Комплексное обеспечение безопасности морских объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения (часть 3)

УДК 629.039.58

Комплексное обеспечение безопасности морских объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения (часть 3)*

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2012

И.Ю. Олтян, Т.Л. Ляховец

Аннотация

Данная публикация является третьей частью статьи, описывающей основные подходы к комплексному обеспечению безопасности морских объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения, расположенного в центральной части шельфа российского сектора Баренцева.

В опубликованной ранее части 1 [1] приведены основные сведения об объекте, источниках опасности и обозначены общие подходы к обеспечению безопасности. Во второй части статьи [2] представлены технические решения по 1—4 из 7 уровней защиты (LOD) морских объектов ШГКМ. В третьей, последней части статьи описаны остальные три уровня защиты объектов.

Ключевые слова: Штокмановское газоконденсатное месторождение; ШГКМ; технологическое судно; подводный добычный комплекс; морской трубопровод; опасность; безопасность; эвакуация и спасание.

Ensuring the Safety of the Offshore Facilities of the Shtokman Gas Condensate Field

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 2012

I. Oltyan, T. Lyakhovets

Abstract

This is the third part of the article describing the main approaches to the safety of the offshore facilities for the Shtokman Gas Condensate Field located in the central part of the Russian sector of the Barents Sea. The previously published part 1 [1] provided important background information about the site, relevant hazards and general approaches to its security and safety. Part 2 [2] outlined engineering solutions for 1—4 out of 7 levels of defense (LODs) of the ShGCF offshore facilities. The other three LODs are described in Part 3.

Key words: Shtokman Gas Condensate Field; ShGCF; floating production unit; subsea production facilities; marine trunkline; hazard; safety; evacuation; rescue.

LOD 4. Безопасный автоматический останов Безаварийная остановка технологических процессов

Предусмотренная проектом система аварийного останова обеспечивает функции остановки технологического процесса и оборудования в случае утечки газа, обнаружения возгорания, угрожающей ледовой

* Части 1, 2 см. в журнале «Технологии гражданской

обстановки. Каждая команда от системы аварийного останова имеет абсолютный приоритет по отношению к другим операциям ИСУБ. Система аварийного останова обеспечивает безопасный и контролируемый сброс давления.

Система аварийного останова относится к системам обеспечения безопасности, сертифицированным безопасности» №№ 3 (33), 4 (34), 2012.

на соответствие требованиям уровня безопасности системы 3 согласно МЭК 61508 [3]. Информационные линии и сети питания системы аварийного останова автономны от других подсистем ИСУБ, соответствуют требованиям пункта 9.6.1 Части Х правил Российского морского регистра судоходства для ПБУ и МСП, 2006.

Аварийный останов технологического оборудования морских объектов ШГКМ будет обеспечиваться по уровням:

A) Аварийный останов САО-0 (ESD-0) — общее обесточивание технологического судна перед эвакуацией, обеспечивается только вручную кнопками, расположенными в ЦПУ, РПУ, на аварийных пунктах сбора во временное убежище;

Б) Аварийный останов САО-1 (ESD-1) — полный останов, при котором допускается присутствие персонала на борту технологического судна;

B) Аварийный останов уровня САО-2 (SD-2) — останавливается добыча углеводородов и агрегаты подготовки углеводородов в пожароопасной зоне;

Г) Аварийный останов уровня САО-3 (SD-3) — остановка одного технологического или вспомогательного оборудования.

LOD 5. Конечные защитные барьеры

Пятая линия обороны включает все защитные барьеры, которые уменьшают последствия опасного происшествия и/или защищают персонал, окружающую среду и сооружения в случае нарушения первых линий обороны.

Предохранительные клапаны и высокоинте-грированная система защиты от избыточного давления.

Защита от избыточного давления предусмотрена с помощью предохранительных клапанов сброса давления (на каждом входном сепараторе, компрессоре, экспортной линии) и высокоинтегрированной системы защиты от избыточного давления (между каждым добычным манифольдом и входным сепаратором, на каждом компрессоре).

