Реферат: Учебное пособие (Для слушателей Открытого института охраны труда, промышленной безопасности и экологии) Москва 2007 год

БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА ОРГАНИЗАЦИИ


Учебное пособие


Москва 2007год


АКАДЕМИЯ ТРУДА И СОЦИАЛЬНЫХ ОТНОШЕНИЙ

Открытый институт охраны труда, промышленной безопасности и экологии


Утверждено

Ученым советом Академии


БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА ОРГАНИЗАЦИИ


Учебное пособие

(Для слушателей Открытого института охраны труда, промышленной безопасности и экологии)


Москва 2007 год


Авторы: д-р техн. наук, проф. Н.Н.Карнаух, канд. техн. наук, проф. А.Л.Пшеничников.

Ответственный за выпуск – заведующий кафедрой охраны труда д-р техн. наук, проф. Н.Н.Карнаух


Под общей редакцией директора

^ Открытого института охраны труда, промышленной безопасности и экологии,

докт. техн. наук, проф. Н.Н.Карнауха


АННОТАЦИЯ

В учебном пособии рассказано об основных свойствах естественного (природного) и искусственного газов, о способах добычи природного газа и его транспортировки. Дана классификация природных газов, обусловленная способами их добычи: газы чисто газовых месторождений, газоконденсатные месторождения, попутные газы.

Искусственные горючие газы получают в результате термической обработки твердого или жидкого топлива на газовых заводах.

Рассмотрены вопросы сжиженных газов: методы получения, состав- пропан, бутан и др.; эксплуатация сжиженных газов: использование, хранение баллонов, их безопасная транспортировка.

Отражены особенности газового топлива.

Отмечено, что месторождения газов разведываются и разрабатываются посредством буровых скважин, глубина которых может достигать 4 км. Показаны схемы газовых залежей, указано, что существуют роторное и турбинное бурение.

Рассмотрены вопросы подземной, надземной и наземной прокладке газопроводов, перехода газопроводов через железные и автомобильные дороги, через водные преграды и овраги, о расположении ГРУ и ГРП, размещении запорной и регулирующей арматуры; об установке линейных кранов, сборников конденсата, рассказано об осушке, очистки, одоризации и хранении газа. Раскрыты вопросы газоснабжения жилых и общественных зданий, промышленных предприятий. Дана классификация городских газопроводов в зависимости от давления в них газа. Уделено внимание эксплуатации и ремонту полиэтиленовых газопроводов.

Изложены вопросы о предупреждении и ликвидации аварий в газовом хозяйстве: газовая служба в организации-обязанности первого руководителя, лица, ответственные за безопасную эксплуатации газового хозяйства, обучение и проверка знаний технических руководителей, специалистов и рабочих эксплуатирующих газовое хозяйство, исполнительно-техническая документация на газовое хозяйство (проектная документация, акты первичного пуска газа, наладки газового оборудования и приборов и пр.) должностные и производственные инструкции, инструкции по безопасным методам работ и противопожарной безопасности; материально-техническое обеспечение газовой службы, штатное расписание. Задачи газовой службы. Аварийно-диспетчерская служба.

Пособие предназначено для слушателей Открытого института охраны труда, промышленной безопасности и экологии по программам «Охрана труда дополнительного профессионального образования», «Менеджмент по охране труда», «Трудоохранный менеджмент», «Безопасность технологических процессов и производств».

Пособие разработано для лиц, обучающихся в системе дистанционного обучения и может быть полезным для инженеров и техников, выполняющих работы по эксплуатации газового хозяйства предприятия.


^ Цели курса- дать обучающемуся систематизированные знания в области безопасной эксплуатации газового хозяйства предприятия; научить определять зоны повышенной опасности, выбирать системы защиты работающего от отдельных видов оборудования газового хозяйства и производственных процессов при проведении изыскательских, строительно-монтажных и эксплуатационных работ. Научить разрабатывать мероприятия по оптимизации условий труда.

^ Задачи курса-изучить горючие газы и их использование: добычу, транспортирование, проектирование, строительство и монтаж наружных и внутренних газопроводов, газораспределительные установки и пункты, газовое хозяйство предприятия, газовое оборудование производственных зданий и котельных, организацию работ по обеспечению безопасности технологических процессов при строительно-монтажных работах по прокладке газопроводов, установке газового оборудования, эксплуатации газового хозяйства, по предупреждению и ликвидации аварий в газовом хозяйстве.

