Главни опасности из ваздуха у рударској индустрији укључује неколико врста честица, гасове који се јављају у природи, издувне гасове мотора и неке хемијске паре; главни физичке опасности су бука, сегментне вибрације, топлота, промене барометарског притиска и јонизујуће зрачење. Они се јављају у различитим комбинацијама у зависности од рудника или каменолома, његове дубине, састава руде и околних стена и метода(а) ископавања. Међу неким групама рудара који живе заједно на изолованим локацијама, такође постоји ризик од преношења неких заразних болести као што су туберкулоза, хепатитис (Б и Е) и вирус хумане имунодефицијенције (ХИВ). Изложеност рудара варира у зависности од посла, његове близине извору опасности и ефикасности метода контроле опасности.

Опасности од честица у ваздуху

Слободни кристални силицијум је најзаступљеније једињење у земљиној кори и, сходно томе, најчешћа прашина у ваздуху са којом се суочавају рудари и радници у каменолому. Слободни силицијум је силицијум диоксид који није хемијски везан ни са једним другим једињењем као силикат. Најчешћи облик силицијум диоксида је кварц, иако се може појавити и као тридимит или кристобалит. Честице које се могу удахнути се формирају кад год се стена која садржи силицијум буши, пескара, дроби или на други начин уситњава у фине честице. Количина силицијум диоксида у различитим врстама стена варира, али није поуздан показатељ колико се прашине силицијум диоксида може наћи у узорку ваздуха. Није неуобичајено, на пример, пронаћи 30% слободног силицијум диоксида у стени, али 10% у узорку ваздуха, и обрнуто. Пешчаник може бити до 100% силицијум диоксида, гранит до 40%, шкриљац, 30%, са мањим уделом у другим минералима. До изложености може доћи у било ком рударском раду, површинском или подземном, где се силицијум налази у јаловини површинског рудника или на плафону, поду или лежишту руде подземног рудника. Силицијум се може распршити ветром, саобраћајем возила или машинама за земљане радове.

Уз довољно излагања, силицијум може да изазове силикозу, типичну пнеумокониозу која се подмукло развија након година излагања. Изузетно велика изложеност може изазвати акутну или убрзану силикозу у року од неколико месеци са значајним оштећењем или смрћу која се јавља у року од неколико година. Изложеност силицијум диоксиду је такође повезана са повећаним ризиком од туберкулозе, рака плућа и неких аутоимуних болести, укључујући склеродерму, системски еритематозни лупус и реуматоидни артритис. Чини се да је свеже изломљена силицијумска прашина реактивнија и опаснија од старе или устајале прашине. Ово може бити последица релативно већег површинског набоја на свеже формираним честицама.

Најчешћи процеси који производе силицијум прашину која се може удисати у рударству и вађењу су бушење, минирање и сечење стена које садрже силицијум диоксид. Већина рупа избушених за минирање ради се ударном бушилицом на ваздушни погон монтираном на трактор гусеничару. Рупа је направљена комбинацијом ротације, удара и потиска бургије. Како се рупа продубљује, додају се челичне шипке за бушење за повезивање бургије са извором напајања. Ваздух не само да покреће бушење, он такође издувава струготине и прашину из рупе која, ако се не контролише, убацује велике количине прашине у околину. Ручни чекић или бушилица ради на истом принципу, али у мањем обиму. Овај уређај преноси значајну количину вибрација на руковаоца, а самим тим и ризик од вибрација белог прста. Вибрација белог прста пронађена је међу рударима у Индији, Јапану, Канади и другде. Гусеничарска бушилица и чекић се такође користе у грађевинским пројектима где се камен мора избушити или разбити да би се направио аутопут, за разбијање стене за темељ, за поправке путева и друге сврхе.

Контроле прашине за ове бушилице су развијене и ефикасне. Водена магла, понекад са детерџентом, се убризгава у ваздух за издувавање који помаже честицама прашине да се споје и испадну. Превише воде доводи до стварања моста или крагне између челика за бушење и бочне стране рупе. Они се често морају сломити да би се уклонио бит; премало воде је неефикасно. Проблеми са овом врстом контроле укључују смањење брзине бушења, недостатак поузданог снабдевања водом и истискивање уља што доводи до повећаног хабања подмазаних делова.

Друга врста контроле прашине на бушилицама је врста локалне издувне вентилације. Обрнути проток ваздуха кроз челик за бушење повлачи део прашине и крагну око бургије са каналима и вентилатором за уклањање прашине. Они раде боље од горе описаних мокрих система: бургије трају дуже и брзина бушења је већа. Међутим, ове методе су скупље и захтевају више одржавања.

Остале команде које обезбеђују заштиту су кабине са филтрираним и евентуално климатизованим доводом ваздуха за руковаоце бушилицама, оператере булдожера и возаче возила. Одговарајући респиратор, правилно постављен, може се користити за заштиту радника као привремено решење или ако се сви други покажу неефикасним.

Излагање силицијуму се такође дешава у каменоломима који морају да исеку камен до одређених димензија. Најчешћи савремени начин сечења камена је коришћењем каналног горионика на дизел гориво и компримовани ваздух. Ово резултира неким честицама силицијум диоксида. Најзначајнији проблем код каналских горионика је бука: када се горионик први пут упали и када изађе из реза, ниво звука може да пређе 120 дБА. Чак и када је уроњен у рез, бука је око 115 дБА. Алтернативна метода за сечење камена је употреба воде под високим притиском.

Често причвршћен за каменолом или у близини каменолома је млин у коме се комади обликују у готовији производ. Осим ако не постоји веома добра локална издувна вентилација, изложеност силицијум диоксиду може бити велика јер се вибрирајући и ротирајући ручни алати користе за обликовање камена у жељени облик.

Прашина рудника угља која се може удисати представља опасност у подземним и површинским рудницима угља и у објектима за прераду угља. То је мешана прашина, која се углавном састоји од угља, али може укључивати и силицијум, глину, кречњак и другу минералну прашину. Састав рудничке прашине варира у зависности од слоја угља, састава околних слојева и метода рударења. Рудничка прашина настаје минирањем, бушењем, сечењем и транспортом угља.

Више прашине ствара се механизованим рударењем него ручним методама, а неке методе механизованог рударења производе више прашине од других. Машине за сечење које уклањају угаљ са ротирајућим бубњевима начичканим пијуцима су главни извори прашине у механизованим рударским операцијама. То укључује такозване континуиране рударе и машине за дуговано рударство. Машине за рударење дугих зидова обично производе веће количине прашине него друге методе рударења. Распршивање прашине може настати и код померања штитова у дугим коповима и при преношењу угља са возила или покретне траке на неко друго транспортно средство.

Рудничка прашина изазива пнеумокониозу радника угља (ЦВП) и доприноси појави хроничних болести дисајних путева као што су хронични бронхитис и емфизем. Угаљ високог ранга (нпр. са високим садржајем угљеника као што је антрацит) је повезан са већим ризиком од ЦВП. Постоје и неке реуматоидне реакције на прашину рудника угља.

Генерисање рудничке прашине може се смањити променама у техникама сечења угља, а њено распршивање се може контролисати употребом адекватне вентилације и водених спреја. Ако се смањи брзина ротације бубњева за сечење и повећа брзина трамваја (брзина којом бубањ напредује у угљени слој), стварање прашине се може смањити без губитака у продуктивности. У експлоатацији уздужних стијена, стварање прашине се може смањити резањем угља у једном пролазу (а не два) преко чеоне и трамвацијом назад без сечења или сечењем за чишћење. Дисперзија прашине на деловима уздужног зида може се смањити хомотропним рударењем (тј. ланчани транспортер на чеоној страни, глава резача и ваздух који путују у истом смеру). Нова метода сечења угља, користећи ексцентричну резну главу која континуирано сече окомито на зрно наслага, чини се да ствара мање прашине од конвенционалне кружне главе за сечење.

Адекватна механичка вентилација која тече прво преко рударске посаде, а затим до и преко лица рударства може смањити изложеност. Помоћна локална вентилација на радној површини, коришћењем вентилатора са каналима и перачем, такође може смањити изложеност обезбеђивањем локалне издувне вентилације.

Водени спрејеви, стратешки постављени близу главе резача и одбацују прашину од рудара ка лицу, такође помажу у смањењу изложености. Сурфактанти пружају одређену корист у смањењу концентрације угљене прашине.

Изложеност азбесту јавља се међу рударима азбеста и у другим рудницима где се азбест налази у руди. Међу рударима широм света, изложеност азбесту је повећала ризик од рака плућа и мезотелиома. Такође је повећао ризик од азбестозе (друге пнеумокониозе) и болести дисајних путева.

Издувни гас дизел мотора је сложена мешавина гасова, пара и честица. Најопаснији гасови су угљен-моноксид, азот-оксид, азот-диоксид и сумпор-диоксид. Постоји много испарљивих органских једињења (ВОЦ), као што су алдехиди и несагорели угљоводоници, полициклични ароматични угљоводоници (ПАХ) и нитро-ПАХ једињења (Н-ПАХ). ПАХ и Н-ПАХ једињења се такође адсорбују на честице дизела. Азотни оксиди, сумпор-диоксид и алдехиди су сви акутни респираторни иританти. Многа једињења ПАХ и Н-ПАХ су канцерогена.

Дизел честице се састоје од угљеничних честица малог пречника (1 мм у пречнику) које су кондензоване из издувних гасова и често се агрегирају у ваздуху у грудвице или низове. Све ове честице се могу удисати. Дизел честице и друге честице сличне величине су канцерогене за лабораторијске животиње и изгледа да повећавају ризик од рака плућа код изложених радника у концентрацијама изнад око 0.1 мг/м³. Рудари у подземним рудницима доживљавају изложеност честицама дизела на знатно вишим нивоима. Међународна агенција за истраживање рака (ИАРЦ) сматра да су честице дизела могући канцероген.

Производња издувних гасова дизела може се смањити дизајном мотора и висококвалитетним, чистим горивом са ниским садржајем сумпора. Мотори и гориво са ниским цетанским бројем и ниским садржајем сумпора производе мање честица. Употреба горива са ниским садржајем сумпора смањује стварање СО₂ и од честица. Филтери су ефикасни и изводљиви и могу да уклоне више од 90% честица дизела из издувног тока. Филтери су доступни за моторе без перача и за моторе са водом или сувим перачима. Угљен моноксид се може значајно смањити помоћу катализатора. Оксиди азота се формирају кад год су азот и кисеоник под високим притиском и температуром (тј. унутар цилиндра дизела) и, сходно томе, теже их је елиминисати.

Концентрација распршених дизел честица може се смањити у подземном руднику адекватном механичком вентилацијом и ограничењима употребе дизел опреме. Свако возило на дизел мотор или друга машина ће захтевати минималну количину вентилације да би се разблажили и уклонили издувни производи. Количина вентилације зависи од величине мотора и његове употребе. Ако више од једног комада опреме са дизел погоном ради у једном ваздушном току, вентилација ће морати да се повећа да би се издувни гасови разблажили и уклонили.

Опрема на дизел мотор може повећати ризик од пожара или експлозије јер емитује вруће издувне гасове, са пламеном и варницама, а високе површинске температуре могу запалити нагомилану угљену прашину или други запаљиви материјал. Површинска температура дизел мотора мора да се одржава испод 305 °Ф (150 °Ц) у рудницима угља како би се спречило сагоревање угља. Пламен и варнице из издувних гасова могу се контролисати помоћу скрубера да би се спречило паљење угљене прашине и метана.