Сбросы газа с предохранительных клапанов на технологическом оборудовании, а также из коммуникаций будут направлены на факел.

Отсоединение ТС

В случае выявления ледовых угроз, а также в случае аварий на ПДК проектом предусмотрена система быстрого подсоединения/отсоединения технологического судна от гибких райзеров, подводных шланго-кабелей и линий удержания с остановкой технологических процессов без выброса газообразных углеводородов по двум сценариям:

плановое отсоединение ТС от подводных объектов (при возможной ледовой опасности) (время планового отсоединения составляет 6 часов);

чрезвычайное отсоединение ТС от подводных объектов (при аварии на ПДК) (время чрезвычайного отсоединения 15 минут).

Пассивная противопожарная защита

Пассивная (конструктивная) противопожарная защита — это комплекс пассивных средств, направленных на предотвращение возникновения пожаров, на ограничение распространения огня и дыма по защищаемому объекту, на сохранение условий безопасной эвакуации людей, а также для успешного тушения пожара.

Для ограничения распространения опасных факторов пожара при аварийной ситуации предусмотрено разделение опасных и безопасных зон противопожарными преградами (переборками, палубами и т. д.).

Огнестойкость переборок и палуб должна соответствовать прогнозируемой степени пожарной опасности разделяемых ими помещений и зон.

Пункт сбора во временном убежище проектируется с противопожарными преградами типа Н, обеспечивающими защиту персонала в течение не менее 2 часов.

Все проходы через огнестойкие конструкции будут выполнены таким образом, чтобы не снижать степени огнестойкости конструкций.

Пассивная противовзрывная защита

На стадии FEED было проведено математическое моделирование рассеяния газа после аварийного выброса и осуществлено численное моделирование процесса взрыва на ТС. Конструкции верхнего строения и корпуса судна запроектированы устойчивыми к расчетным нагрузкам взрыва.

Кроме того, все зоны с высоким риском взрыва предусмотрено оснащать непрерывной естественной вентиляцией.

Контроль проливов

При значительной добыче флюида на ТС будет поступать попутный конденсат в количестве, достаточном для образования проливов.

Учитывая, что существует опасность пожаров пролива, проектом приняты меры для контроля объема и растекания углеводородов (и других жидкостей на технологических палубах) с помощью соответствующих дренажных систем:

для локализации потенциального пожара пролива углеводородов;

для предотвращения растекания значительных разливов опасных жидкостей из одной пожароопасной зоны в другие и от попадания на пути эвакуации.

Открытые дренажные системы ТС, включая водосточный желоб вертолетной площадки, обеспечивают быстрый и полный отвод утечек и разливов углеводородов с одновременным отводом воды для пожаротушения в зонах со сплошными полами.

Дренажные системы проектируются таким образом, чтобы исключить проникновение углеводородов из опасной зоны в безопасную.

Для ликвидации последствий аварий, вызванных нефтеразливами (конденсата, дизельного топлива,

авиационного топлива и пр.), будет разработан «План по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (ПЛАРН)». Оборудование, необходимое для ликвидации разливов, предусмотрено в необходимом количестве на технологическом судне и на базе в Териберке. Во время эксплуатации предусмотрено проведение про-тивоаварийных тренировок с членами команды технологического судна.

LOD 6. Действия в случае аварийной ситуации

Аварийная группа

В короткое время прибытие на технологическое судно профессиональных спасателей невозможно. В случае возникновения аварии на технологическом судне ее локализация и ликвидация будет осуществляться хорошо обученной и соответствующим образом экипированной аварийной группой, состоящей из эксплуатационного персонала.

План ликвидации аварий

До приемки объекта в эксплуатацию предусмотрена разработка Плана ликвидации аварий (ERP, Emergency Response Procedure) (ПЛАС).

