Борбата с избухналия на сондата Deepwater Horizon пожар.
Фиг. 1 - Deepwater Horizon на морското дъно
КОМЕНТАР НА АВАРИЯТА СЪС СОНДАТА
DEEPWATER HORIZON В МЕКСИКАНСКИЯ ЗАЛИВ -
ЧАСТ 3
1. Хронология на аварията
Последната укрепваща тръба, т. н. добивна тръба е положена до дъното на кладенеца и предстои да бъде циментирана.
14.04.2010 г. - Инженерът по сондажи на ВР Брайън Моръл пише e-mail до колегата си, че „това е един кошмарен кладенец, който изисква всички да бъдат на мястото си”.
15.04.2010 г. - Брайън Моръл информира представителя на Halliburton (подизпълнители по циментирането) Джес Галиано, че се планира използване на 6 центриращи пружини - виж част 2 - схемата за циментиране. Галиано казва, че те трябва да са 21. Брайън Моръл му отговаря с e-mail, че „е доста късно да се доставят каквито и да е материали на сондата и нашата единствена опция е да ре-аранжираме тези центриращи пружини.” Галиано препоръчва също циркулиране на сондажната тиня от дъното на кладенеца до морската повърхност за премахване на въздушни мехури и механични остатъци, които могат да замърсят цимента. Той пише в своя e-mail да се „циркулира поне един път, преди да се започне работата по циментирането”. Въпреки тази препоръка, ВР циркулира само 41.5 куб. метра сондажна тиня, което е малка част от общото количество тиня в кладенеца и райзъра, около 473 тона.
16.04.2010 г. - Брет Кокейлс, началник на инженерите по сондажи потвърждава с e-mail до Брайън Моръл използването само на 6 центриращи пружини.
17.04.2010 г. - Deepwater Horizon завършва сондажа и кладенецът се подготвя за циментиране, след което сондата трябва да го затапи с циментова тапа и да отплава. ВОР е тестван и докладван „в изправност”. Сега, Галиано докладва, че използването на само 6 центриращи пружини „вероятно би довело до пропукване и пропадане на циментирането”.
18.04.2010 г. - Докладът на Галиано казва, че „счита кладенецът да има много голям проблем с газта”. Schlumberger (други подизпълнители) изпращат на сондата с хеликоптер свой екип, който ще проведе проверка на цимента за да види дали циментът е добре запълнил и уплътнил между външната стена на укрепващата тръба и стената на кладенеца, т.е. в така нареченото пространство annulus. Такива са изискванията на правилата.
19.04.2010 г. - Halliburton завършва циментирането на последната и най-долна укрепваща тръба на кладенеца.
20.04.2010 г.
- 07:00 ч. - ВР отменя препоръчания тест за уплътняването на цимента. Провеждането на теста би отнело 9-12 часа при цена $128 000. С отмяната на теста по циментиране, ВР плаща само $10 000. Екипът по теста за циментиране напуска сондата с полет в 11:15 ч. Служителите на ВР се събират на платформата за отпразнуване на седем години работа без нараняване на човек на сондата. Планираното преместване на Deepwater Horizon на нова точка за сондиране е закъсняло вече с 43 дни и това закъснение струва на ВР $21 милиона.
- 21:49 ч. - Андрея Флейрас наблюдаваше работата на системата за динамично позициониране на мостика на Deepwater Horizon, когато почувства трус. Преди да успее да го осъзнае - нов разтърсващ трус дойде незнайно от къде и виолетово предупреждение се показа на екрана. Виолетовият цвят означаваше наличие на най-опасно ниво от навлизащ избухлив газ.
- 21:45 ч. - четири минути преди горния момент - Газ, нафта и циментови отломъци излизат от кладенецът и като през димоход се изкачват по морския райзър на палубата на сондата и започват да горят. Експлозията убива на място 11 работници и наранява други 17. Останалите 98 души оцеляват без сериозни физически наранявания.
- 21.04.2010 г. - Бреговата охрана на САЩ оценява заплахата за природната среда на 2 650 000 литра (2 650 куб. метра) дизелово гориво на борда на сондата и очакван разлив на земно масло около 8 000 барела (около 1 272 куб. метра) на ден ако избухването не можеше да се овладее веднага. Повечето от нефтеното замърсяване изгоря в пожара. Нефтената пелена се разстилаше до към 2 мили от брега. Дневникът на Бреговата охрана на САЩ докладваше, че и двата опита за затваряне на ВОР чрез използване на мини-подводница робот са пропаднали.
- 21.04.2010 г. - Сондата потъва в 10:21 ч. Бреговата охрана прави оценка за изтичането на земно масло отново около 8 000 барела (около 1 272 куб. метра) на ден. Мини подводниците роботи от няколко близки офшорни инсталации разкриват, че големи количества от земно масло изтичат от мястото на аварията.