Гасови и испарења

Табела 1 наводи гасове који се обично налазе у рудницима. Најважнији природни гасови су метан хидроген сулфид у рудницима угља и радона у уранијуму и другим рудницима. Недостатак кисеоника је могућ у било ком. Метан је запаљив. Већина експлозија рудника угља је резултат паљења метана и често су праћене снажнијим експлозијама изазваним угљеном прашином која је суспендована ударом првобитне експлозије. Кроз историју вађења угља, пожари и експлозије су били главни узрок смрти хиљада рудара. Ризик од експлозије се може смањити разблаживањем метана испод његове доње границе експлозивности и забраном потенцијалних извора паљења у областима лица, где је концентрација обично највећа. Запрашивање ребара рудника (зида), пода и плафона несагоривим кречњаком (или другом незапаљивом каменом прашином која не садржи силицијум) помаже у спречавању експлозија прашине; ако прашина суспендована ударом експлозије метана није запаљива, неће доћи до секундарне експлозије.

Табела 1. Уобичајени називи и здравствени ефекти опасних гасова који се јављају у рудницима угља

Радон је природни радиоактивни гас који је пронађен у рудницима уранијума, рудницима калаја и неким другим рудницима. У рудницима угља није пронађен. Примарна опасност повезана са радоном је да је извор јонизујућег зрачења, о чему се говори у наставку.

Остале опасности од гасова укључују респираторне иритације које се налазе у издувним гасовима дизел мотора и нуспроизводима експлозије. Угљен моноксид налази се не само у издувним гасовима мотора већ и као последица минских пожара. Током пожара у руднику, ЦО може да достигне не само смртоносне концентрације, већ може постати и опасност од експлозије.

Азотни оксиди (НО_x), првенствено НЕ и НЕ₂, настају од дизел мотора и као нуспроизвод минирања. У моторима, НЕ_x настају као инхерентни нуспроизвод убацивања ваздуха, од чега 79% азота и 20% кисеоника, у условима високе температуре и притиска, самих услова неопходних за функционисање дизел мотора. Производња НО_x може се донекле смањити одржавањем мотора што је могуће хладнијим и повећањем вентилације ради разблаживања и уклањања издувних гасова.

НЕ_x је такође нуспроизвод минирања. Током минирања, рудари се уклањају са подручја где ће доћи до минирања. Конвенционална пракса да се избегне прекомерно излагање азотним оксидима, прашини и другим последицама минирања је да се сачека док вентилација рудника не уклони довољну количину нуспроизвода минирања из рудника пре него што поново уђе у подручје у усисном дисајном путу.

Недостатак кисеоника може настати на много начина. Кисеоник се може заменити неким другим гасом, као што је метан, или се може потрошити или сагоревањем или микробима у ваздушном простору без вентилације.

Постоји низ других опасности из ваздуха којима су изложене одређене групе рудара. Изложеност пари живе, а тиме и ризик од тровања живом, представља опасност међу рударима и млинарима злата и међу рударима живе. Изложеност арсену и ризик од рака плућа јавља се међу рударима злата и рударима олова. Изложеност никлу, а тиме и ризику од рака плућа и кожних алергија, јавља се међу рударима никла.

Неке пластике налазе примену и у рудницима. Ови укључују уреа-формалдехид полиуретанске пене, од којих су оба пластика направљена на месту. Користе се за затварање рупа и побољшање вентилације и за боље сидрење кровних носача. Формалдехид и изоцијанати, два почетна материјала за ове две пене, надражују дисајне путеве и оба могу изазвати алергијску сензибилизацију, што чини скоро немогућим за сензибилизоване рударе да заобиђу било који састојак. Формалдехид је канцероген за људе (ИАРЦ група 1).

Fizičke opasnosti

Бука је свеприсутан у рударству. Генерише се моћним машинама, вентилаторима, минирањем и транспортом руде. Подземни рудник обично има ограничен простор и тако ствара поље које одјекује. Изложеност буци је већа него да су исти извори у отворенијем окружењу.

Изложеност буци може се смањити коришћењем конвенционалних средстава за контролу буке на рударским машинама. Преноси се могу утишати, мотори се могу боље пригушити, а хидрауличне машине такође могу бити утишане. Канали могу бити изоловани или обложени материјалима који апсорбују звук. Штитници за слух у комбинацији са редовним аудиометријским тестирањем често су неопходни да би се сачувао слух рудара.

Јонизујућег зрачења представља опасност у рударској индустрији. Радон се може ослободити из камена док се отпушта минирањем, али може ући иу рудник кроз подземне токове. То је гас и стога се преноси ваздухом. Радон и производи његовог распадања емитују јонизујуће зрачење, од којих неки имају довољно енергије да производе ћелије рака у плућима. Као резултат тога, стопа смртности од рака плућа међу рударима уранијума је повишена. За рударе који пуше, стопа смртности је много већа.

Топлота представља опасност и за подземне и за површинске рударе. У подземним рудницима, главни извор топлоте је из саме стене. Температура стене расте за око 1 °Ц на сваких 100 м дубине. Други извори топлотног стреса укључују количину физичке активности коју радници обављају, количину ваздуха који циркулише, температуру и влажност амбијенталног ваздуха и топлоту коју производи рударска опрема, углавном опрема на дизел мотор. Веома дубоки рудници (дубље од 1,000 м) могу представљати значајне топлотне проблеме, са температуром ребара рудника око 40 °Ц. За површинске раднике, физичка активност, близина врућих мотора, температура ваздуха, влажност и сунчева светлост су главни извори топлоте.

Смањење топлотног стреса може се постићи хлађењем машина на високим температурама, ограничавањем физичке активности и обезбеђивањем адекватних количина воде за пиће, заклона од сунца и адекватне вентилације. За површинске машине, климатизоване кабине могу заштитити оператера опреме. У дубоким рудницима у Јужној Африци, на пример, подземне јединице за климатизацију се користе да обезбеде извесно олакшање, а залихе прве помоћи су доступне за решавање топлотног стреса.

Многи рудници раде на великим висинама (нпр. већим од 4,600 м), и због тога рудари могу доживети висинску болест. Ово се може погоршати ако путују напред-назад између рудника на великој надморској висини и нормалнијег атмосферског притиска.

Назад

Општи профил

Сирова нафта и природни гасови су мешавине молекула угљоводоника (органска једињења атома угљеника и водоника) које садрже од 1 до 60 атома угљеника. Особине ових угљоводоника зависе од броја и распореда атома угљеника и водоника у њиховим молекулима. Основни молекул угљоводоника је 1 атом угљеника повезан са 4 атома водоника (метан). Све друге варијације нафтних угљоводоника еволуирају из овог молекула. Угљоводоници који садрже до 4 атома угљеника су обично гасови; они са 5 до 19 атома угљеника су обично течности; а они са 20 или више су чврсте материје. Поред угљоводоника, сирова нафта и природни гасови садрже једињења сумпора, азота и кисеоника заједно са количинама метала и других елемената у траговима.

Верује се да су сирова нафта и природни гас настали милионима година распадањем вегетације и морских организама, сабијених под тежином седиментације. Пошто су нафта и гас лакши од воде, они су се подигли да попуне празнине у овим формацијама изнад. Ово узлазно кретање је престало када су нафта и гас достигли густе, прекривене, непропусне слојеве или непорозне стене. Нафта и гас су испунили просторе у порозним слојевима стена и природним подземним резервоарима, као што су засићени пескови, са лакшим гасом на врху теже нафте. Ови простори су првобитно били хоризонтални, али је померање земљине коре створило џепове, зване раседи, антиклинале, слане куполе и стратиграфске замке, где су се нафта и гас сакупљали у резервоарима.

Нафта из шкриљаца

Уље из шкриљаца, или кероген, је мешавина чврстих угљоводоника и других органских једињења која садрже азот, кисеоник и сумпор. Екстрахује се, загревањем, из стене зване уљни шкриљци, дајући од 15 до 50 галона нафте по тони стене.

Истраживање и производња је уобичајена терминологија која се примењује на онај део нафтне индустрије који је одговоран за истраживање и откривање нових налазишта сирове нафте и гаса, бушење бунара и изношење производа на површину. Историјски гледано, сирова нафта, која је природно исцурила на површину, сакупљала се за употребу као лек, заштитни премаз и гориво за лампе. Пропуштање природног гаса забележено је као пожари који горе на површини земље. Тек 1859. године развијене су методе бушења и добијања великих комерцијалних количина сирове нафте.

Сирова нафта и природни гас се налазе широм света, испод земље и воде, на следећи начин:

• Интерконтинентални басен западне хемисфере (америчка обала залива, Мексико, Венецуела)
• Блиски исток (Арапско полуострво, Персијски залив, Црно и Каспијско море)
• Индонезија и Јужно кинеско море
• Северна и Западна Африка (Сахара и Нигерија)
• Северна Америка (Аљаска, Њуфаундленд, Калифорнија и средњи континент Сједињених Држава и Канаде)
• Далеки исток (Сибир и Кина)
• Северно море.

На сликама 1 и 2 приказана је светска производња сирове нафте и природног гаса за 1995. годину.

Слика 1. Светска производња сирове нафте за 1995. годину

Слика 2. Светска производња течности постројења природног гаса – 1995. година

Називи сирове нафте често идентификују и врсту сирове нафте и подручја у којима су првобитно откривене. На пример, прва комерцијална сирова нафта, Пеннсилваниа Цруде, добила је име по месту порекла у Сједињеним Државама. Други примери су Сауди Лаки и Венецуелански Хеави. Две референтне сировине које се користе за одређивање светских цена су Текас Лигхт Свеет и Нортх Сеа Брент.

Класификација сирових уља

Сирова уља су сложене мешавине које садрже много различитих, појединачних једињења угљоводоника; разликују се по изгледу и саставу од једног нафтног поља до другог, а понекад се чак разликују и од бушотина које су релативно близу једна другој. Конзистенција сирових уља варира од воденасте до чврсте материје налик катрану, а боје од бистре до црне. „Просечна“ сирова нафта садржи око 84% угљеника; 14% водоника; 1 до 3% сумпора; а мање од 1% азота, кисеоника, метала и соли. Погледајте табелу 1 и табелу 2.

Табела 1. Типичне приближне карактеристике и својства и потенцијал бензина различитих типичних сирових уља.

* Репрезентативни просечни бројеви.

Табела 2. Састав сирове нафте и природног гаса

Угљоводоници

парафини: Парафински засићени ланац типа угљоводоника (алифатски) молекули у сировој нафти имају формулу Ц_nH_{КСНУМКСн + КСНУМКС}, и могу бити или равни ланци (нормални) или разгранати ланци (изомери) атома угљеника. Лакши, равноланчани молекули парафина налазе се у гасовима и парафинским восковима. Парафини разгранатог ланца се обично налазе у тежим фракцијама сирове нафте и имају већи октански број од нормалних парафина.

Аромати: Аромати су незасићена угљоводонична (циклична) једињења типа прстена. Нафталени су спојена ароматична једињења са двоструким прстеном. Најсложенији аромати, полинуклеари (три или више спојених ароматичних прстенова), налазе се у тежим фракцијама сирове нафте.

Напхтхенес: Нафтени су групе угљоводоника са засићеним прстеном, са формулом
C_nH_2n, распоређених у облику затворених прстенова (цикличних), налазе се у свим фракцијама сирове нафте осим у најлакшим. Преовлађују нафтени са једним прстеном (моно-циклопарафини) са 5 и 6 атома угљеника, док се нафтени са два прстена (дициклопарафини) налазе у тежим крајевима нафте.

Не-угљоводоници

Сумпор и једињења сумпора: Сумпор је присутан у природном гасу и сировој нафти као водоник сулфид (Х₂С), као једињења (тиоли, меркаптани, сулфиди, полисулфиди, итд.) или као елементарни сумпор. Сваки гас и сирова нафта имају различите количине и врсте једињења сумпора, али су по правилу удео, стабилност и сложеност једињења већи код тежих фракција сирове нафте.