Курс «Безопасная эксплуатация газового хозяйства предприятия» базируется на изучении аэродинамики, теплотехники, теоретической механики.

В результате освоения курса «Безопасная эксплуатация газового хозяйства предприятия» студент должен уметь анализировать опасные и вредные факторы производственного процесса, обусловленные добычей и транспортировкой газа, прокладкой наружных и внутренних газопроводов, эксплуатацией систем газоснабжения, газового оборудования.

В соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного Министерством образования Российской федерации, слушатель обязан знать :

Горючие газы и их использование: свойства газов, состав газообразного топлива, особенности газового топлива, природные и искусственные газы. Добыча газа и его транспортировка. Осушка, очистка, одоризация и хранение газа

Городские системы газоснабжения. Проектирование и выполнение строительно-монтажных работ. Газорегуляторные пункты и установки. Газовое хозяйство предприятия: трубопроводы, предохранительные и запорные клапаны, отключающие устройства. Требования к должностным лицам и обслуживающему персоналу. Газоопасные работы. Локализация и ликвидация аварий.


СОДЕРЖАНИЕ



№ п\п

Наименование разделов

Стр.




Аннотация

4




Цели и задачи курса

5




Введение

8

Раздел 1

Горючие газы и их использование

9

1.1

Природные и искусственные газы. Свойства газов

9

1.2

Добыча газа

15

1.3

Транспортировка газа

22

1.4

Осушка, очистка и одоризация газа

28

Раздел 2

Городские системы газоснабжения

32

2.1

Проектирование газопроводов

32

2.2

Трубы, арматура, вспомогательные материалы и оборудование для газопроводов

34

2.3

Прокладка наружных газопроводов

37

2.4

Прием газопровода в эксплуатацию

56

2.5

Обслуживание и ремонт газопроводов

59

2.6

Газорегуляторные пункты и установки

67

Раздел 3

Внутренние системы газоснабжения

77

3.1

Прокладка внутренних газопроводов

77

3.2

Газоснабжение жилых и общественных зданий

80

3.3

Газоснабжение промышленных предприятий и котельных

82

Раздел 4

Эксплуатация систем газоснабжения

84

4.1

Газовая служба в организации

84

4.2

Предупреждение и ликвидация аварий в газовом хозяйстве

91

4.3

Безопасное проведение работ в газовом хозяйстве

95

4.4

Эксплуатация и ремонт полиэтиленовых газопроводов

97




Литература

104




Приложение: Перечень механизмов и приспособлений, необходимых для ремонта полиэтиленовых газопроводов и оснащения аварийного автомобиля

105




Контрольные вопросы по курсу

107




Тесты

107




Термины и определения

113




Календарный план по теме

113




Коллекция ссылок на сайты по теме «Безопасная эксплуатация газового хозяйства организации»

115



Введение

Газификация России к 2008 г. составит более 60%. Интенсивные работы по прокладке наружных и внутренних газопроводов, по газификации промышленных, общественно-бытовых и жилых зданий в городах, поселках и сельской местности ставят перед специалистами –строителями и эксплуатационниками серьёзные задачи в области обеспечения безопасности труда: снижения производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Обязанности по обеспечению безопасных условий и охраны труда возлагаются на работодателя.

Решение вопросов возможно лишь путем реализации задач систем управления охраны труда и промышленной безопасности.

Основные направления – это:

обучение работающих безопасным и безвредным методам приемам выполнения работ;

обеспечение безопасности производственного оборудования и инструментов;

обеспечение безопасности зданий и сооружений;

обеспечение нормируемого микроклимата: температуры, влажности, скорости движения воздуха, внутренней температуры поверхностей наружных ограждений;

обеспечение чистоты воздуха (запыленность и загазованность не должны превышать нормируемые пределы);

обеспечение работающих специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты;

проведение инструктажа по охране труда и промышленной безопасности;

внедрение средств коллективной защиты;

режим труда и отдыха работников в соответствии с трудовым законодательством;

проведение предварительных (при поступление на работу) и периодических медицинских осмотров;

информирование работников об условиях и охране труда на рабочих местах, о риске повреждения здоровья;

санитарно-бытовое и лечебно-профилактическое обслуживание работников;

обязательное социальное страхование работников от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

разработка и утверждение правил и инструкций по охране труда и пр.