Всъщност, изтичане на земно масло от кладенеца няма. Морският райзър, който е прекомерно огънат нагоре поради вградените си плавателности, получава пропуквания, през които земното масло изтича в морето - Фиг. 1.
От тук нататък започва 106-дневната епична борба за овладяване на разлива, която завършва на 04.08.2012 г. чрез изпомпване на тиня в кладенеца, която успява накрая да доведе кладенеца до „статично положение” като го изолира ефективно.
2. Проблеми и предупреждения преди аварията и неното развитие
На борда на Deepwater Horizon е имало и по-рано произволни изригвания и пожари, включително един през 2008 г., когато 77 души са били евакуирани от сондата, която се накренява и започна да потъва, след като секция от тръба на баластната система е премахната случайно и поради грешка. На 20.04.2010 г. операциите на Deepwater Horizon закъсняваха вече с пет седмици. Вътрешните документи на ВР показваха, че инженерите на ВР имаха опасения още през 2009 г., че укрепващите метални тръби, които искаха да използват, биха могли да се срутят под налягане. Сондата изпита проблеми през март 2010 г., които показваха, че сондажната тиня е пропаднала в подводната формация на земното масло, внезапно освобождаване на газ от кладенеца, тръба, която беше изтървана в кладенеца и поне в три случая имаше протичане на течност от ВОР. Един механик от сондата заявява, че сондата е имала проблеми с кладенеца месеци преди това и кладенецът постоянно е показвал тенденция за произволно изригване поради високото налягане на газта в него, която оказва съпротивление срещу сондажната тиня.
Конфиденциалното проучване, което беше проведено няколко седмици преди експлозията от менажерите на сондата - Transocean, указва, че работниците са загрижени за безопасните практики и се страхуват от наказания в случаи на докладване на грошки или други проблеми. В деня на експлозията, от 126 души на борда, 76 бяха служители на Transocean.
Съгласно американското телевизионно списание 60 Minutes, ВОР е бил повреден по време на предишен недокладван инцидент през март 2010 г. Американската класификационна организация ABS, под чието наблюдение е сондата, са инспектирали за последен път повредения ВОР на сондата през 2005 г. Съгласно Transocean, работниците са изпълнявали стандартни рутинни операции и не са имали никакви индикации за някакви проблеми преди избухването. Предварителните проучвания от вътрешното разследване на ВР на 25.05.2010 г. Посочва няколко сериозни предупредителни сигнала само часове преди експлозията.
Отчетите на инструментите на сондата са показвали натрупване на газ в кладенеца, което можеше да е предвестник за неизбежно избухване. Само тежката сондажна тиня в тръбите и морския райзар задържаха в началото газта от кладенеца - виж Фиг. 2. Във връзка с предстоящото завършване на циментирането и запушването на кладенеца с бетонна тапа, представителя на ВР на борда на сондата разпореди на екипажа, въпреки протеста на главния сонддьор, да подмени сондажната тиня в морския райзър с морска вода. Съгласно изявленията на известен брой работници, очакваше се, че те могат да бъдат уволнени дисциплинарно заради изразяване на загриженост по въпросите на безопасността, които можеха да забавят отплаването на сондата.
След експлозията, на 22 юли 2010 г., ТВ „Скай Нюз” докладва, че според проучване на Transocean, работниците на Deepwater Horizon са повдигали загриженост за „слабата надеждност на оборудването, което се предполага, че е в резултат на даване на приоритет на сондажните работи вместо на поддръжката.” Проучването, което беше извършено през март 2010 г., показваше, че „по-малко от половината интервюирани работници казваха, че могат да докладват за действия, които са водели до потенциално рискови ситуации, при което много работници са записвали фалшиви данни за да заобиколят системата. По този начин, възприемането на безопасността от компанията е било изопачено.
Ако се разгледа Фиг. 2, могат да се направят следните изводи:
- Сондата е поставила циментова запушалка (тапа) в дъното на кладенеца,
- Колона от тиня в райзъра и кладенеца подтискат ефективно налягането на подземната газ,
- Blowout Preventer e затворен.
- Няма опасност от изригване. Всичко е под контрол. Газта в дъното на кладенеца е ефективно блокирана от циментовата тапа и колоната тиня в кладенеца и райзъра.
Следващият етап от операциите е подмяната на тинята в райзъра с морска вода, както е показано на Фиг. 3.
Този етап започва със сондажната линя все още спусната в морския райзър и кладенеца, както следва:
- Изпомпване на тинята от морския райзър,
- Подменяне на тинята в райзъра с морска вода.
- ВОР е отворен поради преминаване на сондажната линия през него,
- Поради намлено противоналягане на колоната морска вода в райзъра, в кладенеца постъпва газ под налягане.