Једињења сумпора названа меркаптани, која испољавају различите мирисе који се могу детектовати при веома ниским концентрацијама, налазе се у гасу, сировој нафти и дестилатима. Најчешћи су метил и етил меркаптани. Меркаптани се често додају комерцијалном гасу (ЛНГ и ЛПГ) да би се обезбедио мирис за детекцију цурења.

Потенцијал за излагање токсичним нивоима Х₂С постоји када се ради у бушењу, производњи, транспорту и преради сирове нафте и природног гаса. Сагоревање нафтних угљоводоника који садрже сумпор производи непожељне супстанце као што су сумпорна киселина и сумпор-диоксид.

Једињења кисеоника: Једињења кисеоника, као што су феноли, кетони и карбоксилне киселине, налазе се у сировим уљима у различитим количинама.

Једињења азота: Азот се налази у лакшим фракцијама сирове нафте као базна једињења, а чешће у тежим фракцијама сирове нафте као небазна једињења која такође могу укључивати метале у траговима.

Метали у траговима: Количине у траговима, или мале количине метала, укључујући бакар, никл, гвожђе, арсен и ванадијум, често се налазе у сировим нафтама у малим количинама.

Неорганске соли: Сирова уља често садрже неорганске соли, као што су натријум хлорид, магнезијум хлорид и калцијум хлорид, суспендоване у сировом материјалу или растворене у увученој води (саламуру).

Угљен диоксид: Угљен-диоксид може настати као резултат разградње бикарбоната присутних у сировој сировини или додатих у сирову, или из паре која се користи у процесу дестилације.

Нафтенске киселине: Нека сирова уља садрже нафтенске (органске) киселине, које могу постати корозивне на температурама изнад 232 °Ц када је киселинска вредност сирове нафте изнад одређеног нивоа.

Радиоактивни материјали који се нормално јављају: Радиоактивни материјали који се нормално појављују (НОРМ) су често присутни у сировој нафти, у лежиштима и исплаци за бушење и могу представљати опасност од ниског нивоа радиоактивности.

Релативно једноставни тестови сирове нафте се користе за класификацију сирових уља на парафинске, нафтенске, ароматичне или мешане, на основу преовлађујуће пропорције сличних молекула угљоводоника. Нафта са мешаном базом има различите количине сваке врсте угљоводоника. Једна метода анализе (УС Буреау оф Минес) је заснована на дестилацији, а друга метода (УОП „К“ фактор) заснована је на гравитацији и тачкама кључања. Свеобухватније анализе сирове нафте се спроводе да би се одредила вредност сирове нафте (тј. њен принос и квалитет корисних производа) и параметри прераде. Сирова уља се обично групишу према структури приноса, при чему је високооктански бензин један од пожељнијих производа. Рафинеријске сировине сирове нафте обично се састоје од мешавине две или више различитих сирових уља.

Сирова уља су такође дефинисана у смислу АПИ (специфичне) тежине. На пример, теже сирове нафте имају ниску АПИ гравитацију (и високу специфичну тежину). Сирова нафта са ниским АПИ-јем може имати или високу или ниску тачку паљења, у зависности од њених најлакших крајева (испарљивији састојци). Због важности температуре и притиска у процесу рафинације, сирова уља се даље класификују према вискозитету, тачки течења и опсегу кључања. Узимају се у обзир и друге физичке и хемијске карактеристике, као што су боја и садржај угљеничних остатака. Сирова уља са високим садржајем угљеника, малом водоником и ниском гравитацијом АПИ обично су богата ароматима; док су они са ниским садржајем угљеника, високим водоником и високом гравитацијом АПИ обично богати парафинима.

Сирова уља која садрже значајне количине водоник-сулфида или других реактивних сумпорних једињења називају се „кисела“. Оне са мање сумпора називају се „слатким“. Неки изузеци од овог правила су сирове нафте Западног Тексаса (које се увек сматрају „киселим“ без обзира на њихов Х₂садржај С) и арапске сировине са високим садржајем сумпора (које се не сматрају „киселим“ јер њихова једињења сумпора нису високо реактивна).

Компримовани природни гас и течни угљоводонични гасови

Састав угљоводоничних гасова који се јављају у природи је сличан сировим нафима по томе што садрже мешавину различитих молекула угљоводоника у зависности од њиховог извора. Могу се вадити као природни гас (скоро без течности) из гасних поља; гас повезан са нафтом који се екстрахује са нафтом из гасних и нафтних поља; и гас из гасно-кондензатних поља, где неке од течних компоненти нафте прелазе у гасовито стање када је притисак висок (10 до 70 мПа). Када се притисак смањи (на 4 до 8 мПа), кондензат који садржи теже угљоводонике се одваја од гаса кондензацијом. Гас се извлачи из бунара који досежу до 4 км или више дубине, са притисцима у шавовима који варирају од 6.4 мПа до чак 3 мПа. (Погледајте слику 70.)

Слика 3. Бушотина природног гаса на мору постављена у 87.5 метара воде у области Питас Поинт на каналу Санта Барбара, јужна Калифорнија

Америцан Петролеум Институте

Природни гас садржи 90 до 99% угљоводоника, који се претежно састоје од метана (најједноставнији угљоводоник) заједно са мањим количинама етана, пропана и бутана. Природни гас такође садржи трагове азота, водене паре, угљен-диоксида, водоник-сулфида и повремених инертних гасова као што су аргон или хелијум. Природни гасови који садрже више од 50 г/м³ угљоводоника са молекулима од три или више атома угљеника (Ц₃ или више) класификовани су као „мршави“ гасови.

У зависности од тога како се користи као гориво, природни гас се компресује или течни. Природни гас са поља гаса и гасног кондензата се прерађује на терену како би испунио специфичне критеријуме транспорта пре него што се компримује и убацује у гасоводе. Ова припрема обухвата уклањање воде помоћу сушара (дехидратори, сепаратори и грејачи), уклањање уља помоћу коалесцентних филтера и уклањање чврстих материја филтрацијом. Водоник-сулфид и угљен-диоксид се такође уклањају из природног гаса, тако да не кородирају цевоводе и опрему за транспорт и компресију. Пропан, бутан и пентан, присутни у природном гасу, такође се уклањају пре преноса тако да се неће кондензовати и формирати течности у систему. (Погледајте одељак „Производња и прерада природног гаса.“)

Природни гас се транспортује цевоводима од гасних поља до постројења за течење, где се компримује и хлади на приближно –162 ºЦ да би се добио течни природни гас (ЛНГ) (види слику 4). Састав ЛНГ-а се разликује од природног гаса због уклањања неких нечистоћа и компоненти током процеса течења. ЛНГ се првенствено користи за повећање залиха природног гаса током периода највеће потражње и за снабдевање гасом у удаљеним областима далеко од главних гасовода. Регасификује се додавањем азота и ваздуха како би био упоредив са природним гасом пре него што се унесе у гасоводе. ЛНГ се такође користи као гориво за моторна возила као алтернатива бензину.

Слика 4. Највећа светска ЛНГ фабрика у Арзеву, Алжир

Америцан Петролеум Институте

Гасови повезани са нафтом и гасови из кондензата класификовани су као „богати“ гасови, јер садрже значајне количине етана, пропана, бутана и других засићених угљоводоника. Гасови повезани са нафтом и кондензат се одвајају и претварају у течни како би се добио течни нафтни гас (ЛПГ) компресијом, адсорпцијом, апсорпцијом и хлађењем у постројењима за прераду нафте и гаса. Ова гасна постројења такође производе природни бензин и друге угљоводоничне фракције.

За разлику од природног гаса, гаса повезаног са нафтом и гаса кондензата, гасови прераде нафте (произведени као нуспроизводи прераде у рафинерији) садрже значајне количине водоника и незасићених угљоводоника (етилен, пропилен и тако даље). Састав гасова за прераду нафте зависи од сваког специфичног процеса и сирове нафте која се користи. На пример, гасови добијени као резултат термичког крекинга обично садрже значајне количине олефина, док они добијени каталитичким крекингом садрже више изобутана. Гасови пиролизе садрже етилен и водоник. Састав природних гасова и типичних гасова за прераду нафте приказан је у табели 3.

Табела 3. Типични приближни састав природних и нафтних гасова (проценти по запремини)

Запаљиви природни гас, са топлотном вредношћу од 35.7 до 41.9 МЈ/м³ (8,500 до 10,000 кцал/м³), првенствено се користи као гориво за производњу топлоте у домаћинству, пољопривреди, комерцијалној и индустријској примени. Природни гас угљоводоник се такође користи као сировина за петрохемијске и хемијске процесе. Синтетички гас (ЦО + Х₂) се прерађује из метана оксигенацијом или конверзијом водене паре и користи се за производњу амонијака, алкохола и других органских хемикалија. Компримовани природни гас (ЦНГ) и течни природни гас (ЛНГ) се користе као гориво за моторе са унутрашњим сагоревањем. Течни нафтни гасови за прераду нафте (ЛПГ) имају веће топлотне вредности од 93.7 МЈ/м³ (пропан) (22,400 кцал/м³) и 122.9 МЈ/м³ (бутан) (29,900 кцал/м³⁾ и користе се као гориво у домовима, предузећима и индустрији, као иу моторним возилима (НФПА 1991). Незасићени угљоводоници (етилен, пропилен и тако даље) добијени из гасова прераде нафте могу се претворити у високооктански бензин или користити као сировине у петрохемијској и хемијској прерађивачкој индустрији.

Особине угљоводоничних гасова

Према Америчком националном удружењу за заштиту од пожара, запаљиви (запаљиви) гасови су они који сагоревају у концентрацијама кисеоника које су нормално присутне у ваздуху. Сагоревање запаљивих гасова је слично оном запаљивих течних пара угљоводоника, пошто је потребна специфична температура паљења да би се покренула реакција сагоревања и сваки ће сагорети само у одређеном дефинисаном опсегу мешавина гаса и ваздуха. Запаљиве течности имају а температура паљења (температура (увек испод тачке кључања) на којој емитују довољно испарења за сагоревање). Не постоји очигледна тачка паљења запаљивих гасова, пошто су они нормално на температурама изнад својих тачака кључања, чак и када су у течном стању, и стога су увек на температурама које су знатно веће од својих тачака паљења.

Америчко национално удружење за заштиту од пожара (1976) дефинише компримоване и течне гасове, на следећи начин:

• „Компресовани гасови су они који при свим нормалним атмосферским температурама унутар својих контејнера постоје само у гасовитом стању под притиском.
• „Течни гасови су они који на нормалним атмосферским температурама унутар својих контејнера, постоје делимично у течном, а делом у гасовитом стању, и под притиском су све док било каква течност остаје у контејнеру.

Главни фактор који одређује притисак унутар посуде је температура ускладиштене течности. Када је изложен атмосфери, течни гас веома брзо испарава, путујући дуж површине земље или воде осим ако се не распрши у ваздух ветром или механичким кретањем ваздуха. На нормалним атмосферским температурама, око једне трећине течности у посуди ће испарити.

Запаљиви гасови се даље класификују на гас за гориво и индустријски гас. Горивни гасови, укључујући природни гас и течни нафтни гас (пропан и бутан), сагоревају се са ваздухом да би се произвела топлота у пећницама, пећима, бојлерима и бојлерима. Запаљиви индустријски гасови, као што је ацетилен, користе се у операцијама обраде, заваривања, сечења и термичке обраде. Разлике у својствима течног природног гаса (ТНГ) и течних нафтних гасова (ТНГ) приказане су у табели 3.

