Анализ аварий, произошедших на буровых установках в Татарстане

Для того, чтобы эффективно обеспечить высокий уровень промышленной безопасности на нефтяных вышках, необходимо проводить тщательный анализ причин возникновения аварий и чрезвычайных происшествий на этих производственно-технологических объектах. В этом контексте показательны технические инциденты, происшедшие в Татарстане.

Один из них случился поздно вечером (в 21.40) 28 июня в 2002 году. По данным обследования погодные условия были в норме: температура воздуха +18, отсутствие ветра, атмосферное давление 750 рт. ст., обзор видимости -15 км.

Тем не менее, нефтяная вышка упала на бок. Произошел ее излом, причем ниже полатей. Сломанная конструкция лежала под углом свыше 90 градусов. При этом канат (талевый), имеющий диаметр 28 мм, полностью сохранился, как и 3 из 4-х якорей, обеспечивающих противоветровую оттяжку. Сами оттяжки оказались не порваны, что нельзя сказать о 4-м якоре (задний левый), который был выдернут и располагался в 3-х метрах от положенного места. Проушина, размещенная под опорной правой стойкой нижней секционной конструкции, имела значительные повреждения. Зафиксированы изменения целостности главных конструкционных стоек (ног) в районе левых и правых секций, а также нарушена сохранность шпренгеля. На этих элементах конструкции отмечены вмятины и следы ударов. Подверглись полному разрушению швеллерная рама, расположенная под кронблоком, лестничные маршевые пролеты, а также полати нефтяной вышки.

Изучение последствий аварии и анализ буровой конструкции показал, что она имеет существенные механические дефекты, а именно: повреждения поясов и раскосов, разрывные последствия сварных соединений, расположенных в местах узловых стыков раскосов, и поясные обрывы по основному металлу. Кроме того, вся система безопасности и контроля (в том числе приборы и датчики), размещенная на буровой вышке, находилась в нерабочем состояния.

Чрезвычайное происшествие на буровой установке произошло в момент ее эксплуатации. Процесс падения вышки носил последовательный характер. Все началось с нарушения устойчивости конструкции, которое далее повлекло за собой механические деформации отдельных элементов. На втором этапе нефтяная установка полностью обрушилась.

Исследуя качество материалов, используемых в конструкции, эксперты пришли к следующим заключениям:

• химическая структура наплавленного на сварные швы металла имеет отклонения от нормативного (ГОСТ 2246-70) по содержанию в нем марганца;
• анализ металлических конструкций, осуществленных визуальным способом, а также посредством измерительных устройств, показал несоответствие нормативным требованиям толщины стенок труб раскосов;
• исследование качества исполнения сварных швов на конструкции буровой установки зафиксировал наличие трещин и непроваров, а также присутствие пор в наплавленном металле.

Остальные элементы металлической конструкции соответствуют нормативным требованиям.

После проведения комплекса исследовательских работ, а также сбора необходимой информации были сделаны следующие выводы:

1. Все сотрудники, работающие на буровой установке в момент аварии, находились в безопасной зоне, что позволило избежать несчастных случаев.
2. В момент, предшествующий чрезвычайному происшествию и перед опрокидыванием на бок буровой установки, ни один из приборов или датчиков не подал соответствующий сигнал или знак.
3. Металлические конструкции нефтяной вышки имеют геометрические отклонения и повреждения сварных соединений.
4. Основные повреждения и разрывы произошли в шовных местах конструкции, где соединяются пояса и раскосы. Более того, здесь же зафиксировано несплавление металлического шва с основным металлом.

Анализируя деформационную динамику элементов конструкции при разрушении, исследователями сделан вывод, что основной причиной падения конструкции буровой установки является нарушение устойчивой опоры вертикальной стойки вышки. Расчеты, проведенные по специальной программе, показали, что конструкция установки, ее несущая способность, не соответствует нормативным требованиям.

Вторая авария, которая также позволяет на своем примере проанализировать ошибки, приведшие к этой негативной ситуации, имела места в республике Татарстан 31 мая 2005 года. Последствия происшествия проявились в форме достаточно значительных повреждений и деформаций верхней части буровой установки.

Нефтяная вышка расположена на аппарели. Дорожные железобетонные конструкции являются ее фундаментом. Исследование показало, что левый винт, расположенный на домкрате, полностью сорван с места (на аппарели) и опущен ниже на 1см. При этом он согнулся в направлении устья скважины приблизительно на 6 см. Правый винт, наоборот, приподнят и имеет уже смещение, но на 4 см. Винты для регулировки опорной стойки согнуты или сорваны.

Расстояние до выскальзывания концов каната составляет 50 см. Канатные концы силовых оттяжек, размещенные на верхней секции конструкции буровой вышки, находились вне креплений. Якоря оттяжек против ветра на той же секции в количестве 2 ед. извлечены из земли более, чем на полметра. Также полностью выдернуты натяжные винты и якоря полати.

Более того, после дополнительного осмотра деформационных конструкций буровой установки были сделаны следующие выводы:

1. Процессы разрушения нефтяной вышки вызваны неустойчивостью конструкции поясов, расположенных в верхней секции второго панельного элемента. Именно в этом месте он прикрепляется к секции нижнего уровня.
2. В местах соединения верхней секции с нижней, пояс, расположенный на верхнем уровне в зажимных механизмах между рычагами, сдвинут на 2 см.
3. Значительные повреждения буровой установки были осуществлены при нагрузочном на крюк весе 109-74 тонны. Этот показатель ниже проектного, который составляет 125 тонн.
4. Главные оттяжки не в состоянии обеспечить нормативную несущую способность конструкции, так как затяжная степень сжимов колеблется в пределах 0,86 – 0,90, против нормативного показателя 0,6. Более того, в технической документации отсутствует раздел, регулирующий эту сферу.
5. В связи с отсутствием некоторых элементов жесткость опорной части конструкции обеспечена недостаточно.