Забележка:
Тук има несъобразяване с процедурата по безопасност, така както е показано на Схема № 2:
- Преди почистване на морския райзър от тиня, в долната част на кладенеца трябва да се поставят две циментови запушалки (тапи), които създават три бариери на безопасност:
- Долни циментови запушалки (тапи)кладенеца,
- Колона от тиня в кладенеца,
- ВОР в готовност за затваряне,
Едва след това може да се пристъпи към подменянето на тинята в райзъра с морска вода, при подменяне на тинята с морска вода в райзъра, ВОР трябва да е затворен с цел предпазване от придвижване на газ нагоре по него, а това изисква изтегляне преди това на сондажната линия.
Пренебрегването на тази практика води до последиците описани по-долу.
С премахването на налягането от около 473 тона тиня в райзъра и подменянето му с налягане около 315.5 тона морска вода се губи около 161.5 тона противоналягане на газта. Изчислението е за конкретния райзър с вътрешен диаметър 0.508 метра и относително тегло на тинята около 1.558 т/м3. Относителното тегло на на морската вода е средно1.025 т/м3. Това намалява ефективно налягането в райзъра с около 161.5 тона, което дава шанс на газта в дълбочина да се придвижи бързо (за по-малко от минута) във вертикала по кладенеца. Това е свързано със спускане на сондажната линия в кладенеца за провеждане на операция по подмяна на тинята в райзъра с морска вода. Сондажната линия е ефективно под нивото на ВОР. Газта навлиза в долната част на кладенеца и долната тапа се измества под нейно налягяне нагоре.
Схемата на Фиг. 4 показва какво се получава с издигане на газта под високо налягане и отворен ВОР - насищане на сондата с газ и пожар, който води до погиването й. Газта се вдига като през димоход в кладенеца и райзъра и най-малкото статическо електричество на сондата я възпламенява и води до катастрофален пожар. В конкретния случай се предполага, че пожарът е в следствие на навлизане на газта във смукателите за въздух на дизел-генераторите на сондата. Ако двигателите бяха снабдени със специални устройства за автоматично спиране и изолиране на вентилационните системи, източника за запалване на газта от двигателите би бил намален чрез елиминиране на триъгълника на пожара.
3. Предпазване от произволно изригване на нефт и газ (blowout)
За разлика от плиткия газ, който трябва да се избягва на всяка цена, газта и нефта в дълбочина, особено при големи дълбочини над 500 метра под морското дъно могат да бъдат истинско предизвикателство.
Основните три бариери против произволно изригване на нефт и газ при рутинното сондиране са:
- Монтаж на циментова запушалка (тапа) в дъното на кладенеца,
- Запълване на кладенеца с тиня ,
- Монтаж на циментови запушалка (тапи), поне две, в горната част на кладенеца.
Аварийната бариера против произволно изригване на нефт и газ при сондиранието е т.н. BOP (Blowout Preventer) или предпазител против произволно изригване.
Обикновено, в горната част на кладенеца се монтира комплекс от два иили повече ВОР. Единият е радиален ВОР с няколко челюсти, срязваща, заглушаваща и притискаща (не е показана на схемата). Над него се монтира аксиален ВОР, който е изчислен за по-малки налягания при работа в кладенеца. Съчетанието на няколко вида ВОР над кладенеца се нарича комплекс ВОР (BOP Stack) и може да има значително тегло - 450 тона в случая с „Deepwater Horizon”. Принципна схема на комплект ВОР е показан на схемата на Фиг. 5.
Радиалният ВОР има най-малко три комплекта челюсти, които работят както следва:
- Заглушаваща двойка челюсти, които затварят
DEEPWATER HORIZON В МЕКСИКАНСКИЯ ЗАЛИВ -
ЧАСТ 3
1. Хронология на аварията
Последната укрепваща тръба, т. н. добивна тръба е положена до дъното на кладенеца и предстои да бъде циментирана.
14.04.2010 г. - Инженерът по сондажи на ВР Брайън Моръл пише e-mail до колегата си, че „това е един кошмарен кладенец, който изисква всички да бъдат на мястото си”.
15.04.2010 г. - Брайън Моръл информира представителя на Halliburton (подизпълнители по циментирането) Джес Галиано, че се планира използване на 6 центриращи пружини - виж част 2 - схемата за циментиране. Галиано казва, че те трябва да са 21. Брайън Моръл му отговаря с e-mail, че „е доста късно да се доставят каквито и да е материали на сондата и нашата единствена опция е да ре-аранжираме тези центриращи пружини.” Галиано препоръчва също циркулиране на сондажната тиня от дъното на кладенеца до морската повърхност за премахване на въздушни мехури и механични остатъци, които могат да замърсят цимента. Той пише в своя e-mail да се „циркулира поне един път, преди да се започне работата по циментирането”. Въпреки тази препоръка, ВР циркулира само 41.5 куб. метра сондажна тиня, което е малка част от общото количество тиня в кладенеца и райзъра, около 473 тона.
16.04.2010 г. - Брет Кокейлс, началник на инженерите по сондажи потвърждава с e-mail до Брайън Моръл използването само на 6 центриращи пружини.