У потрази за нафтом и гасом

Потрага за нафтом и гасом захтева познавање географије, геологије и геофизике. Сирова нафта се обично налази у одређеним типовима геолошких структура, као што су антиклинале, раседне замке и слане куполе, које леже испод различитих терена и у широком спектру климе. Након одабира области од интереса, спроводи се много различитих типова геофизичких истраживања и мерења како би се добила прецизна процена подземних формација, укључујући:

• Магнетометријска истраживања. Магнетометри окачени са авиона мере варијације у магнетном пољу Земље како би лоцирали седиментне стенске формације које генерално имају ниске магнетне особине у поређењу са другим стенама.
• Аерофотограметријска снимања. Фотографије снимљене специјалним камерама у авионима дају тродимензионални приказ земље који се користи за одређивање копнених формација са потенцијалним налазиштима нафте и гаса.
• Гравиметријска истраживања. Пошто велике масе густе стене повећавају привлачење гравитације, гравиметри се користе за пружање информација о основним формацијама мерењем ситних разлика у гравитацији.
• Сеизмичка истраживања. Сеизмичке студије пружају информације о општим карактеристикама подземне структуре (види слику 5). Мерења се добијају од ударних таласа насталих одлагањем експлозивних пуњења у рупама малог пречника, употребом вибрирајућих или ударних уређаја на копну и у води, као и од подводних експлозија компримованог ваздуха. Протекло време између почетка ударног таласа и повратка еха се користи за одређивање дубине рефлектујуће подлоге. Недавна употреба супер-компјутера за генерисање тродимензионалних слика увелико побољшава процену резултата сеизмичког испитивања.

Слика 5. Саудијска Арабија, сеизмичке операције

Америцан Петролеум Институте

• Радиографски прегледи. Радиографија је употреба радио таласа за пружање информација сличних онима добијеним из сеизмичких истраживања.
• Стратиграфска истраживања. Стратиграфско узорковање је анализа језгара подземних слојева стена на трагове гаса и нафте. Цилиндрична дужина стене, која се назива језгро, сече шупљим сврдлом и гура се у цев (буре са језгром) причвршћену за сврдло. Језгро се извлачи на површину и језгро се уклања ради анализе.

Када истраживања и мерења укажу на присуство формација или слојева који могу да садрже нафту, истражне бушотине се буше како би се утврдило да ли су нафта или гас заиста присутни или не и, ако јесте, да ли су доступни и доступни у комерцијално одрживим количинама.

Оффсхоре Оператионс

Иако је прва нафтна бушотина на мору избушена раних 1900-их поред обале Калифорније, почетак модерног морског бушења био је 1938. године, открићем у Мексичком заливу, 1 миљу (1.6 км) од обале САД. После Другог светског рата, бушење на мору се брзо проширило, прво у плитким водама у близини познатих копнених производних подручја, а затим иу другим плитким и дубоким водама широм света, иу клими која варира од Арктика до Персијског залива. У почетку је бушење на мору било могуће само на дубинама воде од око 91 м; међутим, модерне платформе сада могу да буше у водама дубине преко 3.2 км. Нафтне активности на мору обухватају истраживање, бушење, производњу, прераду, подводну изградњу, одржавање и поправку, и транспорт нафте и гаса до обале бродом или цевоводом.

Оффсхоре платформе

Платформе за бушење подржавају платформе за бушење, залихе и опрему за операције на мору или унутрашњим водама, и крећу се од плутајућих или подводних баржи и бродова, преко фиксних платформи на челичним ногама које се користе у плитким водама, до великих, плутајућих, армираног бетона, гравитације -платформе типа које се користе у дубоким водама. Након што је бушење завршено, поморске платформе се користе за подршку производној опреми. Највеће производне платформе имају смештај за преко 250 чланова посаде и другог помоћног особља, хелидроме, постројења за прераду и капацитет складиштења сирове нафте и гасног кондензата (види слику 6).

Слика 6. Бродови за бушење; брод за бушење Бен Оцеан Ланеер

Америцан Петролеум Институте

Типично, код бушења на плутајућој платформи у дубокој води, опрема на ушћу бушотине се спушта на дно океана и затвара за кућиште бунара. Употреба технологије оптичких влакана омогућава великој, централној платформи за даљинско управљање и управљање мањим сателитским платформама и подморским шаблонима. Производни погони на великој платформи прерађују сирову нафту, гас и кондензат из сателитских објеката, пре него што се отпреме на копно.

Тип платформе која се користи у подводном бушењу често је одређен типом бунара који ће се избушити (истражни или производни) и дубином воде (види табелу 4).

Табела 4. Типови платформи за подводно бушење

Врсте бунара

Истражни бунари.

Након анализе геолошких података и геофизичких истраживања, врше се бушење истражних бунара, било на копну или на мору. Истражне бушотине које се буше у областима у којима раније нису пронађени ни нафта ни гас називају се „дивље мачке“. Оне бушотине које нападају нафту или гас називају се „откриће“. Друге истражне бушотине, познате као „излазне“ или „процене“ бушотине, буше се да би се одредиле границе поља након открића, или да се траже нове формације које садрже нафту и гас поред или испод већ познатих. да садржи производ. Бушотина која не налази нафту или гас, или налази премало за економичну производњу, назива се „сува рупа“.

Развојни бунари.

Након открића, површина резервоара се грубо одређује низом излазних или процењивачких бунара. Потом се буше развојне бушотине за производњу гаса и нафте. Број разрадних бушотина за бушење одређен је очекиваном дефиницијом новог поља, како по величини тако и по продуктивности. Због неизвесности у вези са обликом или ограничењем резервоара, неки развојни бунари могу се показати као суве рупе. Понекад се бушење и производња одвијају истовремено.

Геопритисак/геотермалне бушотине.

Геопритисни/геотермални бунари су они који производе воду изузетно високог притиска (7,000 пси) и високе температуре (149 ºЦ) која може да садржи угљоводонике. Вода постаје брзо ширећи облак вреле паре и испарења након испуштања у атмосферу због цурења или пуцања.

Стрипер бунари.

Стрипер бунари су они који производе мање од десет барела нафте дневно из резервоара.

Више бунара за завршетак.

Када се приликом бушења једне бушотине открије више производних формација, одвојени низ цеви се може увести у једну бушотину за сваку појединачну формацију. Нафта и гас из сваке формације се усмеравају у одговарајуће цевоводе и изолују један од другог пакерима, који затварају прстенасте просторе између цевовода и омотача. Ови бунари су познати као бунари вишеструког завршетка.

Ињекциони бунари.

Ињекционе бушотине пумпају ваздух, воду, гас или хемикалије у резервоаре производних поља, било да одржавају притисак или померају нафту ка производним бушотинама хидрауличком силом или повећаним притиском.

Сервисни бунари.

Сервисни бунари укључују оне који се користе за пецање и операције са жицом, постављање пакера/чепа или уклањање и прераду. Бушени су и сервисни бунари за подземно одлагање слане воде, која је одвојена од сирове нафте и гаса.

Методе бушења

Конструкције за бушење.

Основне платформе за бушење садрже стуб (торањ), цев за бушење, велико витло за спуштање и подизање цеви за бушење, сто за бушење који ротира бушаћу цев и сврдло, мешалицу за блато и пумпу и мотор за погон стола и витло (види слику 7). Мале машине за бушење које се користе за бушење истражних или сеизмичких бунара могу се монтирати на камионе за кретање од локације до локације. Веће бушаће платформе се или постављају на лицу места или имају преносиве, шарке (са ножем) за лако руковање и монтажу.

Слика 7. Опрема за бушење на острву Елф Рингнес на канадском Арктику

Америцан Петролеум Институте

Ударно или кабловско бушење.

Најстарија техника бушења је ударно или кабловско бушење. Ова спора метода ограничене дубине, која се ретко користи, укључује дробљење камена подизањем и испуштањем тешког длета и стабла на крају кабла. У интервалима, сврдло се уклања, а резнице се суспендују у води и уклањају испирањем или пумпањем на површину. Како се рупа продубљује, она је обложена челичним кућиштем како би се спречило урушавање и заштитило од контаминације подземних вода. Потребан је значајан рад да би се избушила чак и плитка бушотина, а након удара нафте или гаса, не постоји начин да се контролише тренутни проток производа на површину.

Ротационо бушење.

Ротационо бушење је најчешћи метод и користи се за бушење и истражних и производних бушотина на дубинама преко 5 миља (7,000 м). Лагане бушилице, монтиране на камионе, користе се за бушење сеизмичких бунара мале дубине на копну. Средње и тешке ротационе покретне и плутајуће бушилице се користе за бушење истражних и производних бушотина. Опрема за ротационо бушење је монтирана на платформи за бушење са 30 до 40 метара високом платформом и укључује ротациони сто, мотор, мешалицу блата и ињекторску пумпу, жичану бубањску дизалицу или витло, и многе делове цеви, сваки дуг око 27 м. Ротациони сто окреће квадратни кели спојен на цев за бушење. Квадратни кели на врху има окретни отвор за блато који је повезан са спречавачима издувавања. Бушаћа цев се окреће брзином од 40 до 250 обртаја у минути, окрећући или бушилицу која има бургије са фиксним резним ивицама налик длету или бушилицу чији бургија има глодалице са очврслим зупцима.

Ротационо ударно бушење.

Ротационо ударно бушење је комбинована метода у којој ротационо бушило користи циркулишућу хидрауличну течност за рад механизма налик чекићу, стварајући тако серију брзих ударних удараца који омогућавају бушилици да истовремено буши и забија у земљу.

Електро и турбо бушење.

Већина ротационих столова, витла и пумпи тешких бушилица обично се покрећу електричним моторима или турбинама, што омогућава већу флексибилност у операцијама и бушењу на даљинско управљање. Електро бушилица и турбо бушилица су новије методе које обезбеђују директнију снагу за бургију повезивањем мотора за бушење непосредно изнад бургије на дну рупе.

Усмерено бушење.

Усмерено бушење је техника ротационог бушења која усмерава бушаћу колону дуж закривљене путање како се рупа продубљује. Усмерено бушење се користи за достизање наслага које су неприступачне вертикалним бушењем. Такође смањује трошкове, јер се велики број бушотина може избушити у различитим правцима са једне платформе. Бушење са продуженим дометом омогућава извлачење у подморске резервоаре са обале. Многе од ових техника су могуће коришћењем компјутера за усмеравање аутоматских машина за бушење и флексибилне цеви (цоиллед тубинг), која се подиже и спушта без спајања и одвајања делова.

Друге методе бушења.

Абразивно бушење користи абразивни материјал под притиском (уместо употребе бургије и сврдла) за сечење подлоге. Друге методе бушења укључују експлозивно бушење и пробијање пламена.

Напуштање.

Када резервоари нафте и гаса више нису продуктивни, бунари се обично зачепе цементом да би се спречио проток или цурење на површину и да би се заштитили подземни слојеви и вода. Опрема се уклања, а места напуштених бунара се чисте и враћају у нормалне услове.

Операције бушења

Технике бушења

Платформа за бушење представља основу за раднике да споје и одвоје делове цеви за бушење који се користе за повећање дубине бушења. Како се рупа продубљује, додају се додатне дужине цеви и бушаћа колона је окачена на стуб. Када је потребно заменити бургију, цео низ цеви за бушење се извлачи из рупе, а сваки део се одваја и слаже вертикално унутар стуба. Након што се нови наставак постави на своје место, процес се обрће, а цев се враћа у рупу да би се наставило бушење.

Потребно је водити рачуна да се цев од бушаћег низа не расцепи и не падне у рупу, јер може бити тешко и скупо извлачење и чак може довести до губитка бунара. Други потенцијални проблем је ако се алати за бушење заглаве у рупи када се бушење заустави. Из тог разлога, када бушење почне, обично се наставља док се бушотина не заврши.

Исплака за бушење

Исплака за бушење је течност која се састоји од воде или уља и глине са хемијским додацима (нпр. формалдехид, креч, натријум хидразид, барит). Каустична сода се често додаје за контролу пХ (киселости) исплаке за бушење и за неутрализацију потенцијално опасних адитива у блату и течности за завршетак. Исплака за бушење се пумпа у бунар под притиском из резервоара за мешање на платформи за бушење, низ унутрашњу страну цеви за бушење до бургије. Затим се уздиже између спољашње стране цеви за бушење и страна рупе, враћајући се на површину, где се филтрира и поново циркулише.