ПЛАС будет включать деревья событий для каждого инцидента, деревья сценариев развития аварий, силы и средства, необходимые для ликвидации ЧС, а также порядок их действий.

Система оповещения

Проектом предусмотрена полностью дублированная система оповещения и общей сигнализации (PA/ GA) (СОиОАС). Эта система является одним из главных технических компонентов обеспечения безопасности персонала в чрезвычайных ситуациях. Система предназначена для немедленного информирования работников (особенно находящихся во внутренних удаленных и изолированных помещениях, жилых каютах) об ухудшении погодных условий, отклонениях эксплуатационных параметров от нормальных и возникновении аварий путем передачи сообщений, команд и сигналов, соответствующих ситуации, объявления тревоги.

Главным средством оповещения будет служить звуковая сигнализация, передаваемая в виде комбинации генерируемых электронным устройством тоновых сигналов и объявлений по громкоговорящей связи через систему мощных громкоговорителей. Технологическое судно будет снабжено достаточным количеством громкоговорителей для того, чтобы сигнал тревоги и речевые сообщения были хорошо слышны в любом месте на ТС.

Предусмотрены аудиосигналы двух уровней:

сигнал общей тревоги на судне;

сигнал «Подготовиться к покиданию судна».

В зонах повышенной шумности будет установлена световая сигнализация.

Связь в аварийной ситуации

Надежная связь между технологическим судном,

береговыми объектами, вертолетами, вспомогательными судами, метеорологической службой, спасательными формированиями и медицинскими учреждениями является одним из наиболее важных элементов спасения персонала морских объектов ШГКМ при чрезвычайных ситуациях.

Для экстренной связи в аварийной ситуации судно должно быть оснащено оборудованием ГМССБ (Глобальная морская система связи при бедствии и для обеспечения безопасности мореплавания). Защита персонала при аварии При аварии персонал первоначально будет укрываться во временном убежище (ВУ). Временное убежище представляет собой погодозащищенную, газонепроницаемую, огнестойкую, взрывоустойчивую конструкцию, расположенную на максимальном отдалении от технологических зон на корме судна. В качестве ВУ на ТС будет использоваться весь жилой модуль или его часть.

Предусмотрено оснащение временного убежища: средствами спасения персонала, аптечками первой помощи и аварийно-спасательными средствами;

комплектами дыхательных аппаратов и другими индивидуальными средствами защиты.

ВУ рассчитано на размещение максимальной численности персонала на борту технологического судна.

Временное убежище проектируется с противопожарными преградами, обеспечивающими защиту персонала в течение не менее 2 часов. Активная противопожарная защита Системы пожаротушения относятся к средствам активной противопожарной защиты и предусмотрены во всех зонах и помещениях технологического судна. Они рассчитаны на автоматическую работу в случае необходимости подавления или тушения возникших пожаров. Также предусмотрена дополнительная возможность ручного управления. Пожарные насосы и системы водяного пожаротушения будут установлены таким образом, чтобы обеспечить подачу достаточного количества воды для тушения пожара в любой точке технологического судна.

На технологическом судне предусмотрены следующие системы активной противопожарной защиты: система пожарных насосов и пожарного водоснабжения;

дренчерная/пенная система; система пожарных кранов и гидрантов; система газового пожаротушения; система пенотушения вертолетной площадки; переносные и перекатываемые огнетушители; системы защиты камбузного колпака; система тонкораспыленной воды. Эвакуация и спасение

Эвакуация и спасение — процесс транспортировки персонала с технологического судна от места их нахождения в момент сигнала эвакуации в сравнительно безопасное применительно к эвакуируемому

место, например, на дежурное судно или в поисково-спасательный вертолет.

Общая схема проведения эвакуации и спасения приведена на рис. 1.

На технологическом судне предусмотрены следующие решения, предназначенные для обеспечения безопасности эвакуации персонала: безопасные пути эвакуации; временное убежище; средства эвакуации;

оборудование для обеспечения выживания и спасения.