В учебном пособии достаточно изложена технология добычи газа, передачи его на дальние расстояния, сварочных работ, установки контрольно-измерительного оборудования и т.д.. Выявлены опасные и вредные производственные факторы, сопутствующие данной технологии.

Рассмотрены актуальные вопросы оптимизации условий труда при строительстве и эксплуатации газового хозяйства организации. Разработаны организационно-технические мероприятия по предотвращению несчастных случаев, профессиональных заболеваний, инцидентов и аварий.


Раздел 1. ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ

^ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ


1.1. Природные и искусственные газы. Свойства газов

Горючие газы разделяются на естественные (природные) и искусственные. Природный газ - бесцветен, не имеет запаха, вку­са, легче воздуха, малотоксичен. Основным компонентом являет­ся газ метан: по санитарным нормам относится к 4-му классу опасности - малоопасным вредным веществам, ПДК=300 мг/м . Плотность, примерно, от 0,7 до 1,1 кг/м3.

Природные газы классифицируются по трем видам, обуслов­ленным способами добычи.

Первый вид относится к чисто газовым месторождениям. Примерный состав одного из месторождений (Северо-Ставропольское) следующий: (табл.1)

метан СН4=98,7%, этан, С2Н6=0,33%, пропан С3Н8=0,12%, бутан C4H10=0,04%, пентан C5H12=0,01%, углекислый газ C02=0,1%, азот N2+редкие газы = 0,7% (к редким газам относятся аргон Аг, неон Ne, гелий Не), кроме того, газы содержат воду Н20, а также могут содержать сероводород H2S, другие примеси - пыль и т.д.

Газы чисто газовых месторождений относятся к тощим га­зам. Тощие газы содержат тяжелых углеводородов (пропан, бу­тан, пентан, гексан) не более 50 г/м3.

Второй вид газов относится к газоконденсатным месторож­дениям. Они состоят из смеси сухого газа и паров конденсата (бензин, лигроин, дизельное топливо, керосин), т.е.- паров тяже­лых углеводородов.


^ Таблица 1


Средние составы и характеристики природных газов некоторых месторождений





Месторождение

газа



Административный

район



Первоначальные

запасы, млрд. м3



Характеристика

месторождения

Состав газа, % по объему



Плотность,

кг/ м3

при t=0°C,

P=101,3

кПа

Теплота сгорания,

кДж/ м3

при при t=0°C,

P=101,3

кПа

СH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

CO2

H2S

N2+

Редкие

газы

высшая

низшая

Северо-Ставропольское

Ставропольский

край

220

Газовое

98,7

0,33

0,12

0,04

0,01

0,1

»

0,7

0,727

39615

35695,2

Уренгойское

То же

3882,3

»

97,64

0,1

0,01

_

_

0,3

»

1,95

0,73

38841,8

34925,6

^ Попутные газы

Жирновское

Волгоградская

область

-

-

81,6

6,5

3

1,9

1

4

0,1

1,5

0,712

45077,7

40490,7

Ромашкинское

Татарская

АСР

-

-

40

19,5

18

7,5

4,9

0,1

нет

10

1,069

65260,5

59672,7

Туймазинское

Башкирский

АССР

-

-

39,5

20

18,5

7,7

4,2

0,1

»

10

1,065

65052

59505,9



Третий вид газов добывается одновременно с добычей нефти и называется попутным газом. Кроме метана они содержат значительное количество тяжелых углеводородов (более 150 г/м3) и относятся к жирным газам. Жирные газы представляют собой смесь сухого газа пропанобутановой фракции и газового бензина.

Примеси тяжелых углеводородов изменяют свойства при­родного газа: повышают плотность, снижают температуру воспламенения, придают ему запах бензина.

Искусственные горючие газы получают в результате терми­ческой обработки твердого или жидкого топлива на газовых за­водах.

Сжиженные газы являются смесью тяжелых углеводородов - пропана, бутана и др. Получают сжиженный газ из попутных нефтяных газов и газов газоконденсатных месторождений на газобензиновых заводах. При этом выделяют этан, пропан, бутан и газовый бензин.

Сжиженный газ также не имеет цвета, запаха, вкуса. В жидком состоянии представляет из себя масляную бесцветную жид­кость в два раза легче воды. При повышении давления или пони­жении температуры пропанобутановая смесь из газообразного состояния переходит в жидкое и наоборот, т.е. с понижением давления или с повышением температуры переходит из жидкого в газообразное состояние.