Исплака за бушење се користи за хлађење и подмазивање бургије, подмазивање цеви и испирање стене из бушотине. Исплака за бушење се такође користи за контролу протока из бушотине тако што се облажу стране рупе и одупиру притиску било ког гаса, уља или воде који се сусреће са бургијом. Млазеви блата се могу нанети под притиском на дно рупе да би се помогло у бушењу.

Оплата и цементација

Кућиште је специјална тешка челична цев која облаже бушотину. Користи се за спречавање урушавања зидова бушотине и заштиту слојева слатке воде спречавањем цурења из повратног тока исплаке током операција бушења. Кућиште такође затвара пескове прожете водом и гасне зоне високог притиска. Кућиште се у почетку користи близу површине и цементира се на своје место за вођење бушаће цеви. Цементна суспензија се пумпа низ цев за бушење и потискује назад кроз отвор између кућишта и зидова бушотине. Када се цемент стврдне и кућиште постави, бушење се наставља коришћењем сврдла мањег пречника.

Након постављања површинског омотача у бунар, на врх кућишта се причвршћују спречавачи издувавања (велики вентили, вреће или рамови), у такозваном слагачу. Након открића нафте или гаса, кућиште се поставља на дно бушотине како би се прљавштина, камење, слана вода и други загађивачи спречили из бушотине и да би се обезбедио провод за линије за екстракцију сирове нафте и гаса.

Завршетак, побољшани опоравак и операције ремонта

завршетак

Завршетак описује процес довођења бушотине у производњу након што је бушотина избушена до дубине на којој се очекује да ће се наћи нафта или гас. Завршетак укључује низ операција, укључујући продирање у омотач и чишћење воде и седимента из цевовода тако да проток буде несметан. За бушење и извлачење језгара дужине до 50 м користе се специјалне круне за језгро за анализу током операције бушења како би се утврдило када треба извршити пенетрацију. Цев за бушење и сврдло се прво уклањају и завршни низ омотача се цементира на своје место. Пиштољ за перфорирање, који је метална цев са утичницама у којима се налазе меци или обликована експлозивна пуњења, затим се спушта у бунар. Наелектрисања се испуштају електричним импулсом кроз кућиште у резервоар да би се створили отвори за проток нафте и гаса у бунар и на површину.

Проток сирове нафте и природног гаса контролише низ вентила, названих „божићне јелке“, који се налазе на врху главе бунара. Монитори и контроле су инсталирани да аутоматски или ручно управљају површинским и подземним сигурносним вентилима, у случају промене притиска, пожара или другог опасног стања. Када се нафта и гас произведу, они се одвајају, а вода и седимент се уклањају из сирове нафте.

Производња и конзервација сирове нафте и гаса

Производња нафте је у основи ствар истискивања водом или гасом. У време почетног бушења, скоро сва сирова нафта је под притиском. Овај природни притисак опада како се нафта и гас уклањају из резервоара, током три фазе живота резервоара.

• Током прве фазе, производње испирања, протоком управља природни притисак у резервоару који потиче од раствореног гаса у нафти, гаса заробљеног под притиском изнад уља и хидрауличког притиска воде заробљене испод уља.
• Вештачко подизање, друга фаза, укључује пумпање гаса под притиском у резервоар када се природни притисак потроши.
• Трећа фаза, одстрањивање или маргинална производња, настаје када бунари производе само повремено.

Првобитно је било мало разумевања сила које су утицале на производњу нафте и гаса. Проучавање понашања резервоара нафте и гаса почело је почетком 20. века, када је откривено да пумпање воде у резервоар повећава производњу. У то време, индустрија се опорављала између 10 и 20% капацитета резервоара, у поређењу са недавним стопама опоравка од преко 60% пре него што су бушотине постале непродуктивне. Концепт контроле је да већа брзина производње брже распршује притисак у резервоару, чиме се смањује укупна количина нафте која се на крају може повратити. Две мере које се користе за очување резервоара нафте су обједињавање и размак између бунара.

• Унитизација је рад поља као једне целине у циљу примене секундарних метода опоравка и одржавања притиска, чак и кроз више различитих оператера који могу бити укључени. Укупна производња се распоређује на правичној основи међу оператерима.
• Па размака је ограничавање и правилна локација бунара како би се постигла максимална производња без расипања поља услед прекомерног бушења.

Методе повраћаја додатног производа

Продуктивност резервоара нафте и гаса се побољшава различитим методама опоравка. Једна метода је да се хемијски или физички отворе пролази у слојевима како би се омогућило слободније кретање нафте и гаса кроз резервоаре до бушотине. Вода и гас се убризгавају у резервоаре за одржавање радног притиска природним померањем. Секундарне методе опоравка, укључујући померање притиском, вештачко подизање и плављење, побољшавају и обнављају притисак резервоара. Побољшани опоравак је употреба различитих секундарних метода опоравка у вишеструким и различитим комбинацијама. Побољшани опоравак такође укључује напредније методе добијања додатног производа из исцрпљених резервоара, као што је термални опоравак, који користи топлоту уместо воде или гаса за избацивање више сирове нафте из резервоара.

Закисељавање

Закисељавање је метода повећања излаза из бунара пумпањем киселине директно у производни резервоар да би се отворили канали протока кроз реакцију хемикалија и минерала. Хлороводонична (или обична) киселина, прво је коришћена за растварање кречњачких формација. Још увек се најчешће користи; међутим, у хлороводоничну киселину се сада додају различите хемикалије да би се контролисала њена реакција и спречила корозија и стварање емулзија.

Користе се и флуороводонична киселина, мравља киселина и сирћетна киселина, заједно са хлороводоничном киселином, у зависности од врсте стене или минерала у резервоару. Флуороводонична киселина се увек комбинује са једном од друге три киселине и првобитно је коришћена за растварање пешчара. Често се назива „муљна киселина“, јер се сада користи за чишћење перфорација које су зачепљене исплаком и за обнављање оштећене пропустљивости у близини бушотине. Мравља и сирћетна киселина се користе у дубоким, ултра-врућим резервоарима кречњака и доломита и као киселине за разградњу пре перфорације. Сирћетна киселина се такође додаје у бунаре као неутрализујући пуфер за контролу пХ течности за стимулацију бунара. Скоро све киселине имају адитиве, као што су инхибитори за спречавање реакције са металним омотачима и површински активне супстанце за спречавање стварања муља и емулзија.

Фрацтуринг

Фрацтуринг описује метод који се користи за повећање протока нафте или гаса кроз резервоар и у бунаре силом или притиском. Производња се може смањити јер формирање резервоара није довољно пропусно да омогући нафту да слободно тече према бушотини. Силе ломљења отварају подземне канале пумпањем течности третиране специјалним средствима за подмазивање (укључујући песак, метал, хемијске пелете и шкољке) у резервоар под високим притиском како би се отвориле пукотине. Азот се може додати у течност да би се стимулисало ширење. Када се притисак ослободи, течност се повлачи, а средства за поткрепљивање остају на месту, држећи фисуре отворене тако да уље може слободније да тече.

Масивно ломљење (масовни фрак) укључује пумпање великих количина течности у бунаре да би се хидраулички створиле пукотине које су хиљаде стопа дугачке. Масивно ломљење се обично користи за отварање гасних бунара где су формације резервоара толико густе да чак ни гас не може да прође кроз њих.

Одржавање притиска

Две уобичајене технике одржавања притиска су убризгавање воде и гаса (ваздух, азот, угљен-диоксид и природни гас) у резервоаре где су природни притисци смањени или недовољни за производњу. Обе методе захтевају бушење помоћних ињекционих бунара на одређеним локацијама да би се постигли најбољи резултати. Убризгавање воде или гаса за одржавање радног притиска бунара назива се природно померање. Употреба гаса под притиском за повећање притиска у резервоару се назива вештачки (гас) лифт.

Поплава водом

Најчешће коришћени секундарни метод побољшаног опоравка је пумпање воде у резервоар нафте да би се производ гурнуо ка производним бунарима. У поплава воде на пет тачака, четири ињекционе бушотине су избушене како би се формирао квадрат са производном бушотином у центру. Убризгавање се контролише како би се одржао равномерно напредовање воденог фронта кроз резервоар према производном бунару. Нека од воде која се користи је слана вода, добијена од сирове нафте. У поплава воде ниског напона, површински активна твар се додаје у воду како би се помогло протоку нафте кроз резервоар смањујући њено приањање на стену.

Мишљива поплава

Заливање течности које се меша и полимера које се мешају су побољшане методе опоравка које се користе за побољшање убризгавања воде смањењем површинског напона сирове нафте. Течност која се меша (она која се може растворити у сировом материјалу) се убризгава у резервоар. Након тога следи убризгавање другог флуида који гура смешу сирове и мешавине флуида ка производном бушотину. Заливање полимера које се меша укључује употребу детерџента за испирање сирове нафте из слојева. Гел или згуснута вода се убризгава иза детерџента да би се сировина померила према производном бунару.

Пожарна поплава

Пожарна поплава, или на лицу места (на месту) сагоревање, је скупа метода термичког опоравка где се велике количине ваздуха или гаса који садржи кисеоник убризгавају у резервоар и део сирове нафте се пали. Топлота из ватре смањује вискозитет тешке сирове нафте тако да она лакше тече. Врући гасови, произведени ватром, повећавају притисак у резервоару и стварају уски фронт сагоревања који гура тању сирову сировину из ињекционе бушотине у производну бушотину. Тежа сирова сировина остаје на месту, обезбеђујући додатно гориво док се фронт пламена полако креће напред. Процес сагоревања се пажљиво прати и контролише регулацијом убризганог ваздуха или гаса.

Убризгавање паре

Убризгавање паре, или плављење паром, је метода термичке рекуперације која загрева тешку сирову нафту и смањује њен вискозитет убризгавањем супервруће паре у најнижи слој релативно плитког резервоара. Пара се убризгава у периоду од 10 до 14 дана, а бунар се затвара још недељу дана да би се пари омогућило да темељно загреје резервоар. У исто време повећана топлота шири резервоарске гасове, чиме се повећава притисак у резервоару. Бунар се затим поново отвара и загрејана, мање вискозна сирова сировина тече у бунар. Новија метода убризгава пару ниске температуре под нижим притиском у веће делове од две, три или више зона истовремено, развијајући „парни сандук“ који истискује уље у свакој од зона. Ово обезбеђује већи проток уља на површину, уз коришћење мање паре.

Операције производње и прераде природног гаса

Постоје две врсте бунара за производњу природног гаса. Влажни гасни бунари производе гас који садржи растворене течности, а суви гасни бунари производе гас који се не може лако прелити у течност

Након што се природни гас повуче из производних бунара, он се шаље у гасна постројења на прераду. Прерада гаса захтева знање о томе како температура и притисак међусобно делују и утичу на својства и флуида и гасова. Скоро сва постројења за прераду гаса рукују гасовима који су мешавине различитих молекула угљоводоника. Сврха прераде гаса је да се ови гасови раздвоје на компоненте сличног састава различитим процесима као што су апсорпција, фракционисање и циклирање, како би их потрошачи могли транспортовати и користити.

Процеси апсорпције

Апсорпција укључује три корака обраде: опоравак, уклањање и одвајање.

Опоравак.

Уклања непожељне остатке гасова и нешто метана апсорпцијом из природног гаса. Апсорпција се одвија у посуди против тока, где бунарски гас улази у дно посуде и тече нагоре кроз апсорпционо уље, које тече наниже. Уље за апсорпцију је „мршаво“ када улази у врх посуде и „богато“ када напушта дно јер је апсорбовало пожељне угљоводонике из гаса. Гас који напушта врх јединице назива се „заостали гас“.