17.04.2010 г. - Deepwater Horizon завършва сондажа и кладенецът се подготвя за циментиране, след което сондата трябва да го затапи с циментова тапа и да отплава. ВОР е тестван и докладван „в изправност”. Сега, Галиано докладва, че използването на само 6 центриращи пружини „вероятно би довело до пропукване и пропадане на циментирането”.
18.04.2010 г. - Докладът на Галиано казва, че „счита кладенецът да има много голям проблем с газта”. Schlumberger (други подизпълнители) изпращат на сондата с хеликоптер свой екип, който ще проведе проверка на цимента за да види дали циментът е добре запълнил и уплътнил между външната стена на укрепващата тръба и стената на кладенеца, т.е. в така нареченото пространство annulus. Такива са изискванията на правилата.
19.04.2010 г. - Halliburton завършва циментирането на последната и най-долна укрепваща тръба на кладенеца.
20.04.2010 г.
- 07:00 ч. - ВР отменя препоръчания тест за уплътняването на цимента. Провеждането на теста би отнело 9-12 часа при цена $128 000. С отмяната на теста по циментиране, ВР плаща само $10 000. Екипът по теста за циментиране напуска сондата с полет в 11:15 ч. Служителите на ВР се събират на платформата за отпразнуване на седем години работа без нараняване на човек на сондата. Планираното преместване на Deepwater Horizon на нова точка за сондиране е закъсняло вече с 43 дни и това закъснение струва на ВР $21 милиона.
- 21:49 ч. - Андрея Флейрас наблюдаваше работата на системата за динамично позициониране на мостика на Deepwater Horizon, когато почувства трус. Преди да успее да го осъзнае - нов разтърсващ трус дойде незнайно от къде и виолетово предупреждение се показа на екрана. Виолетовият цвят означаваше наличие на най-опасно ниво от навлизащ избухлив газ.
- 21:45 ч. - четири минути преди горния момент - Газ, нафта и циментови отломъци излизат от кладенецът и като през димоход се изкачват по морския райзър на палубата на сондата и започват да горят. Експлозията убива на място 11 работници и наранява други 17. Останалите 98 души оцеляват без сериозни физически наранявания.
- 21.04.2010 г. - Бреговата охрана на САЩ оценява заплахата за природната среда на 2 650 000 литра (2 650 куб. метра) дизелово гориво на борда на сондата и очакван разлив на земно масло около 8 000 барела (около 1 272 куб. метра) на ден ако избухването не можеше да се овладее веднага. Повечето от нефтеното замърсяване изгоря в пожара. Нефтената пелена се разстилаше до към 2 мили от брега. Дневникът на Бреговата охрана на САЩ докладваше, че и двата опита за затваряне на ВОР чрез използване на мини-подводница робот са пропаднали.
- 21.04.2010 г. - Сондата потъва в 10:21 ч. Бреговата охрана прави оценка за изтичането на земно масло отново около 8 000 барела (около 1 272 куб. метра) на ден. Мини подводниците роботи от няколко близки офшорни инсталации разкриват, че големи количества от земно масло изтичат от мястото на аварията.
Всъщност, изтичане на земно масло от кладенеца няма. Морският райзър, който е прекомерно огънат нагоре поради вградените си плавателности, получава пропуквания, през които земното масло изтича в морето - Фиг. 1.
От тук нататък започва 106-дневната епична борба за овладяване на разлива, която завършва на 04.08.2012 г. чрез изпомпване на тиня в кладенеца, която успява накрая да доведе кладенеца до „статично положение” като го изолира ефективно.
2. Проблеми и предупреждения преди аварията и неното развитие
На борда на Deepwater Horizon е имало и по-рано произволни изригвания и пожари, включително един през 2008 г., когато 77 души са били евакуирани от сондата, която се накренява и започна да потъва, след като секция от тръба на баластната система е премахната случайно и поради грешка. На 20.04.2010 г. операциите на Deepwater Horizon закъсняваха вече с пет седмици. Вътрешните документи на ВР показваха, че инженерите на ВР имаха опасения още през 2009 г., че укрепващите метални тръби, които искаха да използват, биха могли да се срутят под налягане. Сондата изпита проблеми през март 2010 г., които показваха, че сондажната тиня е пропаднала в подводната формация на земното масло, внезапно освобождаване на газ от кладенеца, тръба, която беше изтървана в кладенеца и поне в три случая имаше протичане на течност от ВОР. Един механик от сондата заявява, че сондата е имала проблеми с кладенеца месеци преди това и кладенецът постоянно е показвал тенденция за произволно изригване поради високото налягане на газта в него, която оказва съпротивление срещу сондажната тиня.
Конфиденциалното проучване, което беше проведено няколко седмици преди експлозията от менажерите на сондата - Transocean, указва, че работниците са загрижени за безопасните практики и се страхуват от наказания в случаи на докладване на грошки или други проблеми. В деня на експлозията, от 126 души на борда, 76 бяха служители на Transocean.