При нагревании баллона с пропанобутановой смесью проис­ходит увеличение объема с увеличением давления, что может привести к взрыву. Поэтому баллоны заполняются не полностью, а только на 85% от полной емкости. Баллон заполняется по весу из расчета 425 г на 1 литр. 15% объема - это паровая фаза. В теп­лый период года пропанобутановая смесь должна содержать: пропана 34%, бутана 66%; в холодный период года - пропана 75%, бутана 25%. Коэффициент объемного расширения у пропа­на в 1,5 раза больше, чем у бутана, поэтому в теплый период года пропана должно быть меньше.

Количества воздуха для полного сгорания сжиженного газа требуется в 4 раза больше, нежели при сгорании природного газа. Для полного сгорания 1 объема природного газа (метана) требу­ется 10,5-11,5 объемов воздуха.

Хранится и транспортируется сжиженный газ в баллонах. Баллон маркируется: гост, знак завода изготовителя, номер бал­лона, вес порожнего баллона (без веса вентиля и колпака), дата изготовления и год следующего освидетельствования, рабочее давление, пробное давление, емкость баллона, клеймо ОТК изго­товителя. Рабочее давление 1,6 МПа (16 кгс/см2), пробное - 2,4 МПа (24 кгс/см2) (Рпроб=1,5Рраб). Емкость стандартного баллона - 50 л. Баллон окрашивается в красный цвет с надписью белой краской «Пропан».

Баллон для сжиженного газа имеет цилиндрическую форму с полусферическими днищами. Сосуд сварен из листовой стали толщиной 3,5 мм. В верхнее днище вваривается горловина, в ко­торую ввертывается вентиль из латуни. К нижнему днищу для вертикальной установки баллона приваривается башмак. Боковой штуцер вентиля имеет левую резьбу. Это выполняется для того, чтобы нельзя было ошибочно подсоединить баллон с горючим газом вместо баллона с негорючим газом. На штуцер навертыва­ется заглушка. Вентиль для защиты от механических поврежде­ний и загрязнения закрывается металлическим или пластмассо­вым колпаком. На баллон надеваются два резиновых кольца, предназначенных для защиты от ударов при транспортировке и хранении.

Транспортировка баллонов осуществляется на специально оборудованном транспорте. Используются машины типа «клет­ка», а также грузовые машины, оборудованные деревянными ложентами либо имеющие приспособления для крепления баллонов в вертикальном положении. Автомобиль оснащается двумя углекислотными огнетушителями и мигалкой либо флажком. Вы­хлопная труба выводится в переднюю часть автомобиля. Для за­щиты от солнечных лучей баллоны укрываются брезентом. Пре­дохранительные колпаки на баллонах направляются в правую сторону по ходу движения автомобиля. Баллоны со сжиженными газами относятся в соответствии с государственным стандартом ко 2-му классу опасных грузов. Знак опасного груза изображается на борту автомобиля. На дверях кабины надпись «Пропан». На бортах кузова по диагонали нанесена красная полоса шириной 200 мм.

Разгрузка автомобиля осуществляется двумя обученными и аттестованными работающими. На территории предприятия бал­лоны перемещаются на специальных рессорных тележках с за­крепленными на них баллонами.

На предприятии баллоны должны храниться в одноэтажных зданиях из негорючих материалов, без чердачных и подвальных помещений с легко сбрасываемым покрытием; температура в по­мещении не должна превышать +35°С, кратность воздухообмена не менее 5, механическая вентиляция во взрывозащищенном ис­полнении; удаление воздуха из нижней части помещения - 1/3 и из верхней зоны - 2/3.

Помещение снабжается огнетушителями типа ОХВП или ОУБ, кошмой, ящиком с песком (0,5м3), минимум двумя лопата­ми и щитом с противопожарным инвентарем.

Хранение порожних и наполненных баллонов должно быть раздельным. Работающие снабжаются инструкцией по безопас­ной эксплуатации баллонов с сжиженным газом.

Предупредительные надписи: «Газ», "Огнеопасно", "Про­пан". Запрещающие знаки: "Вход в помещение посторонним ли­цам, курение и пользование открытым огнем запрещены".