Апсорпција се такође може постићи хлађењем. Остатак гаса се користи за претходно хлађење улазног гаса, који затим пролази кроз јединицу за хлађење гаса на температурама од 0 до –40 ºЦ. Мршаво апсорберско уље се пумпа кроз расхладни уређај за уље, пре него што дође у контакт са хладним гасом у апсорберској јединици. Већина постројења користи пропан као расхладно средство у расхладним јединицама. Гликол се убризгава директно у улазни ток гаса да би се помешао са водом у гасу како би се спречило смрзавање и стварање хидрата. Смеша гликол-вода се одваја од паре угљоводоника и течности у сепаратору гликола, а затим се поново концентрише испаравањем воде у јединици за регенерацију.

Уклањање.

Следећи корак у процесу апсорпције је уклањање, односно деметанизација. Преостали метан се уклања из богате нафте у постројењима за добијање етана. Ово је обично двофазни процес, који прво одбацује најмање половину метана из богате нафте смањењем притиска и повећањем температуре. Преостало богато уље обично садржи довољно етана и пропана да би реапсорпција била пожељна. Ако се не прода, горњи гас се користи као биљно гориво или као предсатуратор, или се рециклира у улазни гас у главном апсорберу.

Раздвајање.

Последњи корак у процесу апсорпције, дестилација, користи паре као медијум за уклањање пожељних угљоводоника из богатог уља за апсорпцију. Влажне коморе користе паре као медијум за скидање. У сувим дестилаторима, паре угљоводоника, добијене делимичним испаравањем врелог уља упумпаног кроз ребоилер, користе се као медијум за уклањање. Још увек контролише коначну тачку кључања и молекулску тежину немасног уља, и тачку кључања финалне мешавине угљоводоничних производа.

Други процеси

Фракционисање.

Је раздвајање пожељне мешавине угљоводоника из постројења за апсорпцију на специфичне, појединачне, релативно чисте производе. Фракционисање је могуће када две течности, које се називају горњи производ и доњи производ, имају различите тачке кључања. Процес фракционисања има три дела: торањ за одвајање производа, ребоилер за загревање улаза и кондензатор за одвођење топлоте. Торањ има обиље тацни тако да долази до пуног контакта паре и течности. Температура бојлера одређује састав доњег производа.

Опоравак сумпора.

Водоник-сулфид се мора уклонити из гаса пре него што се пошаље на продају. Ово се постиже у постројењима за добијање сумпора.

Гас цицлинг.

Циклус гаса није ни средство за одржавање притиска нити секундарни метод опоравка, већ је побољшана метода опоравка која се користи за повећање производње течности природног гаса из резервоара „влажног гаса“. Након што се течности уклоне из „влажног гаса“ у циклоелектранама, преостали „суви гас“ се враћа у резервоар кроз ињекционе бушотине. Како „суви гас“ циркулише кроз резервоар, он апсорбује више течности. Циклуси производње, обраде и рециркулације се понављају све док се све течности које се могу повратити не уклоне из резервоара и не остане само „суви гас“.

Развој локације за производњу нафтних и гасних поља

Потребан је опсежан развој локације да би се ново нафтно или гасно поље увело у производњу. Приступ локацији може бити ограничен или ограничен и климатским и географским условима. Захтеви укључују превоз; конструкција; одржавање, стамбени и административни објекти; опрема за одвајање нафте, гаса и воде; транспорт сирове нафте и природног гаса; постројења за одлагање воде и отпада; и многе друге услуге, објекти и врсте опреме. Већина њих није лако доступна на локацији и мора их обезбедити или компанија за бушење или производњу или спољни извођачи.

Активности извођача

Извођаче обично користе компаније за истраживање и производњу нафте и гаса да обезбеде неке или све од следећих пратећих услуга потребних за бушење и развој производних поља:

• Припрема локације - чишћење четке, изградња путева, рампе и стазе, мостови, подручја за слетање авиона, маринска лука, пристаништа, пристаништа и пристаништа
• Монтажа и монтажа - опрема за бушење, струја и комуналије, резервоари и цевоводи, стамбени објекти, зграде за одржавање, гараже, вешалице, сервисне и административне зграде
• Подводни радови - монтажа, преглед, поправка и одржавање подводне опреме и конструкција
• Одржавање и поправка - превентивно одржавање бушаће и производне опреме, возила и чамаца, машина и зграда
• Услуге по уговору - услуге исхране; домаћинство; заштита и обезбеђење објеката и периметра; домара, рекреација и помоћна делатност; складиштење и дистрибуција заштитне опреме, резервних делова и залиха за једнократну употребу
• Инжењерско-техничко - испитивање и анализе, рачунарске услуге, инспекције, лабораторије, недеструктивне анализе, складиштење и руковање експлозивима, заштита од пожара, дозволе, животна средина, медицина и здравље, индустријска хигијена и безбедност и реаговање на изливање
• Спољашње услуге - телефон, радио и телевизија, канализација и смеће
• Опрема за транспорт и руковање материјалом - авиони и хеликоптери, поморске услуге, тешка грађевинска и опрема за руковање материјалом

Комуналне услуге

Без обзира да ли се операције истраживања, бушења и производње одвијају на копну или на мору, потребна су струја, лака електрична енергија и друга помоћна средства, укључујући:

• Производња електричне енергије - гас, струја и пара
• Вода - снабдевање слатком водом, пречишћавање и третман и процесна вода
• Канализација и одводња - атмосферске воде, санитарни третман и третман и одлагање отпадних (зауљених) вода
• Комуникације - телефон, радио и телевизија, компјутерска и сателитска комуникација
• Комуналије - светло, грејање, вентилација и хлађење.

Радни услови, здравље и безбедност

Рад на бушаћим уређајима обично укључује најмање 6 људи (примарни и секундарни). бушилице, три помоћника бушача или помоћника (грубе мреже) и а цатхеад особа) подношење извештаја надзорнику градилишта или предраднику (потискивач алата) који је одговоран за напредовање бушења. Примарни и секундарни бушачи имају свеукупну одговорност за операције бушења и надзор над посадом за бушење током својих смјена. Бушачи треба да буду упознати са могућностима и ограничењима своје посаде, јер посао може да напредује само онолико брзо колико и најспорији члан посаде.

Помоћни бушачи су стационирани на платформи да управљају опремом, читају инструменте и обављају рутинско одржавање и поправке. Од особе која се носи са главом се тражи да се попне близу врха стуба када се бушаћа цев увлачи у или извлачи из бушотине и помаже у премештању делова цеви у и ван димњака. Током бушења, особа која се бави бушењем такође управља муљном пумпом и пружа општу помоћ посади за бушење.

Особе које склапају, постављају, празне и преузимају пиштоље за перфорирање треба да буду обучене, упознате са опасностима од експлозива и квалификоване за руковање експлозивима, прајмером и капама за минирање. Остало особље које ради на нафтним пољима и око њих су геолози, инжењери, механичари, возачи, особље за одржавање, електричари, оператери на цевоводима и радници.

Бунари се буше даноноћно, у сменама од 8 или 12 сати, а радницима је потребно значајно искуство, вештина и издржљивост да би испунили ригорозне физичке и менталне захтеве посла. Прекомерно продужење посаде може довести до озбиљне несреће или повреде. Бушење захтева блиски тимски рад и координацију како би се задаци обавили на сигуран и благовремен начин. Због ових и других захтева, мора се водити рачуна о моралу и здрављу и безбедности радника. Адекватни периоди одмора и релаксације, хранљива храна и одговарајућа хигијена и стамбени простори, укључујући климатизацију у врућим, влажним климама и грејање у областима са хладним временом, су неопходни.

Примарне професионалне опасности повезане са операцијама истраживања и производње укључују болести услед изложености географским и климатским елементима, стрес од путовања на велике удаљености преко воде или суровог терена и личне повреде. Психолошки проблеми могу бити резултат физичке изолације истраживачких локација и њихове удаљености од базних кампова и продужених радних периода потребних на платформама за бушење на мору и на удаљеним локацијама на копну. Многе друге опасности специфичне за операције на мору, као што је подводно роњење, покривене су на другим местима у овоме Енциклопедија.

Рад на мору је опасан у сваком тренутку, и на послу и ван њега. Неки радници не могу да се носе са стресом рада на мору захтевним темпом, током дужег временског периода, под релативном затвореношћу и подложни стално променљивим условима животне средине. Знаци стреса код радника укључују неуобичајену раздражљивост, друге знакове менталног стреса, прекомерно пијење или пушење и употребу дрога. Проблеми са несаницом, који могу бити погоршани високим нивоом вибрација и буке, пријавили су радници на платформама. Братимљење међу радницима и честа одсуства са обале могу смањити стрес. Морска болест и утапање, као и изложеност тешким временским условима, су друге опасности у раду на мору.

Болести као што су болести респираторног тракта настају услед изложености оштрој клими, инфекцијама или паразитским болестима у областима где су ендемске. Иако је за многе од ових болести и даље потребно епидемиолошко проучавање код бушаћих радника, познато је да су нафтни радници искусили периартритис рамена и лопатице, хумерални епикондилитис, артрозу вратне кичме и полинеуритис горњих удова. Потенцијал за болести као резултат излагања буци и вибрацијама је такође присутан у операцијама бушења. Чини се да је тежина и учесталост ових болести повезаних са бушењем пропорционална дужини радног стажа и изложености неповољним радним условима (Дуцк 1983; Гхосх 1983; Монтиллиер 1983).

Повреде током рада у активностима бушења и производње могу бити последица многих узрока, укључујући клизање и падове, руковање цевима, подизање цеви и опреме, злоупотребу алата и погрешно руковање експлозивом. Опекотине могу изазвати пара, ватра, киселина или блато које садржи хемикалије као што је натријум хидроксид. Дерматитис и повреде коже могу бити последица излагања сировој нафти и хемикалијама.

Постоји могућност акутне и хроничне изложености широком спектру нездравих материјала и хемикалија које су присутне у бушењу и производњи нафте и гаса. Неке хемикалије и материјали који могу бити присутни у потенцијално опасним количинама наведени су у табели 2 и укључују:

• Сирова нафта, природни гас и гас водоник-сулфида током бушења и издувавања
• Тешки метали, бензол и други загађивачи присутни у сировој сировини
• Азбест, формалдехид, хлороводонична киселина и друге опасне хемикалије и материјали
• Радиоактивни материјали који се нормално јављају (НОРМ) и опрема са радиоактивним изворима.

Безбедност

Бушење и производња се одвијају у свим врстама климе и под различитим временским условима, од тропских џунгле и пустиња до смрзнутог Арктика, и од сувог копна до Северног мора. Екипе за бушење морају да раде у тешким условима, подложним буци, вибрацијама, временским непогодама, физичким опасностима и механичким кваровима. Платформа, ротациони сто и опрема су обично клизави и вибрирају од рада мотора и бушења, што од радника захтева намерне и пажљиве покрете. Опасност постоји од клизања и пада са висине приликом пењања на платформу и платформу, а постоји и ризик од излагања сировој нафти, гасу, блату и издувним гасовима мотора. Операција брзог одвајања, а затим поновног спајања бушаће цеви захтева обуку, вештину и прецизност од стране радника како би се безбедно обављала с времена на време.

Грађевинске, бушаће и производне екипе које раде на мору морају се суочити са истим опасностима као и екипе које раде на копну, као и са додатним опасностима специфичним за радове на мору. То укључује могућност урушавања платформе на мору и одредбе за специјализоване процедуре евакуације и опрему за преживљавање у случају нужде. Још једно важно питање када радите на мору је захтев за роњење у дубоком мору иу плитким водама за инсталирање, одржавање и проверу опреме.

