Министерство образования и науки Российской
Федерации
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный
технологический университет»
Институт техносферной безопасности
Кафедра безопасности жизнедеятельности
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине Управление рисками, системный
анализ и моделирование .
(наименование
дисциплины)
на тему: Анализ риска аварийной
ситуации при бурении скважин .
(тема курсовой
работы)
Выполнил студент группы 15-ЗТМ-ТБ4 Гайворонский
Игорь Олегович.
(фамилия, имя, отчество)
Допущен к защите
Руководитель (нормоконтролер) работы_____________________________
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Защищен__________________
Оценка ___________________
(дата)
Члены комиссии_________________________________________________
___________________________________________________.
___________________________________________________.
(подпись,
дата, расшифровка подписи)
2015 г.
Министерство образования и
науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный
технологический университет»
(ФГБОУ ВПО «КубГТУ»)
Институт техносферной безопасности
Кафедра безопасности жизнедеятельности
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой, д.т.н., профессор
_____________С.Ю.Ксандопуло
____________________________
(дата)
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
Студенту
Гайворонский И.О. группы
15-ЗТМ-326 .
факультета
техносферной безопасности .
направления Промышленная
и экологическая безопасность в нефтегазовом
комплексе
20.04.01 .
(код и наименование
направления)
Тема проекта работы Анализ риска
аварийной ситуации при бурении скважин .
Содержание задания: проведение
анализа возможной аварийной ситуации
при бурении скважин; .
Объем работы:
а) пояснительная записка
25-35
с.
б) иллюстративная часть
-
листа формата А4
Рекомендуемая литература: Басарыгин Ю.М.
Осложнения и аварии при бурении нефтяных
и газовых скважин: учебник / Ю.М. Басарыгин,
А.И. Булатов, Ю.М. Проселков. - М.: Недра,
2000. - 679 с.
_________________________________________________________________
Срок выполнения: с « 22
» октября 2015 г. по
« 18
» января 2016 г.
Срок защиты:
« 06
» февраля 2016 г.
Дата выдачи задания:
« 22
» октября 2015 г.
Дата сдачи работы на кафедру:
« 18
» января 2016 г.
Руководитель работы__________________
(подпись)
Задание принял студент __________________Гайворонский
И.О.
(подпись)
Реферат
Пояснительная записка курсовой
работы 39 с., 4 рис., 3 табл., 11 источников.
Тема данной курсовой работы:
Анализ риска аварийной ситуации при бурении
скважин.
Цель курсовой работы: провести
анализ риска возможной аварийной ситуации
при ведении буровых работ.
В курсовой работе получены
знания об авариях при бурении, их классификации,
методах ликвидации и предупреждения.
Выявлены факторы, способствующие возникновению
аварий. Изучена методика анализа риска.
Выполнена оценка риска аварийной ситуации
при бурении скважин и проведен анализ
возможных последствий аварий. Рассмотрен
типовой сценарий аварии при ведении бурения
скважин. Предложены меры по предотвращению
и уменьшению риска возникновения аварийных
ситуаций.
Содержание
Введение 6
1 Нормативные ссылки 8
2 Термины и определения 8
3 Сокращения 9
4 Определение аварий
при бурении, их классификация и профилактика 9
4.1 Классификация
аварий 9
4.2 Прихват предметами,
упавшими в скважину 10
4.3 Профилактика аварий 11
5 Факторы, способствующие
возникновению аварий 11
5.1 Технические причины
аварий 11
5.2 Технологические
причины аварий 12
5.3 Организационные
причины аварий 13
6 Геологические причины
аварий 13
6.1 Наиболее часто
встречающиеся аварии 14
6.1.1 Заклинивание
долот 14
6.1.2 Аварии с крепью
скважины 16
6.1.3 Аварии с обсадными
трубами 16
6.2 Открытые аварийные
фонтаны 18
6.2.1 Классификация
фонтанов 20
7 Методика анализа
риска 21
7.1 Существующие методы
анализа риска 22
7.2 Показатели риска
аварий 25
7.3 Оценка риска аварийной
ситуации при бурении скважин 29
7.4 Оценка риска: анализ
возможных последствий аварий 30
8 Типовой сценарий
аварии при ведении бурения скважин 34
9 Меры по предотвращению
и уменьшению риска аварийных ситуаций 38
Заключение 40
Список использованных
источников 41
Введение
С развитием нефтегазовой промышленности
и увеличением объемов добычи полезных
ископаемых наиболее остро стали вставать
вопросы безопасности. Бурение - один из
начальных этапов добычи нефти и газа,
поэтому аварии, происходящие во время
этого процесса, оказывают большое влияние,
а именно: происходит задержка процесса
бурения, из-за чего увеличиваются затраты
на разработку. Поэтому если уменьшить
количество инцидентов, значит увеличить
прибыль, а так же сделать работу группы
буровиков более безопасной.
