5 Мұнай мен газды тасымалдаудың экологиялық мәселелері

Мұнай мен газды тасымалдау үшін жаңа магистральды жерасты мен суасты құбырлары салынып, танкерлі тасымалдаудың көлемі ұлғайып келеді. Мұнайқұбырлары мен газқұбырларының диаметрін ұлғайту мен мұнайқұйылатын кемелердің көлемін ұлғайту тенденциясы жол алып келеді. Қазіргі кезде дедвейты 500 мың т супертанкерлер бар, олардың жүккөтергіштігін 1 млн т дейін жеткізу жоспарлары бар. Жаңа мұнай және газ кен орындарын өңдеу, осымен байланысты мұнай мен газды ұзаққа тасымалдау жеп шарының барлық аудандарындағы экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына қауіп тудырады. Технологиялық режимдердің бұзылуы, апаттар мен зілзалалардың нәтижесінде құрлық, су қоймаларының және Арктика мен Антарктида тұрғын емес мұз массивтерінің мұнай мен мұнай өнімдерімен ластануы жүріп жатыр.

Мұнай мен газды тасымалдаудың тиімді әдісі ретінде ұзақтығы мен өнімділігі үнемі өсетін магистраль құбырлар болады. Құбырлар көліктің басқа түрлері алдында келесі жетістіктері бар: климаттық жағдайлардың әсеріне түспейтіндігі; құбырларды қысқа қашықтық бойынша салу мүмкіндігі; қалыпты пайдалану шарттарының брі болатын герметикалық; кешенді автоматтандыруды енгізуге мүмкіндік беретін айдау технологиялық процессінің үзіліссіздігі; бос жүрістің болмауы. Құбырлардың герметизациясы көліктің басқа түрлерімен салыстырғанда мұнай мен газдың минимал шығындарын қамтамасыз етеді. Құбырдың үзілуі кезінде соңғысы сызықтық ысырма арқылы секцияланған, болуы мүмкін, бұл төгілген мұнайдың көлемін едәуір кемітеді.

Көптеген елдерде магистральды құбырларды салу мен пайдалануға негізгі талаптар қауіпсіздік пен қоршаған ортаны қорғау мәселелеріне қойылады. ЕЭС комиссиясы жасаған мұнай- және газқұбырларын салудың арнайы нормаларында, тұрғындардың тұру қалыңдығын ескерумен құбырлар қабырларының түрлі қалыңдығы ескеріледі. Ұлттық органдардың құзыретіне сулы тосқын мен су қоймалары маңында өтетін құбырлар үшін қатаң талаптар қою берілген.

Құбырларды кемелер өтетін өзендер арқылы салғанда «құбырдағы құбыр» әдісін сақтайды. Бұнда құбыраралық қашықтық арқылы екі құбырдың күйін бақылауға болады, сонымен қатар герметикалылығы бұзылған кезде ішкі құбырдың ауытырылуын жүзеге асыруға болады. Жерасты өтістерінің сенімділігінің жоғарылауына жоғарысапалы болаттардан құбырларды қолдану қабілетті; пісіру қосылыстары жетілдірілген бақылау құралдарымен 100-% тексеру, қысымы жұмыс қысымынан жоғары құбырдың гидравликалық сыналуы, су қоймаларының гидрологиялық режимін мұқият тексеру мен түбі мен жағасының мүмкін жуылуының шекарасын негіздеу. Жүрістердің өзен бойымен құрғанда және тау аймағындағы ағындардан құбырларды салу кезінде аса назар аударатыны жағалауды бекіту жұмыстары мен құбырлардың сенімділігін қамтамасыз ететін жұмыстар.

Батыс Еуропасының көптеген елдерінде құбырларды салудың тереңдігі ретінде 1 м алады. Бірақ ерекше жағдайлар үшін тереңдіктің маңызды ұлғайған шамасы алынады. Бұл мысалы Нидерландыдағы батпақты жерлерге қатысты, олар теңіз деңгейінен төмен орналасқан, сонымен қатар жолдар мен каналдардың мүмкін құрылысы аудандарына жатады.

Құбырларды тотығудан сақтауға да баса назар аударылып отыр. Елдердің көбінде бұл салада жеткілікті тәжірибе жинақталған. Тотығудан сақтау үшін мастика мен пластик таспадан түрлі жабындар қолданылады. Оқшаулау жабыны құбырларды топырақпен жабу алдында мұқият тексеріледі. өзендердің қиылысында құбырларды қосымша механикалық қорғау үшін бетон оқшаулау қолданылады. Одан басқа, негізінен, оқшаулау жабынын бұзу жағдайына катодты қорғаныс жүйесі қолданылады.