Съгласно американското телевизионно списание 60 Minutes, ВОР е бил повреден по време на предишен недокладван инцидент през март 2010 г. Американската класификационна организация ABS, под чието наблюдение е сондата, са инспектирали за последен път повредения ВОР на сондата през 2005 г. Съгласно Transocean, работниците са изпълнявали стандартни рутинни операции и не са имали никакви индикации за някакви проблеми преди избухването. Предварителните проучвания от вътрешното разследване на ВР на 25.05.2010 г. Посочва няколко сериозни предупредителни сигнала само часове преди експлозията.
Отчетите на инструментите на сондата са показвали натрупване на газ в кладенеца, което можеше да е предвестник за неизбежно избухване. Само тежката сондажна тиня в тръбите и морския райзар задържаха в началото газта от кладенеца - виж Фиг. 2. Във връзка с предстоящото завършване на циментирането и запушването на кладенеца с бетонна тапа, представителя на ВР на борда на сондата разпореди на екипажа, въпреки протеста на главния сонддьор, да подмени сондажната тиня в морския райзър с морска вода. Съгласно изявленията на известен брой работници, очакваше се, че те могат да бъдат уволнени дисциплинарно заради изразяване на загриженост по въпросите на безопасността, които можеха да забавят отплаването на сондата.
След експлозията, на 22 юли 2010 г., ТВ „Скай Нюз” докладва, че според проучване на Transocean, работниците на Deepwater Horizon са повдигали загриженост за „слабата надеждност на оборудването, което се предполага, че е в резултат на даване на приоритет на сондажните работи вместо на поддръжката.” Проучването, което беше извършено през март 2010 г., показваше, че „по-малко от половината интервюирани работници казваха, че могат да докладват за действия, които са водели до потенциално рискови ситуации, при което много работници са записвали фалшиви данни за да заобиколят системата. По този начин, възприемането на безопасността от компанията е било изопачено.
Ако се разгледа Фиг. 2, могат да се направят следните изводи:
- Сондата е поставила циментова запушалка (тапа) в дъното на кладенеца,
- Колона от тиня в райзъра и кладенеца подтискат ефективно налягането на подземната газ,
- Blowout Preventer e затворен.
- Няма опасност от изригване. Всичко е под контрол. Газта в дъното на кладенеца е ефективно блокирана от циментовата тапа и колоната тиня в кладенеца и райзъра.
Следващият етап от операциите е подмяната на тинята в райзъра с морска вода, както е показано на Фиг. 3.
Този етап започва със сондажната линя все още спусната в морския райзър и кладенеца, както следва:
- Изпомпване на тинята от морския райзър,
- Подменяне на тинята в райзъра с морска вода.
- ВОР е отворен поради преминаване на сондажната линия през него,
- Поради намлено противоналягане на колоната морска вода в райзъра, в кладенеца постъпва газ под налягане.
Забележка:
Тук има несъобразяване с процедурата по безопасност, така както е показано на Схема № 2:
- Преди почистване на морския райзър от тиня, в долната част на кладенеца трябва да се поставят две циментови запушалки (тапи), които създават три бариери на безопасност:
- Долни циментови запушалки (тапи)кладенеца,
- Колона от тиня в кладенеца,
- ВОР в готовност за затваряне,
Едва след това може да се пристъпи към подменянето на тинята в райзъра с морска вода, при подменяне на тинята с морска вода в райзъра, ВОР трябва да е затворен с цел предпазване от придвижване на газ нагоре по него, а това изисква изтегляне преди това на сондажната линия.
Пренебрегването на тази практика води до последиците описани по-долу.
С премахването на налягането от около 473 тона тиня в райзъра и подменянето му с налягане около 315.5 тона морска вода се губи около 161.5 тона противоналягане на газта. Изчислението е за конкретния райзър с вътрешен диаметър 0.508 метра и относително тегло на тинята около 1.558 т/м3. Относителното тегло на на морската вода е средно1.025 т/м3. Това намалява ефективно налягането в райзъра с около 161.5 тона, което дава шанс на газта в дълбочина да се придвижи бързо (за по-малко от минута) във вертикала по кладенеца. Това е свързано със спускане на сондажната линия в кладенеца за провеждане на операция по подмяна на тинята в райзъра с морска вода. Сондажната линия е ефективно под нивото на ВОР. Газта навлиза в долната част на кладенеца и долната тапа се измества под нейно налягяне нагоре.
Схемата на Фиг. 4 показва какво се получава с издигане на газта под високо налягане и отворен ВОР - насищане на сондата с газ и пожар, който води до погиването й. Газта се вдига като през димоход в кладенеца и райзъра и най-малкото статическо електричество на сондата я възпламенява и води до катастрофален пожар. В конкретния случай се предполага, че пожарът е в следствие на навлизане на газта във смукателите за въздух на дизел-генераторите на сондата. Ако двигателите бяха снабдени със специални устройства за автоматично спиране и изолиране на вентилационните системи, източника за запалване на газта от двигателите би бил намален чрез елиминиране на триъгълника на пожара.