Санитарными нормами улучшение условий труда в первую очередь обусловливается выполнением специальных технических требований. Так, например, твердое топливо необходимо заме­нять газообразным. Газообразное топливо (горючие газы) ис­пользуется для отопления промышленных, общественно-бытовых и жилых зданий. Используется газ в газовых каминах, плитах, варочных котлах, газовых калориферах и пр. В производствен­ных зданиях и помещениях газ используется в специальных пе­чах: плавильных, нагревательных, термических, обжиговых.


Широкое применение газ находит и в котельных. В пере­численных случаях газ сгорает в объеме топочного пространства, а продукты сгорания отводятся наружу через дымоход. Кроме того, существуют устройства, позволяющие сжигать газ для ото­пления помещений непосредственно внутри самого помещения: это горелки инфракрасного излучения, радиационные диафрагменные нагреватели поверхностного типа и др. Газ находит при­менение и в печном отоплении. Непосредственно на строительст­ве газ используется, например, для разогрева битума и в других случаях.

Газообразное топливо обладает определенными положитель­ными сторонами по сравнению с другими видами топлива при прочих равных условиях:

- простота добычи газа и его транспортировка к объектам по­требления;

- простота эксплуатации: зажигание и прекращение горения, регулирование и автоматическое обеспечение процесса горения;

- полное сжигание газа как в объеме топочного пространства, так и при сжигании его в помещениях. Теплота сгорания природ­ных газов чисто газовых месторождений до 8500 ккал/м3 (~36000 кДж/м3). Теплота сгорания по­путных газов ~ до 15000 ккал/м3, т.е. ~ до 65000 кДж/м3.

Газообразное топливо имеет и отрицательные стороны. Та­кие горючие газы, как метан, этан, пропан, бутан и пр., при со­держании их в воздухе порядка 10% уже вызывают удушье, голо­вокружение и т.д. Избыточное содержание газов уменьшает в воздухе содержание кислорода, что отрицательно воздействует на организм человека. Нормальное содержание кислорода в воз­духе составляет примерно 21% по объему. При снижении его до 17% у человека возникает отдышка и учащенное сердцебиение, при снижении до 12% - стесненное дыхание, до 9% - обморочное состояние. Наличие в продуктах сгорания окиси углерода и попа­дание ее в помещение, в котором находятся люди, ухудшает са­нитарно-гигиенические условия и может привести к летальному исходу.

К опасным свойствам горючих газов относится способность их образовывать в смеси с воздухом взрывоопасные смеси. Взрыв - это мгновенное сгорание газовоздушной смеси, сопровождаю­щееся резким увеличением давления и температуры. Взрыв про­исходит при определенных соотношениях газа с воздухом, харак­теризуемых нижним и верхним пределами взрываемости. Ниж­ним пределом взрываемости называется то минимальное содер­жание газа в воздухе, которое при воспламенении уже может привести к взрыву. Верхним пределом взрываемости называется то максимальное содержание газа в воздухе, которое в случае воспламенения еще может привести к взрыву. Опасная зона, в которой осуществляется взрыв, находится между нижним и верхним пределами взрываемости. Концентрация газа в воздухе ниже нижнего и выше верхнего пределов взрываемости к взрыву не приводит: в одном случае из-за избытка воздуха, в другом из-за его недостатка. ___

Для метана нижний предел взрываемости - 5,3% от объема помещения, т.е. до этого «процента» смесь газа с воздухом не воспламеняется и, естественно, не взрывается. Верхний предел взрываемости не более 14% от объема помещения. Если свыше 14% - газ воспламеняется, горит, но не взрывается. В пределах от 5,3 до 14% при возникновении источника воспламенения проис­ходит взрыв смеси газа с воздухом.

1.2. Добыча газа

Безопасная эксплуатация газового хозяйства обусловливается выполнением требований строительных норм и правил, государ­ственных стандартов, ведомственных документов и т.д. К таким документам относятся, например [2, 3, 4, 7, 8, 9] и др.

Месторождения горючих газов разведываются и разрабаты­ваются с помощью буровых скважин, глубина которых достигает 4 км. Давление газа в залежах увеличивается с глубиной. Это давление находится в пределах от 30 до 700 кгс/см2 (от 3,0 до 70,0 МПа). Например, Астраханское месторождение имеет дав­ление газа 70МПа.