Пожар и експлозија

Увек постоји опасност од издувавања приликом перфорације бунара, уз ослобађање облака гаса или паре, праћено експлозијом и пожаром. Додатни потенцијал за пожар и експлозију постоји у гасним процесима.

Раднике на платформи и бушаћим платформама на мору треба пажљиво проценити након темељног физичког прегледа. Одабир чланова посаде на мору са историјом или доказима о плућним, кардиоваскуларним или неуролошким болестима, епилепсији, дијабетесу, психичким сметњама и зависности од дрога или алкохола захтева пажљиво разматрање. Пошто се од радника очекује да користе опрему за заштиту дисајних путева, а посебно од оних који су обучени и опремљени за гашење пожара, они морају бити физички и психички процењени за способност извршавања ових задатака. Медицински преглед треба да укључи психолошку процену која одражава посебне захтеве посла.

Хитне медицинске услуге на платформама за бушење на мору и производним платформама треба да укључе одредбе за малу амбуланту или клинику, у којој ће стално бити квалификовани лекар на броду. Врста медицинске услуге која се пружа биће одређена доступношћу, удаљености и квалитетом доступних услуга на копну. Евакуација може бити бродом или хеликоптером, или лекар може отпутовати на платформу или пружити медицински савет преко радија лекару на броду, када је то потребно. Медицински брод може бити стациониран тамо где велики број великих платформи ради на малом подручју, као што је Северно море, да би био лакше доступан и брзо пружио услугу болесном или повређеном раднику.

Особе које заправо не раде на бушаћим постројењима или платформама такође треба да прођу пре запошљавања и периодичне лекарске прегледе, посебно ако су запослени да раде у ненормалним климатским условима или под тешким условима. Ови прегледи треба да узму у обзир посебне физичке и психичке захтеве посла.

Лична заштита

Програм праћења хигијене на раду и узорковања, заједно са програмом медицинског надзора, треба да се примени да би се систематски проценио степен и ефекат опасног излагања радника. Мониторинг запаљивих испарења и токсичних изложености, као што је водоник сулфид, треба да се спроводи током истраживања, бушења и производње. Практично нема излагања Х₂С би требало да буде дозвољено, посебно на оффсхоре платформама. Ефикасан метод контроле изложености је коришћење правилно одмереног исплаке за бушење како би се Х₂С од уласка у бунар и додавањем хемикалија у блато како би се неутралисао сваки заробљени Х₂С. Сви радници треба да буду обучени да препознају присуство Х₂С и предузети хитне превентивне мере како би се смањила могућност излагања токсичности и експлозије.

Лица ангажована у активностима истраживања и производње треба да имају на располагању и да користе одговарајућу личну заштитну опрему укључујући:

• Заштита за главу (каске и улошци отпорни на временске услове)
• Рукавице (радне рукавице отпорне на уље, неклизајуће, ватроизоловане или термичке где је потребно)
• Заштита за руке (дуги рукави или рукавице отпорне на уље)
• Заштита стопала и ногу (заштићене од временских прилика, непропусне заштитне чизме са челичним прстима и неклизајућим ђоном)
• Заштита очију и лица (заштитне наочаре, наочаре и штитник за лице за руковање киселином)
• Заштита коже од топлоте и хладноће (маст за заштиту од сунца и маске за лице по хладном времену)
• Климатизована и отпорна на временске прилике (парке, кишна опрема)
• Где је потребно, ватрогасна опрема, одећа отпорна на пламен и кецеље или одела отпорна на киселине.

Контролне собе, стамбене просторије и други простори на великим платформама на мору обично су под притиском како би се спречио улазак штетних атмосфера, као што је гас сумпороводоник, који се може ослободити приликом продирања или у хитним случајевима. Заштита органа за дисање може бити потребна у случају пада притиска и када постоји могућност излагања токсичним гасовима (водоник-сулфид), асфиксантима (азот, угљен-диоксид), киселинама (флуороводоник) или другим атмосферским загађивачима када се ради ван подручја под притиском. .

Приликом рада око геопритисних/геотермалних бунара треба узети у обзир изоловане рукавице и потпуна одела за заштиту од топлоте и паре са доводом ваздуха за дисање, јер контакт са врелом паром и испарењима може изазвати опекотине коже и плућа.

Сигурносне појасеве и ужете за спашавање треба користити када сте на модним пистама и ходницима, посебно на платформама на мору и по лошим временским условима. Када се пење на платформе и дизалице, треба користити појасеве и ужад за спасавање са причвршћеном противтегом. Корпе за особље, које носе четири или пет радника који носе личне уређаје за плутање, често се користе за пребацивање посаде између чамаца и морских платформи или платформи за бушење. Други начин преноса је „ужад за љуљање“. Конопци који се користе за љуљање од чамаца до платформи окачени су директно изнад ивице чамца, док они од платформи до чамаца треба да висе 3 или 4 стопе од спољне ивице.

Обезбеђивање просторија за прање и за раднике и за одећу и поштовање одговарајућих хигијенских пракси су основне мере за контролу дерматитиса и других кожних болести. Тамо где је потребно, треба размотрити станице за испирање очију у хитним случајевима и безбедносне тушеве.

Безбедносне мере заштите

Системи сигурносног искључивања нафтних и гасних платформи користе различите уређаје и мониторе за откривање цурења, пожара, пукотина и других опасних услова, активирање аларма и искључивање операција у планираном, логичном редоследу. Тамо где је потребно због природе гаса или сировог материјала, треба користити методе испитивања без разарања, као што су ултразвук, радиографија, магнетна честица, пенетрант течне боје или визуелна инспекција, да би се одредио степен корозије цевовода, цеви грејача, уређаја за обраду и посуде које се користе у производњи и преради сирове нафте, кондензата и гаса.

Површински и подземни сигурносни вентили за затварање штите инсталације на копну, појединачне бунаре у плиткој води и платформе за дубоко бушење и производњу на мору са више бунара и аутоматски (или ручно) се активирају у случају пожара, критичних промена притиска, катастрофални квар на врху бунара или друга ванредна ситуација. Такође се користе за заштиту малих ињекционих бунара и бунара за гас лифт.

Инспекција и нега кранова, витла, бубњева, жичаног ужета и пратећих додатака је важан безбедносни фактор при бушењу. Испуштање низа цевовода унутар бунара је озбиљан инцидент, који може довести до губитка бунара. Повреде, а понекад и смртни случајеви, могу се десити када особље удари жичано уже које се покида док је под напетом. Безбедан рад опреме за бушење такође зависи од несметаног рада, добро одржаваних вучних радова, са правилно подешеним главицама и кочионим системима. Када радите на земљи, држите дизалице на сигурној удаљености од електричних водова.

Руковање експлозивом током операција истраживања и бушења треба да буде под контролом посебно квалификоване особе. Неке мере предострожности које треба узети у обзир приликом употребе пиштоља за перфорацију укључују:

• Никада немојте ударати или испуштати напуњен пиштољ, нити испуштати цеви или друге материјале на напуњени пиштољ.
• Очистите линију ватре и евакуишите непотребно особље са пода бушаће опреме и пода испод док се пиштољ за перфорирање спушта у и извлачи из бушотине.
• Контролишите рад на или око бушотине док је пиштољ у бушотини.
• Ограничите употребу радија и забраните електролучно заваривање док је пиштољ причвршћен за кабл како бисте спречили пражњење од ненамерног електричног импулса.

Планирање спремности за ванредне ситуације и вежбе су важне за безбедност радника на платформама за бушење и производњу нафте и гаса и на морским платформама. Сваки различит тип потенцијалне ванредне ситуације (нпр. пожар или експлозија, испуштање запаљивог или токсичног гаса, необични временски услови, радник у мору и потреба да се напусти платформа) треба да се процени и да се развију посебни планови реаговања. Радници морају бити обучени за исправне радње које треба предузети у хитним случајевима и упознати са опремом која ће се користити.

Безбедност хеликоптера и опстанак у случају пада у воду су важни фактори за операције платформи на мору и спремност за хитне случајеве. Пилоти и путници треба да носе сигурносне појасеве и, где је потребно, опрему за преживљавање током лета. Прслуке за спасавање треба носити у сваком тренутку, како током лета, тако и приликом преласка са хеликоптера на платформу или брод. Потребна је пажљива пажња да се тела и материјали држе испод путање лопатице ротора приликом уласка, изласка или рада око хеликоптера.

Обука и копнених и оффсхоре радника је од суштинског значаја за безбедан рад. Од радника треба захтевати да присуствују редовно заказаним састанцима о безбедности, који покривају и обавезне и друге теме. Државне агенције су донеле законске прописе, укључујући Управу за безбедност и здравље САД на раду, Обалску стражу САД за операције на мору, и еквиваленте у Уједињеном Краљевству, Норвешкој и другде, који регулишу безбедност и здравље радника у истраживању и производњи, и на копну и на мору. Кодекс праксе Међународне организације рада Безбедност и здравље у изградњи фиксних инсталација на мору у нафтној индустрији (1982) даје смернице у овој области. Амерички институт за нафту има низ стандарда и препоручених пракси које покривају безбедност и здравље у вези са активностима истраживања и производње.

Мере заштите од пожара и превенције

Превенција и заштита од пожара, посебно на платформама за бушење на мору и производним платформама, важан је елемент у безбедности радника и континуираног рада. Радници треба да буду обучени и образовани да препознају пожарни троугао, као што је објашњено у Ватра поглавље, како се односи на запаљиве и запаљиве угљоводоничне течности, гасове и паре и потенцијалне опасности од пожара и експлозија. Свест о превенцији пожара је од суштинског значаја и укључује познавање извора паљења као што су заваривање, отворени пламен, високе температуре, електрична енергија, статичке варнице, експлозиви, оксиданти и некомпатибилни материјали.

И пасивни и активни системи противпожарне заштите се користе на копну и на мору.

• Пасивни системи укључују противпожарну заштиту, распоред и размак, дизајн опреме, електричну класификацију и дренажу.
• Инсталирани су детектори и сензори који активирају аларме, а могу и активирати аутоматске системе заштите, при детекцији топлоте, пламена, дима, гаса или испарења.
• Активна заштита од пожара обухвата системе противпожарне воде, водоснабдевање за пожар, пумпе, хидранте, црева и фиксне системе прскалица; суви хемијски аутоматски системи и ручни апарати за гашење; системи халона и угљен-диоксида за затворене или затворене просторе као што су контролне собе, компјутерске собе и лабораторије; и системи воде од пене.

Запослени од којих се очекује да се боре против пожара, од малих пожара у почетним фазама до великих пожара у затвореним просторима, као што су платформе на мору, морају бити адекватно обучени и опремљени. Радницима који су додељени као вође ватрогасних бригада и командири инцидента су потребне лидерске способности и додатна специјализована обука у напредним техникама гашења и контроле ватре.

Заштита животне средине

Главни извори загађења ваздуха, воде и тла у производњи нафте и природног гаса су изливање нафте или цурења гаса на копну или мору, сумпороводик присутан у нафти и гасу који излази у атмосферу, опасне хемикалије присутне у исплаку за бушење које загађује воду или земљиште и продукти сагоревања нафтних бушотина. Потенцијални ефекти на јавно здравље удисања честица дима из великих пожара на нафтним пољима изазивају велику забринутост од пожара нафтних бушотина који су се догодили у Кувајту током рата у Персијском заливу 1991. године.

Контроле загађења обично укључују:

• АПИ сепаратори и други објекти за третман отпада и воде
• Контрола изливања, укључујући гране за изливање воде
• Спречавање изливања, насипи и дренажа за контролу изливања нафте и преусмеравање зауљене воде до постројења за третман.