3. Предпазване от произволно изригване на нефт и газ (blowout)
За разлика от плиткия газ, който трябва да се избягва на всяка цена, газта и нефта в дълбочина, особено при големи дълбочини над 500 метра под морското дъно могат да бъдат истинско предизвикателство.
Основните три бариери против произволно изригване на нефт и газ при рутинното сондиране са:
- Монтаж на циментова запушалка (тапа) в дъното на кладенеца,
- Запълване на кладенеца с тиня ,
- Монтаж на циментови запушалка (тапи), поне две, в горната част на кладенеца.
Аварийната бариера против произволно изригване на нефт и газ при сондиранието е т.н. BOP (Blowout Preventer) или предпазител против произволно изригване.
Обикновено, в горната част на кладенеца се монтира комплекс от два иили повече ВОР. Единият е радиален ВОР с няколко челюсти, срязваща, заглушаваща и притискаща (не е показана на схемата). Над него се монтира аксиален ВОР, който е изчислен за по-малки налягания при работа в кладенеца. Съчетанието на няколко вида ВОР над кладенеца се нарича комплекс ВОР (BOP Stack) и може да има значително тегло - 450 тона в случая с „Deepwater Horizon”. Принципна схема на комплект ВОР е показан на схемата на Фиг. 5.
Радиалният ВОР има най-малко три комплекта челюсти, които работят както следва:
- Заглушаваща двойка челюсти, които затварят
Фиг. 2 – Deepwater Horizon – кладенецът и райзърът са запълнени все още с тиня
Борбата с избухналия на сондата Deepwater Horizon пожар.
Сондата Deepwater Horizon в Мексиканския залив
Фиг. 3 – Сондажната тиня в райзъра е подменена с морска вода
Борбата с избухналия на сондата Deepwater Horizon пожар.
Фиг. 4 – С понижено налягане на тинята, газта се издига до палубата на сондата и предизвиква пожар
Борбата с избухналия на сондата Deepwater Horizon пожар.
Фиг. 5 - Blowout Preventer (BOP) – предпазител против произволно изригване
Фиг. 6 – Принцип на аварийно срязване на сондажната линия
Фиг. 7 – Съединение на тръбите от сондажната линия
Фиг. 8 – Снимки на срязване на тръба от ВОР
отвора на кладенеца, когато в него няма сондажна линия (не е показана на схемата),
- Притискаща двойка челюсти, които запечатват кладенеца с плътно притискане към тръбата на сондажната линия, когато тя е спусната в кладенеца,
- Срязваща двойка челюсти, която прерязва тръбата на сондажната линия и запечатва кладенеца. На схемата на Фиг. 5 е показана в червен цвят.
Принципът на работа на срязващата двойка челюсти е показан на схема № 6.
При притискане на сондажната линия с горния и долния ножове, тръбата изпитва усилие на опън нагоре и надолу, което води до скъсване на тръбата в мястото на контакт на ножовете. След скъсване/срязване на тръбата, ножовете продължават да се движат един срещу друг, докато запечатат отвора на кладенеца.
Ножовете се придвижват от буталата в хидроцилиндрите на ВОР, а те се командват с акустичен сигнал от сондата при работа на такива големи дълбочини. Добре известен факт е, че сондата „Deepwater Horizon” е имала сондажна линя спусната в кладенеца при отворен ВОР по време на изригването. Известно е също, че е направен незабавен опит да се задейства срязващата двойка на ВОР, но последният не е успял да се задейства и да среже сондажната линия. От свидетелските показания на интервюираните се узнава, че преди отваряне на ВОР и преди изригването, ВОР е тестван и вероятно изпитанието му е било задоволително. В противен случай никой нямаше да се реши да отвори ВОР. Това е стандартна процедура и въпреки това, ВОР не е успял да затвори кладенеца, в резултат на което се получава пожара и огромния разлив.
Като причини за несработване на ВОР може да се предположат следните варианти:
- Неочаквана повреда в акустичната, механичната или хидравличната система на ВОР.
- Доколкото опитът за затваряне на ВОР става почти веднага след изригването, възможно е струята газ, която се е движила под голямо налягане и скорост нагоре, да е увлякла частици от остатъците от сондиране в кладенеца. Това може да подейства като бластиране на ножовете и повреждане на срязващото им острие.
- Възможно е ножовете да са попаднали в мястото на свръзка на две последователни тръби от сондажната линия. Напречното сечение в мястото на свръзка е по-дебело от самата тръба защото горната част на долната тръба е чашковиден и в него се навива на резба долната част на горната тръба. Схемата на Фиг. 7 показва съединението на тръбите от сондажната линия.