Пути эвакуации должны обеспечивать безопасный проход всего персонала, находящегося на технологическом судне, во временное убежище и к местам посадки в спасательные средства в оптимально короткое время.

Пути эвакуации, а также относящиеся к ним трапы будут защищены от воздействия пожара. Из каждого закрытого помещения к путям эвакуации предусмотрено не менее 2-х эвакуационных выходов.

Решения по обеспечению беспрепятственной эвакуации людей с технологического судна выполнены в соответствии с ISO 19906 [4], РМРС для ПМБУ/СМП [5] и другими.

Основным средством эвакуации являются мосты (переходные площадки) для перехода на универсальное многоцелевое вспомогательное судно, постоянно дежурящее вблизи технологического судна. Вместимость судна позволит принять на борт как минимум 100% максимальной численности персонала технологического судна.

Вспомогательные средства эвакуации — танкерные шлюпки (TEMPCS), спускаемые с помощью шлюпбалки, ледостойкие, обеспечивающие плавание в комбинированных условиях открытой воды/ ледового покрова. Обеспеченность TEMPSC на судне, в соответствии с Международной конвенцией по охране человеческой жизни на море [5], должна быть до-

статочной для надежной эвакуации максимальной численности персонала.

Средства эвакуации третьего порядка — спускаемые с помощью шлюп-балки спасательные плоты или спасательные рукава с надуваемыми спасательными плотами, спроектированные для арктических условий (типа Viking SES-2C или его эквивалент). Спасательные плоты будут размещены в основных точках по периметру судна в количестве, достаточном для приема как минимум 100% персонала.

На технологическом судне предусматриваются спасательные гидрокостюмы и спасательные жилеты в основном пункте сбора (для 100% максимального количества персонала), а также в других необходимых местах. Спасательные гидрокостюмы обеспечивают защиту от переохлаждения персонала при вынужденном экстренном покидании технологического судна.

LOD 7. Организация поисково-спасательного обеспечения

План аварийно-спасательного обеспечения

Охрана человеческой жизни на море относится к национальным интересам Российской Федерации в Мировом океане, что закреплено в Федеральном законе «О безопасности» и Морской доктрине Российской Федерации на период до 2020 года.

Организация поисково-спасательного обеспечения при строительстве и эксплуатации морских объектов ШГКМ, как и существующая система поиска и спасания людей, терпящих бедствие на море, должна быть основана на взаимодействии сил и средств аварийно-спасательных служб и формирований федеральных органов исполнительной власти и организаций.

В ОАО «Газпром» в 2010 году разработан План аварийно-спасательного обеспечения Штокманов-ского газоконденсатного месторождения. Согласно Плану, основу системы поисково-спасательного обеспечения морских объектов ШГКМ составят:

Рис. 1. Схема проведения эвакуации и спасения

спасательные суда, имеющие соответствующую категорию ледового усиления, оборудованные вертолетной площадкой и имеющие на снабжении необходимое оборудование для ликвидации разливов нефти на море (в том числе и в ледовых условиях);

объектовые силы и средства для ликвидации разливов нефти на море на береговых объектах; водолазные и спасательные катера; силы и средства авиационного поиска и спасания людей, терпящих бедствие на море.

На базе корпоративной системы гражданской защиты ОАО «Газпром» создана система оперативного реагирования и межведомственного взаимодействия при ликвидации чрезвычайных ситуаций и последствий аварий на объектах обустройства месторождений арктических и дальневосточных морей. При недостаточности собственных сил и средств для ликвидации ЧС, согласно Плану взаимодействия будут задействованы аварийно-спасательные службы и формирования федеральных органов исполнительной власти — Минтранса России, МЧС России, Минобороны России, Госкомрыболовства России, а также силы и средства аварийно-спасательных формирований других министерств, ведомств и организаций, которые могут быть привлечены к проведению спасательных работ.