Актуальность темы: большинство
компаний стремится увеличить свою прибыль
экстенсивными способами (увеличением
количества скважин, рабочих и пр.), не
уделяя должного внимания вопросам безопасности.
Поэтому остается важным изучение аварий,
происходящих при бурении, их исследование
и поиск способов предотвращения, или,
если аварию уже не предотвратить, поиск
эффективных способов ликвидации последствий,
поскольку это поможет существенно снизить
стоимость бурения.
Осложнения и аварии при бурении
скважины является неотъемлемой, но нежелательной
частью строительства скважины. Осложнения
и аварии так или иначе встречаются при
бурение любой скважины, поэтому встает
вопрос об их ликвидации и предупреждение.
К сожалению, даже при использовании
современных достижений в области конструирования
и технологии сооружения скважин, зачастую
не удается избежать осложнений, препятствующих
скоростному и эффективному бурению. Наиболее
часто возникают такие осложнения, как
поглощения бурового промывочного и тампонажного
растворов, нефте-, водо- и газопроявления,
осыпи и обвалы стенок скважины, затяжки
и посадки бурового инструмента при спускоподъемных
операциях.
Мировой опыт последних лет
показывает, что практически все скважины
в той или иной степени осложнены технологической
несовместимостью отдельных интервалов
бурения. Именно поэтому в большинстве
случаев используют многоколонные конструкции
скважин и разнообразные по технологическим
свойствам буровые растворы.
Осложнения - это нарушение
непрерывности технологического процесса
строительства скважины при соблюдение
технологического проекта и правил ведения
буровых работ, вызванное явлением горно-геологическим
характера, а так же последствием стихийных
бедствий.
Виды осложнений:
- поглощение;
- проявления (выбросы, фонтаны);
- нарушение устойчивости стенок
скважины (осыпи и обвалы, набухание породы,
ползучесть, растворение породы, желобообразование);
- прихваты (дифференциальные
и механические);
Задачей курсовой работы является
охарактеризовать зоны возможных осложнений,
рассмотреть степень риска, варианты ликвидаций,
должны быть выполнены анализ и оценка
технологического риска, выделены зоны
риска в разрезе скважины, т.е. интервалы,
в которых возможно возникновение опасных
событий с указанием степени риска, и обоснованы
мероприятия по его снижению до приемлемого
уровня.
1 Нормативные ссылки
1. СТ РК ИСО 17776-2004 (ИСО 17776:2000,
IDT). Промышленность нефтяная и газовая.
Установки для добычи из морских месторождений
/ Руководящие указания по выбору инструментов
и методик для идентификации опасностей
и оценки риска.
2. Методические указания по
проведению анализа риска опасных производственных
объектов РД 03-418-01. Утвержденные постановлением
Госгортехнадзора РФ от 10 июля 2001 г. №
30.
2 Термины и определения
Авария - нарушение непрерывности
технологического процесса строительства
(бурения и испытания) скважины, требующее
для его ликвидации проведения специальных
работ, не предусмотренных проектом.
Обрывом называется авария,
характеризующаяся нарушением целостности
элементов бурильной колонны, находящейся
в скважине.