Залежи газа представляют собой углеводороды, заполняю­щие поры проницаемых пород. Происхождение углеводородных газов связано с биохимическими процессами, в результате кото­рых разлагались и преобразовывались органические вещества, состоявшие из остатков отмерших живых организмов и расти­тельности.

Газоносные пласты состоят из пород с пористой структурой (пески, песчаники, пористые известняки или доломиты). В зави­симости от структуры и состава газоносные пласты имеют раз­личную крепость. Обычно чем больше геологический возраст пласта, тем он прочнее. Мощность (толщина) газоносных пластов измеряется десятками, а иногда и сотнями метров. Газоносные пласты залегают между газонепроницаемыми породами (сланце­выми глинами, плотными известняками). Газовые месторождения представляют складки земной коры, обращенные выпуклостью кверху, или купола.

На рис. 1.1 показана форма газовой залежи. Газ заключен в куполообразном подземном пласте. В верхних горизонтах газ скапливается в виде газовых шапок. Внизу находится нефть (в газонефтяных месторождениях) или пластовая вода (в чисто га­зовых месторождениях). Основная масса газовых месторождений имеет контакт с пластовой водой.






Рис. 1.1. Схема газовых залежей:

а) - водонапорный режим,

б) - газовый режим.

Условные обозначения:

1 - наружный контур залежи,

2 - внутренний контур залежи,

3 - режим пластовой воды в

газовых месторождениях; режим нефти в газонефтяных месторождениях,

4 - режим расширяющегося газа,

Н - высота залежи.


Месторождения содержат два или несколько газоносных пластов, расположенных один над другим и отделенных газоне­проницаемыми слоями. Большинство газовых месторождений являются многопластовыми.

Газ в пластах находится под давлением. При вскрытии зале­жи буровой скважиной он фонтанирует из нее с большой скоро­стью. Дебит некоторых скважин достигает нескольких миллио­нов кубометров газа в сутки. Первоначальное давление в газо­носном пласте зависит от глубины его залегания. Через каждые 10 м глубины давление в пласте возрастает, примерно на 1 кгс/см2-0,1 МПа.

Газовые месторождения имеют различные режимы. При во­донапорном режиме давление в пласте создается водой. В место­рождениях с газовым режимом давление обеспечивается самим газом, заполняющим поры пласта. Такой режим является режи­мом расширяющегося газа.

При идеальном водонапорном режиме по мере добычи газа вода, поднимаясь, заполняет поры и вытесняет в скважину газ месторождения. В связи с этим в процессе эксплуатации падения давления газа в залежи не будет. Идеальный водонапорный ре­жим встречается в очень немногих газовых месторождениях.

Вследствие ряда причин (значительно большей вязкости во­ды по сравнению с вязкостью газа, плохой проницаемости про­дуктивного пласта и др.) подъем воды обычно отстает от скоро­сти отбора газа, поэтому давление в газоносном пласте с течени­ем времени падает.

Газовая скважина - основной элемент промыслов. Верх скважины называют устьем, низ - забоем. Бурят скважину быстровращающимся буром-долотом, который разрушает породы в забое. Для этой цели применяют шарошечные долота, в которых шарошки, вращаясь вокруг своих осей, дробят и скалывают по­роду.

В зависимости от привода различают роторное и турбинное бурение (рис. 1.2). При роторном бурении двигатель расположен на поверхности земли, вращение от него передается долоту через промежуточные механизмы и колонну бурильных труб, имею­щих диаметр 125-150 мм. В качестве бурильных труб применяют цельнокатаные бесшовные трубы, изготовленные из высококаче­ственных углеродистых и легированных сталей, со стенками толщиной 8-11 мм. Трубы соединяют между собой замками на крупной конической резьбе. В верхней части бурильных труб ус­танавливают ведущую трубу, имеющую в поперечнике квадрат­ное сечение. Эта труба проходит через ротор, укрепленный над устьем скважины. Ротор передает вращение от двигателя к веду­щей трубе и далее к бурильным трубам. Бурильный инструмент (долото), бурильные трубы и ведущая труба подвешены на крюке талевой системы, с помощью которой можно осуществлять его подъем и спуск. Для подъема и разъединения труб имеется выш­ка. Во время бурения газовой скважины колонну труб непрерыв­но опускают (осуществляют подачу бурильного инструмента).

Насосом по бурильным трубам нагнетают промывочный рас­твор.



