2. Як відбувається видобування нафти з морських та океанічних родовищ?

Сучасна технологія, добування нафти з морських та океанічних родовищ за складністю робіт ділиться на декілька видів.

На відносно неглибоких ділянках морів та океанів добування нафти та газу може здійснюватись за допомогою стаціонарних металевих платформ високої міцності, серед яких найбільш поширена конструкція типу «монопод» (рис.1.), яка розроблена вченими та інженерами фірми «Імперіал Оіл» (США). Вона призначена для роботи на глибинах до 12 м і являє собою трипалубну робочу платформу розміром 24х48 м, де розміщується бурове і допоміжне обладнання, що забезпечує буріння свердловин глибиною до 6 км.

П латформа монтується на колоні діаметром 9,15 м і висотою 24,4 м, яка опирається на основу діаметром 96,7 м і висотою 7 м, яку розміщують на морському дні. Маса платформи 15 тис. тон.

Рис. 1. Загальний вигляд платформи типу «Монопод»:

1 – вишка; 2 – робоча платформа; 3 – колона; 4 – порожнина для перепуску бурових труб; 5 – основа

Набагато складнішою проблемою є ведення робіт в глибоководних районах моря. Разом з тим саме в цих зонах розташовані найбільш перспективні в геологічному відношенні структури.

Перша спроба буріння у Північному морі на великих глибинах, яка була зроблена в 1971 році за допомогою звичайного мертво заякорьованого судна виявилась невдалою. Тоді французька нафтова компанія разом зі своєю канадською філією зробила спробу буріння розвідувальних свердловин на глибині моря 183 м, за допомогою судна “Пелікан", яке було обладнано системою динамічного позиціонування над точкою робіт. Передача обертального моменту руху від привода на бурові колони тут може здійснюватись по викривленій системі з’єднальних труб. Даний експеримент видався вдалим. Судно мало довжину 149 м і водотоннажність 15,5 тис. т. Воно спроможне здійснювати буріння при глибинах моря 300 м, силі вітру до 100 м/год, амплітуді бортової качки 10˚ і суворих температурних умовах північних широт. Судно обладнано двома гребними гвинтами регульованого кроку і п’ятьма підрулюючими шахтовими установками, що проводиться дизельними двигунами потужністю по 2500 кВт. В центральній частині судна розташована робоча шахта розміром 78,25 м, над якою на робочому майданчику встановлена пірамідна бурова вишка висотою 44,8 м з гідропневматичним компенсатором вертикальних коливань. Система керування і контролю за положенням судна відносно точці буріння дозволяє гарантувати утримання його у межах кола діаметром, що дорівнює 1% глибини води в місці розташування судна.

Рис. 9. Бурове судно «Пелікан» з системою динамічного позиціонування:

1 – бурова вишка; 2 – носові підрулюючі; 3 – стелажі для зберігання обсадних і бурових труб; 4 – установка для приготування бурового розчину; 5 – акустичний випромінювач; 6 – трос інклінометра; 7 – вантаж інклінометра; 8 – гирлова лійка; 9 – денний маяк; 10 – бурова колона; 11 – гідрофони

3. Який вплив на довкілля здійснює ядерна енергетика?

В звичайних умовах експлуатації існує можливість витоків радіоактивних газів, але їх концентрації в силу постійного відсмоктування із приміщень і розсіювання в повітряному просторі не перевищують ГДК. Для безпеки при аварійних ситуаціях АЕС відокремлюють від житлових масивів і промислових підприємств зонами санітарної охорони.

Тепловий вплив АЕС на навколишнє середовище більш потужний, ніж ТЕС. Основне тепловиділення в повітря тут йде в конденсаторах паротурбінних установок. Об’єми і температура охолоджуваної води на АЕС збільшуються внаслідок більш великої питомої витрати пари. Це вимагає будови значної кількості градирень і ставків-охолоджувачів. Дані споруди є значними постачальниками тепла і вологи в навколишнє середовище. Щоб виключити зв’язок охолоджувальної системи з природними водними джерелами водопостачання АЕС технічною водою здійснюється по водозворотній схемі. Природна вода постачається лише на компенсацію випаровування з градирень і ставків і аварійні витоки. Значна увага приділяється гідроізоляції дна і берегів ставків-охолоджувачів, щоб виключити гідравлічний зв’язок його води з природними водними джерелами.

Найбільш складною екологічною проблемою є вплив прихованої радіоактивності від радіоактивних викидів та відходів на живі організми, що обумовлює генетичні зміни в них, негативний ефект яких може виявитись через декілька поколінь.

У світі існує багато нуклідів (калій, кальцій та інші), які використовують для своєї життєдіяльності рослини і тварини. Але на відміну від радіонуклідів, вони не накопичуються в організмах, виводяться з них. Концентрація радіонуклідів в деяких рослинах у зараженій зоні зросла в 70 – 100 разів. Риби і водні рослини накопичують небезпечні радіонукліди до концентрацій, що в десятки і сотні тисяч разів перевищують норму. Потрапляючи далі з їжею в організм людини, накопичуючись там, вони створюють небезпечніше внутрішнє опромінення.

В результаті багаторічної експлуатації ядерних установок в світі накопичилось багато тисяч тонн використаного ядерного палива і відходів атомної промисловості. Не зважаючи на великі технологічні удосконалення захоронення або утилізації ядерних відходів, включаючи відпрацьоване обладнання, ця проблема все ще до кінця залишається не розв’язаною. Особливу стурбованість світової спільноти викликають викиди ядерних відходів в моря і океани, а також розміщення їх на територіях невеликих країн, які не мають можливості забезпечити вимоги міжнародних гарантій. Всі країни, які експлуатують ядерне устаткування, зобов’язані розміщувати відходи на своїй території або в місцях, які передбачені міжнародними угодами і підлягають суворому контролю.