Аварийным прихватом следует
считать непредвиденный при сооружении
скважины процесс, характеризующийся
потерей подвижности колонны труб или
скважинных приборов, которая не восстанавливается
даже после приложения к ним максимально
допустимых нагрузок (с учетом запаса
прочности).
Аварийный фонтан - это неконтролируемое
поступление нефти и газа на поверхность
по стволу скважины, препятствующее проведению
бурения и связанное с разрушением элементов
оборудования и конструкции скважины.
Грифон - это неконтролируемое
поступление нефти, газа и воды на поверхность
по естественным и искусственным каналам,
происходящее в результате нарушения
естественной герметичности стволов скважин
при бурении и эксплуатации.
Чрезвычайная ситуация (ЧС)
- это обстановка на определенной территории,
сложившаяся в результате аварии, опасного
природного явления, катастрофы, стихийного
или иного бедствия, которая может повлечь
или повлекла за собой человеческие жертвы,
ущерб здоровью людей или окружающей природной
среде, а также значительные материальные
потери и нарушение условий жизнедеятельности.
Риск - это сочетание частоты
(вероятности) и последствий определенного
опасного события.
Оценка риска - это процесс,
используемый для определения степени
риска анализируемой опасности для здоровья
человека, имущества или окружающей среды.
Понятие "степень риска" идентично
понятию "риск".
3 Сокращения
ОПО – опасный производственный
объект;
СНиП – строительные нормы
и правила;
БУ – буровая установка;
ОС – окружающая среда;
ЧС – чрезвычайная ситуация;
ТУ – технические условия.
4 Определение аварий
при бурении, их классификация и профилактика
Аварией считается нарушение
непрерывности технологического процесса
строительства (бурения и испытания) скважины,
требующее для его ликвидации проведения
специальных работ, не предусмотренных
проектом. Аварии происходят из-за поломки,
оставления или падения в скважину элементов
обсадных или бурильных колонн, из-за неудачного
цементирования обсадных колонн, прихвата,
открытого фонтанирования и падения в
скважину различных предметов.
4.1 Классификация
аварий
По степени тяжести последствий
для производства аварии делятся на две
группы: простые и сложные. К сложным относятся
аварии, ликвидация которых длится более
3-5 сут., а также вызвавшие закрытие скважины
или существенное изменение ее глубины,
пространственного положения и конструкции.
В зависимости от характера
возникновений аварий выделяют следующие
группы:
- аварии с элементами бурильной
колонны;
- обрыв бурильных труб;
- аварии с долотами;
- прихваты бурильных и обсадных
колонн;
- аварии с обсадной колонной
и элементами ее оснастки;
- аварии из-за неудачного цементирования;
- аварии с забойными двигателями;
- падение в скважину посторонних
предметов;
- прочие аварии.
К авариям с элементами бурильной
колонны относится оставление в скважине
колонны бурильных труб или элементов
компоновки низа из-за: поломки или срыва
по резьбовой части; поломки по сварному
шву; поломки по сварному телу; поломки
ведущей трубы и элементов компоновки.
Обрывом называется авария,
характеризующаяся нарушением целостности
элементов бурильной колонны, находящейся
в скважине. Обрывы бурильных труб классифицируются
по качественно однородным признакам.
Формы обрыва бывают разные: клиновидные;
прямые; фигурные; спиралевидные. По месту
обрыва: в теле бурильных труб; в резьбовых
соединениях бурильных труб; в соединительных
переходниках бурильных труб.
С породоразрушающими инструментами
происходят следующие аварии:
- алмазные коронки - отрыв матриц;
поломка секторов и выкрашивание из них
алмазов; срыв резьб; слом тела в резьбовой
части;
- алмазные расширители - выпадение
алмазосодержащих штабиков; срыв резьбы;
слом тела в резьбовой части;
- твердосплавные долота истирающего
типа - выпадение твердосплавных резцов
(пластин); срыв резьбы; слом тела в резьбовой
части;
- шарошечные долота и расширители
- отрыв шарошки; скол и выпадение вооружения
шарошки (зубьев); срыв резьбы; слом тела
в резьбовой части.