Рис. 1.2. Схема бурения скважины


1 - долото, 2 - турбобур (при роторном бурении не устанав­ливается), 3 - бурильная труба, 4 - бурильный замок, 5 - лебедка, 6 - двигатели лебедки и ротора, 7 - вертипог, 8 - талевый канат, 9 - талевый блок, 10 - крюк, 11 - буровой шланг, 12 - ведущая тру­ба, 13 - ротор, 14 - вышка, 15 - желоба, 16 - обвязка насоса, 17 -буровой насос, 18 - двигатель насоса, 19 - приемный резервуар (емкость).


Раствор проходит через специальные отверстия в долоте и на­правляется непосредственно на забой со скоростью 15-30 м/с. В результате этого забой интенсивно омывается, а промывочный раствор по кольцевом зазору между бурильными трубами и стен­ками скважины выносит из забоя на поверхность земли частицы выбуренной породы. Промывочный раствор стекает по наклонному желобу (где из него осаждается выбуренная по­рода) и попадает в приемный чан, откуда буровым насосом его вновь подают в скважину. Плотность промывочного раствора должна превышать плотность воды на 20-40%. Промывочный раствор используют не только для выноса частиц породы из за­боя: тонкий слой глины, которая входит в состав промывочного раствора, откладываясь на стенках скважины, укрепляет их и предохраняет от обвалов. Кроме того, промывочный раствор ока­зывает на продуктивный пласт давление и тем самым предохра­няет скважину от преждевременных газовых выбросов.

Турбинное бурение отличается от роторного тем, что буро­вой двигатель (турбобур) опускают в скважину и крепят непо­средственно над долотом. Турбобур вращается под действием промывочного раствора, который подают в него по бурильным трубам под большим давлением. В процессе бурения бу­рильные трубы остаются неподвижными, вращаются только вал турбобура и долото.

Стенки образовавшейся скважины укрепляют стальными об­садными трубами (рис. 1.3). Первую колонну обсадных труб на­зывают кондуктором. В зависимости от геологического разреза трубы кондуктора диаметром 225-400 мм опускают на различную глубину, но обычно не ниже 300 м. Пространство между скважи­ной и колонной кондуктора заливают цементом до выхода по­следнего на поверхность. Это обеспечивает надежное крепление скважины, препятствует обрушению верхних наиболее рыхлых пород и предохраняет скважину от проникания в нее воды из верхних пластов.

Вторая колонна обсадных труб, расположенная внутри кондуктора, является эксплуатационной с диаметром труб 125-200 мм, которую опускают в продуктивный пласт. Пространство между эксплуатационной колонной и скважиной, начиная от низа колонны, заливают цементом с выходом его в кольцевое про­странство между трубами на 20-30 м. Обсадная колонна предо­храняет скважину от обрушения и проникания в продуктивный пласт воды из верхних горизонтов, а также газоносный пласт от потерь газа в вышележащие слои, если они состоят из пористых пород или имеют трещины. Верх эксплуатационной колонны крепят в колонной головке.

Забои скважины имеют закрытую и открытую конструкции. В первом случае пространство между породами и эксплуатаци­онной колонной цементируют также и в пределах продуктивного пласта. После этого в колонну опускают специальный стреляю­щий аппарат (перфоратор), пули которого проходят через трубу, слой цемента и углубляются в породы, в результате чего осуще­ствляется перфорация забоя. Забои скважины закрытой конст­рукции имеют преимущественное распространение.

Если породы продуктивного пласта устойчивы (например, известняки), применяют забои открытой конструкции. В этом случае эксплуатационную колонну опускают в кровлю продук­тивного пласта и цементируют, после чего бурят скважину в га­зоносном пласте на требуемую глубину.

Внутри эксплуатационной колонны опускают колонну фон­танных труб, по которой происходит движение газа от забоя к устью скважины. Колонну фонтанных труб крепят в трубной го­ловке, которую устанавливают на колонной головке. В зависимо­сти от дебита скважины фонтанные трубы имеют различный диаметр (50-100 мм).






Рис. 1.3. Схема эксплуатационной установки

Условные обозначения: 1 - штуцер отбора газа, 2 - задвижка, 3 - колонна кондуктора, 4 - эксплуатационная колонна, 5 - колон­на фонтанных труб, Рn - пластовое давление, Р3 - забойное давле­ние, В - глубина вскрытия пласта, H1 - мощность пласта.