Несработването на ВОР е възможно да е в резултат на една, две или всичките причини, които са изброени по-горе. Окончателно изясняване на истинската причина ще стане възможно едва тогава, когато се овладее и ликвидира разлива, кладенецът се запуши и ВОР се извади.
4. Причини за аварията
Прегледът на разследването на изригването на седем ойл мейджърс BP p.l.c., (Chevron Corporation, ExxonMobil Corporation, Royal Dutch Shell plc и Total S.A., с ConocoPhillips Company) показва, че шест операции, тестове или функциониране на оборудването са били неправилни приз последните 36 часа до изригването:
1. Най-долните 55 метра от укрепваща тръба с външен диаметър 178 mm с 4 равномерно разположени центриращи пружини е била вкарана в сравнително много тесния отвор - 216 mm на кладенеца. Компресираните утайки и гранули от грунта запълват 19 mm анулус (пространството между стената на кладенеца и външната стена на укрепващата тръба) и позволяват на сондажната тиня да циркулира. Добрата практика на Halliburton препоръчва 38 - 51 mm толеранс на анулуса. Вероятно, това обяснява много по-високото от нормалното налягане от 213.6 бара за принуждаване на тинята да циркулира. Това необяснимо високо налягане и последвалото след това бавно протичане на тинята довеждат до проблеми 2 и 3.
2. Поради бавното циркулиране на тинята, циментирането на анулуса завършва едва на 30 %. Съществува доказателство, че екипажа на Deepwater Horizon е вярвал погрешно, че високото налягане за установяване на циркулацията на тинята е задействало невъзвратния клапан в дъното на последната укрепваща тръба.
3. Циментирането последва: а) без продухване на анулуса при достатъчно висока скорост за осигуряване на пълното премахване на компресираните утайки и осигурявана на доброто протичане и разполагане на цимента и - б) без проверка дали се е задействал невъзвратния клапан, който би следвал да предотврати обратното изтичане на цимента в кладенеца. При самото изригване на газта и нефтопродуктите през райзъра на палубата на сондата, те са смесени с цимент, който е протекъл обратно в кладенеца. Качеството на цимента е било намалено в следствие със замърсяване/смесване с тиня с ниска гъстота.
4. Сондажната линия е била спусната до 2550 метра в готовност за изсмукване на тинята на кладенеца. По време на теста за обратно (от кладенеца) налягане в сондажната линия отчетът от 95.2 бара в сондажната тръба е било игнориран.
5. След неконтролируемото достигане на нефт и газ до палубата на сондата, срязващите челюсти на ВОР не са могли да се затворят защото сондажната тръбна линия е била изнесена извън центъра.
5. Заключение
От разгледания по-горе материал и обобщените изводи на седемте ойл мейджърс, може да се направят следните изводи:
1. Основната причина за пожара, загубата на човешки животи, на сондата и огромна екологична щета е допуснатото произволно изригване и избухване на нефтопродукти на борда на сондата Deepwater Horizon.
2. Спомагателните причини са изброени в Секция 4. Те се свеждат основно до неспазване на утвърдени процедури и практики по безопасността, както и работа с неизправно оборудване. Това, очевидно, са човешки грешки.
3. Допълнителна причина за аварията е готовността на ВР да направи компромиси с безопасността за сметка на намалявана на търговските загуби.
Забележка:
Всички чертежи и схеми са изработени от автора и представляват негова лична интелектуална собственост. Всички права на автора са запазени. Нито една част от тази публикация не може да се възпроизвежда, съхранява в записваща система или предава под всякаква форма и начини, електронни, механични, фотокопиране, записване или по друг начин, без предварителното разрешение на автора.
Капитан далечно плаване Орлин СТАНЧЕВ MNI
Marine Superintendent
Aberdeen, UK
22nd May 2012
- Притискаща двойка челюсти, които запечатват кладенеца с плътно притискане към тръбата на сондажната линия, когато тя е спусната в кладенеца,
- Срязваща двойка челюсти, която прерязва тръбата на сондажната линия и запечатва кладенеца. На схемата на Фиг. 5 е показана в червен цвят.
Принципът на работа на срязващата двойка челюсти е показан на схема № 6.
При притискане на сондажната линия с горния и долния ножове, тръбата изпитва усилие на опън нагоре и надолу, което води до скъсване на тръбата в мястото на контакт на ножовете. След скъсване/срязване на тръбата, ножовете продължават да се движат един срещу друг, докато запечатат отвора на кладенеца.
Ножовете се придвижват от буталата в хидроцилиндрите на ВОР, а те се командват с акустичен сигнал от сондата при работа на такива големи дълбочини. Добре известен факт е, че сондата „Deepwater Horizon” е имала сондажна линя спусната в кладенеца при отворен ВОР по време на изригването. Известно е също, че е направен незабавен опит да се задейства срязващата двойка на ВОР, но последният не е успял да се задейства и да среже сондажната линия. От свидетелските показания на интервюираните се узнава, че преди отваряне на ВОР и преди изригването, ВОР е тестван и вероятно изпитанието му е било задоволително. В противен случай никой нямаше да се реши да отвори ВОР. Това е стандартна процедура и въпреки това, ВОР не е успял да затвори кладенеца, в резултат на което се получава пожара и огромния разлив.