Құбырдан ағып кетуді тауып алуға қатаң талап қойылады. Бұл талаптар өнімнің зор көлемін жоғалтумен жүретін ірі апаттар мен көптеген уақыт бойы белгісіз болып қалатын ұсақ ағып кетулер үшін де бірдей. Құбырлардан ағып кетудің пайда болуының себептері алуан түрлі. Олардың ең жиі кездесетіні жырықтардың пайда болуына әкелетін құбыр қабырғаларының тотығуы. Үзіліп кетуге әкелетін құбырлар герметизациясы бұзылуының өзге себептері толқындардың қысымы, жер сілкінісі, құрылыс жұмыстарын жүргізу кезіндегі зақымдар болуы мүмкін. Кей кезде ағып кетудің аз көлемі ұзақ уақыт бойы белгісіз болып қалып, кейін өнімнің зор көлемінің жоғалуына және қоршаған ортаның ластануына әкеледі.

Мұнайдың ағып кетуінің түрлі әдістерін қолданады. Қазіргі ағып кетуді табу жүйелерінің көбісі есептеуіш машиналармен бірлесе жұмыс жасайды.

Белгілі бір әдістің тиімділігі ағып кетуді табуға кететін уақыт пен герметикалылық бұзылуының орнын нақты анықтаумен анықталады. Бақылаудың бар әдістері екі топқа бөлінеді: үзіліссіз және мұнай құбырын тоқтатусыз жүргізілетін динамикалық бақылау, және уақыттың анықталған ұзақтығы бойымен тоқтатылған құбырда жүргізілетін статикалық бақылау. Үзіліссіз бақылау 50 м³/с артық ағып кетуді анықтауға мүмкіндік береді; 10 л/с дейінгі аз ағып кету тоқтатылған өңдеу кезінде ғана табылады.

Динамикалық бақылауды келесі тәсілдермен жүзеге асырады: ультрадыбыстық, радиоактив, сызықтық балансты есептеу мен кері соққы толқындары тәсілдерімен. Статикалық бақылау дифференциалды қысым әдісі мен қысым түсуі әдісімен жүзеге асырылады. Бақылаудың екі әдісін жиі қосуға тура келеді, себебі құбырдағы ірі де аз да ағып кетулерді бақылау қажет.

Ағып кетуді табудың ультрадыбыстық әдісі сұйықтың құбырдағы кіші тесіктен ағып шығуы кезінде шығаратын дыбысын пайдалануға негізделген. Ағып кету кезінде дыбыс қарқыны, қысым мен мұнайдың құбырдағы тұтқырлығы арасында анықталған байланыс бар. Мұнай ағып шығатын орта маңызды әсер етеді. Сұйықтың құбырдан ағып шығуы кезінде шығатын дыбыстық эффектілерді зерттеу түрлі детекторларды ойлап табуға әкелді. Мұнай құбыры бойымен анықталған қашықтық арасында тірек ультрадыбыстық дабылдарды генерирлейтін арнайы қондырғылар орнатылған. Бір типті детекторлар құбырда ағындармен бірге қозғалып, маркерлі генераторлар дабылдары мен ағып кетіп жатқан сұйықтық дабылдарын ұстайды. Басқа типті детекторлар өздері ультрадыбыстық тербеліс тудырады. Бұл сигналдар, мұнай арқылы өтіп, құбыр қабырғасынан дабыл алып, детектормен ұсталады да, маркерлі сигналдармен бірге тіркеледі. Ағып кетудің орны құбырдың зақымдалған учаскелерінен анықталған дабылдар мен маркерлі генераторлар дабылдарымен салыстырғанда анықталады.

Магистральді құбырларда ағып кетудің барын анықтап қана қоймай, оның орнын да тапқан маңызды. Бұл мәселені радиоактив әдісін қолданумен шешуге болады (трассерлер әдісі). Ол пайда болған жырықтар арқылы құбырдан сыртқа шығатын заттардың радиоактив сәулеленуін тіркеуге негізделген. Құбырдың ішіне радиоактив трассирлеуші заттардың азғана мөлшері жіберіледі, ол сұйықтың ағынымен қабырғадағы тесіктер арқылы ағып шығады. Ра­диоактив трассерлер жырықтың жанында топырақта тұрып қалады. Ағып кету орны радиоактивтілікті анықтайтын сыртқы және ішкі қондығылармен жүзеге асырылады.

Трассердің химиялық құрамы таңбаланатын сұйықтыққа байланысты. Таңбалаудың екі тәсілі бар: сұйықтың ауысуынсыз тұрақты қысым ұсталатын құбырдың салыстырмалы жырықтардың болуы үшін кішігірім учаскелерінде тең, (статикалық әдіс), және радиоактив емес өнімдердің екі партиясы арасында радиоактив заттардың пробкасы қозғалатын партияны маркалау (динамикалық әдіс).