В частности, основу системы сил и средств поисково-спасательного обеспечения в Северном бассейне составляют ФГУП «Мурманское БАСУ1», управление поисковых и аварийно-спасательных работ Северного флота и экспедиционный отряд ФГУП «Мурманрыбвод» Росрыболовства.

При необходимости, в целях наращивания сил и средств, могут быть задействованы ресурсы других БАСУ и УАСПТР2, организаций, а также аварийно-спасательные формирования иностранных государств.

Учитывая навигационно-гидрографические особенности Арктической зоны, Росавиация планирует увеличить численность воздушных судов в регионе (в т.ч. в Мурманске, на о. Новая Земля) для обеспечения решения задачи поиска и спасания людей, терпящих бедствие на море, как наиболее эффективного способа поиска и спасания людей, особенно в условиях холодных арктических морей [6].

Для реализации этой задачи при проектировании морских объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения применялись самые строгие национальные и международные стандарты в области промышленной безопасности и охраны окружающей среды.

Вместе с тем, при возникновении аварии на нефтегазовом объекте на шельфе необходимо в кратчайшие сроки приступить к эвакуации персонала и ликвидации аварии. Согласно МКУБ [7], созданная корпоративная система гражданской защиты ОАО «Газпром» как система управления безопасностью обеспечивает готовность эксплуатирующей организации незамедлительно реагировать на опасности, несчастные случаи, аварии и чрезвычайные ситуации на добычных платформах.

Помимо этого, в Мурманске, силами МЧС России, создается один из десяти комплексных аварийно-спасательных центров, обеспечивающих реагирование на ЧС в его зоне ответственности и проведение поисково-спасательных работ, что значительно увеличивает шансы на спасение пострадавших при гипотетических авариях на проектируемых морских объектах ШГКМ.

Литература

1. Олтян И.Ю., Ляховец Т.Л. Комплексное обеспечение безопасности морских объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения. // Технологии гражданской безопасности. 2012. № 3 (33).

2. Олтян И.Ю., Ляховец Т.Л. Комплексное обеспечение безопасности морских объектов Штокмановского газоконденсатного месторождения (часть 2) // Технологии гражданской безопасности. 2012. Т. 9. № 4 (34).

3. ГОСТ Р МЭК 61508 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью.

4. ISO 19906 [проект] Нефтяная и газовая промышленность. Арктические морские конструкции.

5. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ (РМРС для ПБУ/МСП). СПб.: РМРС, 2012.

6. Вялышев А.И., Добров В.М. Комплексная система обеспечения безопасности населения и территорий в Арктической зоне Российской Федерации. В сборнике: ВНИИ ГОЧС: вчера, сегодня, завтра 35 лет на службе безопасности жизнедеятельности. М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2011.

7. Международный кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения (Международный кодекс по управлению безопасностью (МКУБ). Требования по управлению для обеспечения безопасности и предотвращения загрязнения (Резолюция А.741(18)).

Заключение

Сведения об авторах

Нефтегазовый объект на шельфе — это сложное техническое сооружение, особенно в условиях Арктических морей. При возникновении аварии на таком объекте крайне сложно, а зачастую практически невозможно остановить ее развитие и предотвратить негативные последствия. Поэтому основная задача при эксплуатации таких объектов — не допустить возникновения аварии.

Олтян Ирина Юрьевна: к. т. н., ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ),

нач. научно-исслед. центра.

121352, г. Москва, ул. Давыдковская, д. 7.

Тел.: (499) 233-25-70.

E-mail: irenaoltyan@mail.ru

Ляховец Татьяна Лаврентьевна: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), с. н. с.

121352, г. Москва, ул. Давыдковская, д. 7. Тел.: (499) 449-99-23. E-mail: tatiana.l@mail.ru

1 БАСУ — бассейновое аварийно-спасательное управление.

2 УАСПТР — управление аварийно-спасательных и подводно-технических работ.