4. Надайте загальну характеристику кольорової металургії, географії ії розташування та ресурсозабезпечення.

Кольорові метали – це алюміній, мідь, цинк, свинець, титан, ряд благородних металів (золото, срібло, платина) та інші. Їх використовують в машинах і приладобудуванні, радіоелектроніці, ядерній енергетиці, космічній і обчислюваній техніці та в інших галузях народного господарства.

Основна сировина: руди. Водночас використовують вторинну сировину (відходи металообробної промисловості, браковані деталі і ті що відпрацювали свій термін, різноманітний металевий брухт, побутовий утиль та інші матеріали, що містять кольоровий метал).

Крім руд, концентратів і вторинної сировини, у кольоровій металургії застосовують також інші корисні копалини, найважливішими з який є паливо і флюси. Паливо: природний газ, вугілля, вугільний пил, кокс, дизельне паливо, мазут. При спалюванні паливо також виконує роль відновлювача.

Одержання кольорових металів з будь-якої сировини – дуже важкий процес. Він ускладнюється ще й тим, що в кольоровій металургії переробляють, як правило, порівняно бідну і складну за вмістом поліметалеву сировину. При її переробці металургійними засобами необхідно одночасно з одержанням основного металу забезпечити виділення всіх інших цінних компонентів у самостійні товарні продукти при високому ступені їхнього вилучення. Для цього застосовується цикл металургійних агрегатів. Для всіх підприємств кольорової металургії характерні багатоступеневі технологічні схеми.

Основним видом виробляємої в кольоровій металургії є метали. Розрізняють чорнові та рафіновані метали. Чорновими називають метали, що містять у своєму складі шкідливі домішки, які погіршують споживчі якості певного металу, а також домішки цінних елементів – супутників. Чорнові метали підлягають очищенню від домішок – рафінуванню.

Шлаки є вторинним продуктом металургійних процесів. Вони утворюються внаслідок ошлакування оксидів пустої породи і флюсів. В їх складі може також знаходитись деяка кількість корисних металів. Тому шлаки попередніх років утворення, які розміщені у відвалах, можуть бути сировиною в послідуючі роки при наявності відповідної технології їх переробки. Крім того, з шлаків можна вилучати залізо, виготовляти цемент, ситали та інші матеріали для різних галузей народного господарства. Вихід шлаків при плавці руд або концентратів кольорових металів дуже великий і складає понад 60 % від маси рудної частини шихти.

Штейни є проміжним продуктом поліметалургійної переробки мідних, нікелевих і частково свинцевих руд і концентратів. Вони являють собою сплав сульфідів важких кольорових металів із сульфідами заліза, в якому розчинені домішки. Штейни утворюються у рідкому стані і практично не змішуються з рідкими шлаками, що дозволяє розділити їх простим відстоюванням.

Газ і пил, що утворюються у металургійному процесі, цілком визначаються типом перероблюваної сировини і особливостями самого процесу. Вихідні гази поділяються на топкові, які є продуктом спалювання палива, та технологічні, що утворюються завдяки хімічним реакціям між компонентами перероблюваної сировини. Основними компонентами газів кольорової металургії є: сірчаний ангідрид, діоксид і оксид вуглецю та пари води. Крім того в газах обов’язково присутній азот, вільний кисень, хлор, сполуки миш’яку та інші. Температура вихідних газів дорівнює 800 … 1300оС.

Розчини. Розчинами називають продукти процесу вилуджування (розчинення), в яких розчинена речовина знаходиться в стані молекулярного роздрібнення. Це робить їх досить стійкими, які не розділяються при тривалому стоянні. Найважливішою характеристикою розчинів є їхня концентрація, тобто відносна кількість даної речовини в розчині.

Кеки являють собою порошкоподібні матеріали. За природою утворення розрізняють два вида кеків:

– нерозчинені залишки вилуженого матеріалу;

– продукти (осади) цементаційного, коагуляційного або гравітаційного осадження розчинених металів у вільному стані або у формі нерозчинених хімічних сполук.

Іншими дуже численними різновидами продуктів металургійного процесу є окатиші, агломерати, спіки і сплави.

Географія галузі. Кольорова металургія України не дуже поширена через обмеженість різновидів руд та їх запасів. Сировинна база кольорової металургії України подана запасами алюмінієвої сировини (бокситів, нефелінів, алунітів), значними ресурсами титану, цирконію, магнієвої сировини. Розвідані також родовища інших рідкісних кольорових металів.

Виробничий комплекс галузі складається з гірничодобувних підприємств, збагачувальних фабрик, металургійних і металообробних заводів. В Україні діють Іршанський державний гірничо-збагачувальний комбінат (Житомирська область), де видобувають титанові руди, Верхньодніпровський гірничо-металургійний комбінат по видобутку титанових і цирконієвих руд, Побузький нікелевий завод, Артемівський завод по обробці кольорових металів, Торезький завод наплавочних твердих сплавів, Дніпропетровський алюмінієвий завод, Свердловський завод алюмінієвих сплавів (Луганська область), завод повторного свинцю «Укрцинк», Дніпропетровський завод твердих сплавів, напівпровідникових матеріалів та полікристалічного кремнію, Миколаївський глиноземний завод, Никитовський ртутний комбінат, Запорізький титаномагнієвий комбінат та інші підприємства.