозы гамма-излучения, снятые с элементов 2, 3, 4 первой системы. (Количество датчиков в составе датчиков 8, 11, 15 может изменяться в большую или меньшую сторону в зависимости от количества промываемых элементов второй, третьей и четвертой систем). Сигналы 1…j от датчиков 8 второй системы, затем сигналы 1…к от датчиков 11 третьей системы и сигналы 1…m от датчиков 15 от четвертой системы по каналу контроля радиоактивности 18 последовательно поступают в модуль управления и контроля технологического процесса и окружающей среды 19 и последовательно обрабатываются программным обеспечением промышленного компьютера 43. Далее по тексту (отмеченному *) очистки первой системы с заменой элементов, датчиков и вентилей на элементы, датчики и вентили сначала второй, затем третьей и четвертой систем.
226
228
238
232
3
Полученные после химической очистки всех упомянутых систем в модулях емкостей сбора 30 высокосолевые ЖРО по магистрали 31 (или в процессе счистки систем после заполнения одной из емкостей модулей 30) в зависимости от состояния ее вентилей подаются на вход модуля переработки ЖРО 32. В модуле 32 методом вакуумного выпаривания высокосолевые ЖРО переводят в концентрат, содержащий радионуклиды природного происхождения Ra, Ra, U, Th. Рабочий процесс вакуумного выпаривания модуля переработки 32 контролируется, например, датчиками температуры, давления, расхода, степени концентрации в составе датчиков контроля технологического и радиометрического процессов 33. Управление процессом выпаривания осуществляется регуляторами (не показаны) дистанционно сигналами управления, поступающими по входу «В» канала управления технологическим процессом 24, формируемыми программным обеспечением компьютера 43 после обработки сигналов датчиков 33, поступающих по каналу контроля 23 в компьютер 43 модуля управления 19. Концентрат представляет собой пастообразный продукт общей суммарной активностью до 200 кБк/кг и плотностью до 1400 кг/м (1,4 кг/л). С выхода «а» модуля переработки ЖРО 32 концентрат передается на цементирование на вход модуля кондиционирования 35, а на выходе «b» модуля переработки ЖРО 32 получают дистиллят, который поступает по магистрали 36 в трубопровод 27 для технологических нужд ТТК.
В модуле кондиционирования 35 выполняется иммобилизация радиоактивного концентрата в цементную матрицу методом порционного приготовления цементного компаунда в емкостном смесителе (не показан). В процессе иммобилизации обеспечивается включение полученного концентрата с природными радионуклидами в цементный компаунд (матрицу), путем перемешивания концентрата, цемента и специальных добавок в смесителе лопастными мешалками и заполнения цементным компаундом 200 - литровых металлических бочек. Рабочий процесс иммобилизации цементированием в модуле кондиционирования 35 контролируется, например, датчиками уровня, перелива, расхода, весоизмерения в составе датчиков контроля технологического и радиометрического процессов 37. Процесс иммобилизации управляется регуляторами (не показаны) дистанционно сигналами управления, поступающими по входу «С» канала управления технологическим процессом 24, формируемыми программным обеспечением компьютера 43 после обработки сигналов датчиков контроля 37, поступающих по каналу контроля технологического и радиометрического процессов 23 в компьютер 43 модуля управления 19.
Металлические 200-литровые бочки с отвержденными в цементе радиоактивными отходами доставляются по магистрали 38 и помещаются в модуль транспортирования утилизированных радиоактивных отходов 39 на базе сухогрузного морского контейнера для погрузки и безопасного удаления его с морской платформы по выходу В на штатном судне обслуживания морских платформ.
На время выполнения всех работ для безопасного обращения с радиоактивными отходами на морской платформе (или терминале) вход (и выход) персонала в зону контролируемого доступа осуществляется через санпропускник 40. Модуль санпропускника 40 является унифицированным мобильным санпропускником контейнерного типа (на базе сухогрузного морского контейнера) со всем необходимым оборудованием, обеспечивающим полный комплекс мероприятий - как по санитарной обработке рабочего персонала при любых работах (дезактивации, демеркуризации и т.п.), так и по обеспечению пропускного режима. Очистка воздуха от газообразных радиоактивных отходов в помещениях функциональных модулей образующихся в процессе работы ТТК на морской платформе выполняется модулем фильтровентиляционной установки 41. Очистка осуществляется путем принудительной циркуляции воздуха через фильтры установки 41 и последующей утилизации цементированием фильтрационного материала в модуле 35.
Размещение предлагаемого технологического оборудования транспортабельного технологического комплекса химической очистки внутренних поверхностей трубопроводов и оборудования нефтегазодобывающих морских платформ или терминалов от отложения солей, загрязненных природными радионуклидами, сбора и утилизации образовавшихся жидких радиоактивных отходов в морских сухогрузных контейнерах позволяет обеспечить его транспортабельность, доставить его на морскую платформу или терминал и осуществить химическую промывку, сбор, переработку и кондиционирование получаемых после химической очистки ЖРО непосредственно на платформе или терминале, собрать утилизированные отходы и безопасно удалить их с платформы или терминала. Это существенно повышает техническую и экономическую эффективность предлагаемого транспортабельного комплекса в связи с уменьшением материальных затрат по обращению с радиоактивными отходами, улучшением радиационной обстановки на самой платформе или терминале и улучшением экологической обстановки в районе расположения морских платформ или терминалов нефтегазовых месторождений.