Радиоактивтілігінің сыртқы бақылануы құбыр трассасы бойымен тасымалданатын индикаторлармен жүзеге асыралады. Трассер белсенділігі салыстырмалы жоғары болғаны жөн, ал жартылай ыдырау кезеңі ағып кетуді іздеп табу уақытына тең болуы керек. Радиоактивтіліктің ішкі анықталуы индикатор мен жазушы жабдықтармен жабдықталған поршеньді қырғышпен жүзеге асырылады.

Мұнай құбырларындағы герметикалылықты анықтау үшін дифференциалды қысым мен қысым түсуі әдістерін қолданады. Дифференциалды қысым әдісі ағып кетулердің болмауы жағдайында сызықтық ысырманың екі жағы бойынша тепе-теңдікке негізделген. өлшемдерді өткізу үшін құбырды тоқтатып, бірнеше ысырмамен жауып тастайды. Көрші секциялардағы қысымның түрлілігін ысырмаларда орнатылған дифманометрлер көмегімен бақылайды (0,5 атм шкаласымен). Егер көрші учаскелердің бірінде ағып кету болса, баланс бұзылады, ола туралы аспап дабыл береді. Бірақ трасса бойымен мұнай мен топырақтың температураларының түрлілігіне байланысты түрлі баланс ағып кету болмаған жағдайда да бақыланады. Сондықтан нақты нәтижелерді бақылау үшін мұнай құбырын ұзақ уақытқа (бірнеше тәулікке дейін) тоқтату керек, бұл жұмыс уақытының жоғалуына әкеледі.

Қысым түсуі әдісі, оператордың дистанциялық түрде құбыр ұзындығы бойымен ысырманы жабады да, 15 мин ішінде қысымның өзгеруін бақылайды. Қысым өзгеруі нәтижесінде оператор ағып кетудің болуын болжап, дифференциалды қысым әдісін сынауға көшеді.

Ағып кетудің бақылануы әдістерін жасаумен олардың тез жойылуынң тәсілдерін қарастырады. Құбырларды жөндеуге механикалық құралдар (тартушы қамыт, қаптама және т.б.) мен жабысқақ және жылдам қататын заттардан жасалған арнайы жабындар қолданылады. АҚШ арктикалық аудандарда қоршаған орта ластануының алдын-алу үшін үзілуі кезінде құбырдан ағатын мұнайдың жалындау әдісіне патент берілген. Құбыр бойынша термитті құрамы бар фосфордан ортасы жасалған нәзік материалдарынан кішігірім диаметрлі көлденең құбырларды жатқызады. Термитті құрам ретінде алюминийдің азот қышқылымен қолданылады. Магистральді құбырдың жарылысы кезінде, термиты бар құбыр бүлінеді, нәтижесінде фосфор атмосферамен әрекеттесіп, жалындайды да, термитті құрамды жандырып, одан құбырдан шығатын мұнай жанады. Осылайша, қоршаған орта ластануының алдын-алады, ал жанған мұнайды жалыны ағып кетуді табуға көмектеседі.

Мұнайдың теңіз кен орындарын құрлықтағы тұтынушыларымен қосатын суасты магистральды мұнайқұбырларының маңызды өсуі мен танкерлі тасымалдау көлемінің, әсіресе дедвейт 500 мың т жуық супертанкерлер өсуімен теңіздер мен ішкі су қоймаларының ластану қауіптілігі өседі. Сарапшылардың бағалауынша, жыл сайын теңіз суларына 5 млн т жуық мұнай түседі. Бұл қоршаған орта үшін қауіптілік тудырып отыр. Теңіздер мен өзге су қоймаларына зор нұқсан келтіріліп тұр: теңіз жануарлары, балықтар, құстар, өсімдіктер қырылады; су қолданылуға жарамсыз болып қалады; жағажай ластанады – адамдардың демалуы мен тұруы үшін қажетті аймақтар. Мұнайдың қайтымсыз маңызды зардабы мұнай өнеркәсібіне маңызды зардап келтіреді.