Като причини за несработване на ВОР може да се предположат следните варианти:
- Неочаквана повреда в акустичната, механичната или хидравличната система на ВОР.
- Доколкото опитът за затваряне на ВОР става почти веднага след изригването, възможно е струята газ, която се е движила под голямо налягане и скорост нагоре, да е увлякла частици от остатъците от сондиране в кладенеца. Това може да подейства като бластиране на ножовете и повреждане на срязващото им острие.
- Възможно е ножовете да са попаднали в мястото на свръзка на две последователни тръби от сондажната линия. Напречното сечение в мястото на свръзка е по-дебело от самата тръба защото горната част на долната тръба е чашковиден и в него се навива на резба долната част на горната тръба. Схемата на Фиг. 7 показва съединението на тръбите от сондажната линия.
Несработването на ВОР е възможно да е в резултат на една, две или всичките причини, които са изброени по-горе. Окончателно изясняване на истинската причина ще стане възможно едва тогава, когато се овладее и ликвидира разлива, кладенецът се запуши и ВОР се извади.
4. Причини за аварията
Прегледът на разследването на изригването на седем ойл мейджърс BP p.l.c., (Chevron Corporation, ExxonMobil Corporation, Royal Dutch Shell plc и Total S.A., с ConocoPhillips Company) показва, че шест операции, тестове или функциониране на оборудването са били неправилни приз последните 36 часа до изригването:
1. Най-долните 55 метра от укрепваща тръба с външен диаметър 178 mm с 4 равномерно разположени центриращи пружини е била вкарана в сравнително много тесния отвор - 216 mm на кладенеца. Компресираните утайки и гранули от грунта запълват 19 mm анулус (пространството между стената на кладенеца и външната стена на укрепващата тръба) и позволяват на сондажната тиня да циркулира. Добрата практика на Halliburton препоръчва 38 - 51 mm толеранс на анулуса. Вероятно, това обяснява много по-високото от нормалното налягане от 213.6 бара за принуждаване на тинята да циркулира. Това необяснимо високо налягане и последвалото след това бавно протичане на тинята довеждат до проблеми 2 и 3.
2. Поради бавното циркулиране на тинята, циментирането на анулуса завършва едва на 30 %. Съществува доказателство, че екипажа на Deepwater Horizon е вярвал погрешно, че високото налягане за установяване на циркулацията на тинята е задействало невъзвратния клапан в дъното на последната укрепваща тръба.
3. Циментирането последва: а) без продухване на анулуса при достатъчно висока скорост за осигуряване на пълното премахване на компресираните утайки и осигурявана на доброто протичане и разполагане на цимента и - б) без проверка дали се е задействал невъзвратния клапан, който би следвал да предотврати обратното изтичане на цимента в кладенеца. При самото изригване на газта и нефтопродуктите през райзъра на палубата на сондата, те са смесени с цимент, който е протекъл обратно в кладенеца. Качеството на цимента е било намалено в следствие със замърсяване/смесване с тиня с ниска гъстота.
4. Сондажната линия е била спусната до 2550 метра в готовност за изсмукване на тинята на кладенеца. По време на теста за обратно (от кладенеца) налягане в сондажната линия отчетът от 95.2 бара в сондажната тръба е било игнориран.
5. След неконтролируемото достигане на нефт и газ до палубата на сондата, срязващите челюсти на ВОР не са могли да се затворят защото сондажната тръбна линия е била изнесена извън центъра.
5. Заключение
От разгледания по-горе материал и обобщените изводи на седемте ойл мейджърс, може да се направят следните изводи:
1. Основната причина за пожара, загубата на човешки животи, на сондата и огромна екологична щета е допуснатото произволно изригване и избухване на нефтопродукти на борда на сондата Deepwater Horizon.
2. Спомагателните причини са изброени в Секция 4. Те се свеждат основно до неспазване на утвърдени процедури и практики по безопасността, както и работа с неизправно оборудване. Това, очевидно, са човешки грешки.
3. Допълнителна причина за аварията е готовността на ВР да направи компромиси с безопасността за сметка на намалявана на търговските загуби.
Забележка:
Всички чертежи и схеми са изработени от автора и представляват негова лична интелектуална собственост. Всички права на автора са запазени. Нито една част от тази публикация не може да се възпроизвежда, съхранява в записваща система или предава под всякаква форма и начини, електронни, механични, фотокопиране, записване или по друг начин, без предварителното разрешение на автора.
Капитан далечно плаване Орлин СТАНЧЕВ MNI
Marine Superintendent
Aberdeen, UK
22nd May 2012