Моделирање дисперзије гаса се спроводи да би се утврдила вероватна област на коју би утицао облак токсичног или запаљивог гаса или паре који излази. Студије стања подземних вода се спроводе како би се пројектовао максимални степен загађења воде уколико дође до контаминације уљем.

Радници треба да буду обучени и квалификовани за пружање прве помоћи у случају посредног изливања и цурења. Извођачи који су специјализовани за санацију загађења обично су ангажовани да управљају великим одговорима на изливање и пројектима санације.

Назад

Године 1993. светска производња електричне енергије износила је 12.3 трилиона киловат сати (Уједињене нације 1995). (Киловат сат је количина електричне енергије потребна да се упали десет сијалица од 100 вати у трајању од 1 сата.) Може се проценити величина овог подухвата узимајући у обзир податке из Сједињених Држава, које су саме произвеле 25% укупне енергије. Америчка електропривредна индустрија, мешавина јавних и приватних субјеката, произвела је 3.1 билион киловат сати 1993. године, користећи више од 10,000 производних јединица (УС Департмент оф Енерги 1995). Део ове индустрије који је у власништву приватних инвеститора запошљава 430,000 људи у електричним операцијама и одржавању, са приходима од 200 милијарди америчких долара годишње.

Електрична енергија се производи у постројењима која користе фосилна горива (нафту, природни гас или угаљ) или користе нуклеарну енергију или хидроенергију. 1990. године, на пример, 75% електричне енергије у Француској долазило је из нуклеарних електрана. Године 1993. 62% електричне енергије произведене широм света долазило је из фосилних горива, 19% из хидроенергије и 18% из нуклеарне енергије. Други вишекратни извори енергије као што су ветар, соларна енергија, геотермална енергија или биомаса чине само мали део светске производње електричне енергије. Од производних станица, електрична енергија се затим преноси преко међусобно повезаних мрежа или мрежа до локалних дистрибутивних система и даље до потрошача.

Радна снага која све ово чини могућим углавном је мушка и поседује висок степен техничке вештине и знања о „систему“. Задаци које обављају ови радници су прилично разноврсни, и имају заједничке елементе са грађевинском, производном, манипулативном, транспортном и комуникацијском индустријом. Наредних неколико чланака детаљно описују неке од ових операција. Чланци о стандардима електричног одржавања и бризи за животну средину такође наглашавају главне регулаторне иницијативе америчке владе које утичу на индустрију електропривреде.

Назад

Људска бића су научила да искористе енергију текуће воде пре много миленијума. Више од једног века електрична енергија се производи помоћу воде. Већина људи повезује коришћење воде са браном на рекама, али хидроелектрична енергија се такође може генерисати коришћењем плиме и осеке.

Операције производње хидроелектричне енергије обухватају огроман терен и многе климе, у распону од арктичког пермафроста до екваторијалних прашума. Географска локација производног постројења ће утицати на опасне услове који могу бити присутни, пошто ће се опасности на радном месту, као што су агресивни инсекти и животиње, или чак отровне биљке, разликовати од локације до локације.

Хидрогенерациона станица се углавном састоји од а брана који задржава велику количину воде, а прелив који ослобађа вишак воде на контролисан начин и а електрана. Насипи и друге структуре за задржавање и контролу воде такође могу бити део хидроелектране, иако нису директно укључене у производњу електричне енергије. Електрана садржи проводне канале који воде воду кроз турбине које претварају линеарни ток воде у ротирајући ток. Вода ће или пасти кроз лопатице турбине или ће тећи хоризонтално кроз њих. Турбина и генератор су међусобно повезани. Дакле, ротација турбине изазива ротацију ротора генератора.

Потенцијал електричне енергије из струјања воде је производ масе воде, висине кроз коју пада и гравитационог убрзања. Маса је функција количине воде која је доступна и њеног протока. Дизајн електране ће одредити висину воде. Већина пројеката увлачи воду близу врха бране, а затим је испушта на дну у постојеће низводно корито реке. Ово оптимизује висину уз одржавање разумног и контролисаног протока.

У већини савремених хидроелектрана, турбогенератори су оријентисани вертикално. Ово су познате структуре које стрше изнад главног спрата на овим станицама. Међутим, скоро цела структура се налази испод онога што је видљиво на нивоу главног спрата. Ово укључује јаму генератора, а испод ње јаму турбине и усисну и испусну цев. У ове структуре и водене канале се повремено улази.

У станицама старије бербе, турбогенератор је оријентисан хоризонтално. Осовина из турбине вири из зида у електрану, где се повезује са генератором. Генератор подсећа на веома велики, старински, отворени електромотор. Као сведочанство о дизајну и квалитету изградње ове опреме, још увек раде неки објекти са прелаза у век. Неке данашње станице укључују ажуриране верзије дизајна старијих станица. У таквим станицама, канал за воду у потпуности окружује турбогенератор и улаз се остварује кроз цевасто кућиште које пролази кроз канал за воду.

У намотајима ротора у генератору се одржава магнетно поље. Снагу за ово поље обезбеђују батерије оловно-киселинских или никл-кадмијум батерија пуњених каустиком. Кретање ротора и магнетно поље које је присутно у његовим намотајима индукују електромагнетно поље у намотајима статора. Индуковано електромагнетно поље обезбеђује електричну енергију која се доводи у електричну мрежу. Електрични напон је електрични притисак који настаје из текуће воде. Да би се електрични притисак - то јест, напон - одржао на константном нивоу, потребна је промена протока воде кроз турбину. Ово ће бити урађено како се потражња или услови промене.

Проток електричне енергије може довести до електричног лука, као на пример, у склопу побудника у ротору. Електрични лук може створити озон, који чак и при ниским нивоима може негативно утицати на гуму у ватрогасном цреву и другим материјалима.

Хидроелектрични генератори производе веома велике струје и високе напоне. Проводници из генератора се спајају на јединични трансформатор, а из њега на енергетски трансформатор. Енергетски трансформатор повећава напон и смањује струју за пренос на велике удаљености. Ниска струја минимизира губитак енергије услед загревања током преноса. Неки системи користе гас сумпор хексафлуорид уместо конвенционалних уља као изолатор. Електрични лук може произвести производе квара који могу бити знатно опаснији од сумпор хексафлуорида.

Електрична кола укључују прекидаче који могу брзо и непредвидиво да искључе генератор из електричне мреже. Неке јединице користе млаз компримованог ваздуха да прекину везу. Када се таква јединица укључи, произвешће изузетно висок ниво импулсне буке.

Администрација и рад станице

Већина људи је упозната са аспектима управљања и рада станица хидрогенерације, који генерално стварају јавни профил организације. Управа електране настоји да осигура да електрана пружа поуздану услугу. Администрација укључује канцеларијско особље укључено у пословне и техничке функције и менаџмент. Оперативно особље станице укључује менаџере и надзорнике постројења и оператере процеса.

Хидрогенерација је процесна операција, али за разлику од других процесних операција, попут оних у хемијској индустрији, многе хидрогенерацијске станице немају оперативно особље. Производном опремом управља се даљинским управљањем, понекад са великих удаљености. Готово сва радна активност одвија се током одржавања, поправке, модификације и надоградње постројења и опреме. Овај начин рада захтева ефикасне системе који могу пренети контролу са производње енергије на одржавање како би се спречило неочекивано покретање.

Опасности и структура управљања

Електропривредама се традиционално управља као организацијама одоздо према горе. То јест, организациона структура је традиционално пружала пут узлазне мобилности који почиње са почетним позицијама и води до вишег менаџмента. Релативно мали број појединаца улази у организацију бочно. То значи да ће надзор и менаџмент у електроенергетском предузећу вероватно искусити исте радне услове као и појединци који тренутно заузимају почетни ниво. Таква организациона структура може имати импликације у погледу потенцијалне изложености радника опасним агенсима, посебно онима који имају хроничне кумулативне ефекте. На пример, узмите у обзир буку. Запослени који тренутно раде на руководећим позицијама могли су и сами да претрпе озбиљан губитак слуха када су били запослени на пословима који су били изложени професионалној буци. Њихов губитак слуха могао би остати непримећен у програмима аудиометријског тестирања компаније, јер такви програми углавном укључују само оне запослене који су тренутно изложени високом нивоу буке на послу.

Одржавање производне опреме

Одржавање производне опреме се дели на две главне врсте делатности: електрично одржавање и механичко одржавање. Иако се обе врсте посла могу одвијати истовремено и један поред другог, вештине и рад који су потребни за обављање ових послова су потпуно различити.

Одржавање може захтевати гашење и демонтажу јединице. Проток воде на улазу се контролише помоћу капија за главу. Капије за главу су челичне конструкције које се спуштају у усисни канал да блокирају проток воде. Блокирање протока омогућава да вода оде из унутрашњих канала. Ниво воде у мировању на излазу из турбине (вучна цев) је испод нивоа кућишта и лопатица турбине. Ово омогућава приступ овим структурама. Кућиште за померање је конусна структура у облику спирале која усмерава ток воде око покретача турбине на униформан начин. Вода пролази из кућишта за помицање кроз водеће лопатице које усмеравају проток и покретне лопатице (пешачке капије) које контролишу запремину.

Када је потребно, генератор и турбина се могу уклонити са својих уобичајених локација и поставити на главни спрат електране. Уклањање може бити неопходно за префарбавање или одмашћивање и поправку и замену намотаја, лежајева, кочница или хидрауличних система.

Понекад се лопатице водилице, као и капије за пешачке капије, водеће лопатице и структуре које проводе воду у кућишту за померање и цеви за вучу, оштете од кавитације. Кавитација настаје када притисак у води падне испод притиска њене паре. Када се то догоди, формирају се мехурићи гаса и турбуленција коју изазивају ови мехурићи еродирају материјале које вода додирује. Можда ће бити потребно поправити оштећене материјале заваривањем или поправком и поновним премазивањем челичних и бетонских површина.

Челичне конструкције такође могу захтевати поправку и поновни премаз ако су постале кородиране.

Хазардс

Постоје разне опасности повезане са производњом хидроелектричне енергије. Неке од ових опасности деле сви запослени који раде у индустрији, док су друге ограничене на оне који су укључени у активности електричног или механичког одржавања. Већина опасности које могу настати сумиране су у табели 1 и табели 2, које такође сумирају мере предострожности.

Табела 1. Контролисање изложености одабраним хемијским и биолошким опасностима у производњи хидроелектране

Табела 2. Контролисање изложености одабраним хемијским и биолошким опасностима у производњи хидроелектране

Ефекти на животну средину

Хидроелектрична производња енергије је промовисана као еколошки прихватљива. Наравно, пружа огромну корист друштву кроз обезбеђивање енергије и стабилизацију тока воде. Али таква производња енергије не долази без еколошких трошкова, који последњих година добијају све више признања и пажње јавности. На пример, сада је познато да плављење великих површина земље и стена киселом водом доводи до испирања метала из ових материјала. У рибама које су ухваћене у води са таквих поплављених подручја утврђена је биоакумулација живе.

Поплаве такође мењају обрасце турбуленције у води, као и ниво оксигенације. Оба ова могу имати озбиљне еколошке ефекте. На пример, стазе лососа су нестале на прекривеним рекама. До овог нестанка је дошло, делимично, зато што рибе не могу да лоцирају или пређу пут до вишег нивоа воде. Поред тога, вода је више личила на језеро него на реку, а мирна вода језера није компатибилна са трчањем лососа.

Поплаве такође уништавају рибље станиште и могу уништити подручја размножавања инсеката, од којих риба и други организми зависе за исхрану. У неким случајевима, поплаве су уништиле продуктивно пољопривредно и шумско земљиште. Поплаве великих подручја такође су изазвале забринутост због климатских промена и других промена у еколошкој равнотежи. Задржавање слатке воде која је била предодређена да тече у тело слане воде такође је изазвало забринутост због промена у салинитету.

Назад