Скважины, имеющие высокое давление (более 8 МПа) и большие дебиты (более 500 тыс. м3/сут), рекомендуется эксплуа­тировать через обсадные трубы. Если газ содержит сероводород, эксплуатацию скважины по обсадным трубам не производят вследствие коррозирующего воздействия газа на стенки труб.

Раздел 2. ГОРОДСКИЕ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ


2.1. Проектирование газопроводов

Проектирование систем газоснабжения выполняется специа­лизированными проектными организациями, имеющие лицензии.

Проект подлежит регистрации в местных органах Ростехнадзора. Регистрации подлежат все проекты газоснаб­жения вновь строящихся, расширяемых и реконструируемых предприятий и установок, за исключением проектов на оборудо­вание, использующее газ для приготовления пищи (плиты быто­вые, ресторанные и т.д.)> индивидуального отопления и горячего водоснабжения (водонагреватели проточные и емкостные, печи отопительные бытовые), а также на приборы, потребляющие ме­нее 1 м3 газа в час, оборудование, использующее газ в качестве рабочего агента для добычи нефти, и оборудование для подготовки газа к транспортировке на нефтегазодобывающих предприятиях.

Городские газопроводы в зависимости от давления газа в них разделяются на:

1. Газопроводы низкого давления с давлением газа до 0,05 кгс/см2 (0,005 МПа).

2. Газопроводы среднего давления с давлением газа свыше 0,05 кгс/см2 до 3 кгс/см2 (свыше 0,005 МПа до 0,3 МПа).

3. Газопроводы высокого давления с давлением газа свыше 3 кгс/см2 до 6 кгс/см2 (свыше 0,3 МПа до 0,6 МПа).

4. Газопроводы высокого давления с давлением газа свыше 6 кгс/см2 до 12 кгс/см2 (свыше 0,6 МПа до 1,2 МПа).

Газопроводы низкого давления предназначены для питания газовых сетей жилых зданий, предприятий общественного пита­ния, мелких отопительных котельных. В газопроводах внутри помещений жилых домов максимальное давление газа допускает­ся равным 0,03 кгс/см2 (0,003 МПа). В газопроводах внутри по­мещений предприятий непроизводственного характера и общест­венных зданий максимальное давление газа допускается равным 0,05 кгс/см2(0,005 МПа).

Газопроводы среднего и высокого давления через газорегуляторные пункты (ГРП) питают городские распределительные сети низкого и среднего давлений. Через ГРП и местные газорегуляторные установки (ГРУ) газом высокого и среднего давлений питаются газопроводы промышленных и коммунальных пред­приятий. Промышленные предприятия и отдельно стоящие ото­пительные и производственные котельные имеют давление до 6 кгс/см2 (до 0,6 МПа.). Встроенные котельные имеют давление до 3 кгс/см2 (до 0,3 МПа).

Газопроводы высокого давления, подводящие газ к городу, выполняются по лучевой, полукольцевой или кольцевой схемам. Эти сети питают также и промышленные предприятия, для кото­рых требуется давление свыше 6 кгс/см2 (0,6 МПа).

Схемы газораспределения в городе по числу ступеней давления распределяются на одноступенчатые (низкое или среднее давление), двухступенчатые (низкое и среднее либо низкое и высокое дав­ление), трехступенчатые (низкое, среднее и высокое давление). Связь между газопроводами различных давлений осуществляется через ГРП, ГРУ, шкафные регуляторные пункты (ШРП).

На рис. 2.1 показаны схемы распределения городских систем газоснабжения.







Газопроводы по расположению относительно отметки земли могут быть подземные (подводные), надземные, наземные. По расположению в системе планировки городов могут быть наруж­ные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые, меж­поселковые) и внутренние (внутри зданий и помещений); по на­значению - городские магистральные, распределительные, вводы, вводные, импульсные (к контрольно-измерительным приборам, к регуляторам и пр.), продувочные; по материалам - стальные, пла­стмассовые, резинотканевые.

Распределительные газопроводы по принципу расположения в плане делятся на кольцевые (закольцованные), тупиковые и смешанные (закольцованные и тупиковые).

Городскими магистральными считают газопроводы, идущие от газорегуляторной станции (ГРС) до головных газорегуляторных пунктов (ГРП).

Распределительными газопроводами считаются газопроводы, идущие от ГРП до ввода. Это могут быть уличные, в