Теңіздердің мұнаймен ластануының негізгі көздері танкерлерден балластты суды тастау, суасты мұнай құбырларындағы апаттар мен танкерлік зілзалалар, теңізде бір танкерден екінші танкерге айдау кезінде мұнай мен мұнай өнімдерінің ағып кетуі, теңіз тұрағы мен кеме аялдайтын орындарда рейдтер кезінде танкерлердің жүктік операциялары. Танкерлерді жүктерінен босатқаннан кейін оның жүк бөліктерінің қабырғаларында қабықша ретінде тасымалданған мұнайдың 0,3% кем емес қалатыны белгілі. Жүк көтергіштігі 100 мың тонна танкерлердің резервуардың ішкі қабырғаларының жалпы бетінің алаңы 80 тыс. м² құрайды, оларды 400 т мұнай тұнып қалады, ол бассалтты суға түсіп, сепарациялы қондырғылары болмаған жағдайда теңізге түседі. Түлі мәліметтер бойынша, танкерлер мен мұнайөндірудің теңіз қондырғыларының апаттарымен шақырылған ластанулар теңізге келіп түсетін мұнай мен мұнай өнімдері жалпы көлемінің 4% от құрайды. Қарапайым салыстыру кезінде апаттар мен танкерлердің бұзылуынан келіп түскен мұнай шығындары баслластты сумен тасталатын мұнайдың миллиондаған тонналары жанында тым аз көрінуі мүмкін. Бірақ бұл шығындар теңізде мұнайдың үлкен концентрациясының жинақталуымен, акваторийлер мен жағажай аймақтарына жылдам таралуы мен ластауымен сипатталады. Танкерлердің жүккөтергіштігінің өсуімен, супертанкерлер мен сверхсупертанкерлердің пайда болуы апат кезінде шығындалатын мұнайдың көлемі маңызды ұлғаяды.

Мұнайдың теңіздер мен өзендерге ағып кетуі суасты мұнай құбырлары мен мұнай кәсіпшілігінде мұнайды өңдеу мен жинақтау қондырғыларында апаттардың болуы кезінде, өзен жүрістерінде жерасты мұнай қоймалары мен құбырлардың герметикалылығының бұзылуы кезінде жүреді. Мұнай шығындарының алдын-алу үшін ағып кетуді бақылаудың құрылымдық әдістері мен жүйелерін қолданады.

Теңіз акваторийлерінің ластауының алдын-алу мен қоршаған ортаны қорғау бойынша барлық шараларды әкімшілік (ұйымдастырушылық) және техникалық деп екіге бөлуге болады. Көптеген елдердің үкіметі қоғамның әсері аясында теңіз кен орындарынан мұнайды өңдеу мен тасымалдау кезінде қоршаған ортаны қорғау мәселесіне баса көңіл аударады. Мұнай компаниялары, кез келген жобаны жүзеге асыру алдында, оның қоршаған ортаға әсерінің дәрежесін жан-жақты зерттеп, қорғаныс шараларын ескеру жөн.

Танкерлі тасымалдау кезінде теңіздердің мұнаймен ластануының алдын-алу үшін көптеген елдер келесі ережелерді орындайды:

• дүниежүзілік мұхиттың кез келген нүктесінде балласт суларының тасталуына тыйым салу;

• ірітоннажды танкерлер үшін шектеулі және міндетті тексерілген қозғалыс маршрутын анықтау;

• барлық порттар мен тірек пунктерінде су бетіндегі мұнайдың жойылуын қамтамасыз ететін мобильді құрылғылар мен теңіздің ластанған бетінің физикалық, биологиялық және тазартудың басқа түрлерін жүргізуге мүмкіндік беретін заттар қорын жасау.

Мұнайды жүктеу немесе жөндеу үшін портқа келетін танкерлер доктау алдында бөліктерді жууға қолданылатын эмульсия немесе мұнай жүгінен босатылады. Үкіметаралық теңіз кеңес мекемесі (ИМКО) мен өзге халықаралық мекемелердің шешімімен балласт суларын теңізге төгуге тыйым салынған. Балласттарды бұған арнайы дайындалған мұнай базаларының резервуарларына, кейін мұнай мен су сепарациясын жасау үшін тастауға ұсынылады.

Тазарту қондырғыларына келіп түсетін балластты және жуушы сулар зиянды қоспалардың зор көлеміне ие: мұнай мен мұнай өнімдері (эмульсиялар мен суспензиялар түрінде), күкірттісутегі, сульфидтер, меркаптандар, минерал және органикалық қышқылдар, минерал тұздар және т.б. Өңделетін су соңында су қоймаларына тасталады, көптеген елдерде оның химиялық құрамына қатаң талаптар қойылған. Бұл тазартудың технологиясына жоғары талаптар қояды.

Бақылау сұрақтары:

1. Мұнайгаз өндірісі кәсіпорындары әрекетінің атмосфера құрамы мен үрдістеріне әсері қандай?

2. Мұнайгаз өнеркәсібі кәсіпорындары әрекетінің су мен жер ресуртарының күйіне әсері қандай?

3. Мұнай мен газды өндірудің экологиялық мәселелерін атаңыз.

4. Мұнай мен газды тасымалдаудың экологиялық мәселелерін атаңыз.

Дәріс 9 – Ластанған суларды утилизациялау тәсілдері – 1 сағ

Жоспар:

1. Ластанған суларды тазарту әдістері

2. Қалдықтарды жою мен пайдалану

3. Пиролиз

4. Бақылау сұрақтары