Bestimmung möglicher Szenarien für Entstehung, Entwicklung und Lokalisierung von Unfällen in gefährlichen Produktionsanlagen des Offshore-Öl- und Gaskomplexes

In der gegenwärtigen Entwicklungsphase ist die Kohlenwasserstoffförderung auf dem Festlandsockel eine vorrangige Aufgabe für die Entwicklung des Öl- und Gaskomplexes der Russischen Föderation. Bei der Erschließung von Offshore-Öl- und Gasfeldern spielt der risikoorientierte Ansatz eine besondere Rolle, der auf eine umfassende Analyse von Szenarien für die Entwicklung von Unfällen und Störfällen in Öl- und Gasförderanlagen sowie deren Vermeidung und Beseitigung abzielt. Jedes Szenario beginnt mit einem auslösenden Ereignis (Leckagen unterschiedlicher Intensität, Geräteausfall usw.), das mit einer gewissen Häufigkeit auftreten kann.

Die Analyse von Unfällen und Störfällen, die sich in gefährlichen Produktionsanlagen (GPA) des Offshore-Öl- und Gaskomplexes ereignet haben, lässt einige allgemeine Gesetzmäßigkeiten bei deren Entstehung und Entwicklung erkennen.

Die Ursachen für Unfälle auf Öl- und Gasförderplattformen sind:

• unkontrollierter Ausstoß von Öl und/oder Gas aus Bohrlöchern;
• Beeinträchtigung der Integrität von tragenden (oder stützenden) Konstruktionen sowie Geräteausfälle (oder -störungen);
• Fehler des Personals;
• externe Einwirkungen technogener Art (Kollision mit Seeschiffen, Hubschrauberabsturz, Sabotage);
• unvorhergesehene Natureinwirkungen.

Während des Betriebs von stationären Offshore-Plattformen können folgende Notfallsituationen auftreten [2]:

• Brände und Explosionen infolge von Leckagen;
• Eruptionen von Bohrlöchern (Blowouts);
• Kollision eines Schiffes mit der Plattform;
• Brand in Maschinenräumen;
• Brand im Wohnkomplex;
• Herabfallen von Lasten bei Hebevorgängen;
• Hubschrauberabsturz.
  

Die Analyse der möglichen Unfallursachen hat folgende Szenarien für die Entwicklung von Notfallsituationen auf stationären und selbsthebenden Offshore-Plattformen ergeben:

1. Freisetzung aus der Ausrüstung ohne Entzündung

Typisches Szenario S1:

Austritt von Öl (Begleitgas) aus dem Bohrloch (der Ausrüstung) → Eindringen von Öl in die Räumlichkeiten des stationären oder selbsthebenden Offshore-Komplexes (Gasansammlung in den Räumen) und/oder Austritt von Öl ins Meer, Umweltverschmutzung.

2. Brand – unkontrollierte Verbrennung, die Sachschäden, Schäden an Leben und Gesundheit von Menschen sowie an den Interessen der Gesellschaft und des Staates verursacht, wobei die Größe der Zone auf die Fläche der Lache begrenzt ist.

Typisches Szenario S2, das zu einem Lachenbrand führt:

Druckentlastung von Geräten mit leicht entzündlichen Flüssigkeiten (LEF) oder brennbaren Flüssigkeiten (BF) → Eintritt der flüssigen Phase in die Umgebung → Bildung einer Lache → Vorhandensein einer Zündquelle → Lachenbrand, Einwirkung von Wärmestrahlung auf Personen, benachbarte Gebäude und Anlagen.

3. Explosion – schnelle chemische Umwandlung eines Mediums, begleitet von der Freisetzung von Energie und der Bildung komprimierter Gase.

Typisches Szenario S3, das bei der Freisetzung brennbarer Stoffe zu einer Gasphasenexplosion führt:

Druckentlastung von Geräten mit LEF oder brennbaren Gasen (BG) → (Lachenbildung → Verdampfung von der Lachenoberfläche) Bildung einer Kraftstoff-Luft-Gemisch-Wolke (KLG) → Auftreten einer Zündquelle → KLG-Explosion, Einwirkung der Druckwelle auf Personen, benachbarte Gebäude und Anlagen.

4. Fackelbrand – Bildung eines brennenden Strahls bei sofortiger Entzündung einer Leckage von komprimierten brennbaren Gasen, der Dampf- und Flüssigphase von LEF.

Typisches Szenario S4, das zu einem Fackelbrand führt:

Teilweise Druckentlastung von Geräten mit BG → Ausströmen des Produkts aus einer Öffnung unter Druck → sofortige Entzündung → Fackelbrand des Strahls, Einwirkung von Wärmestrahlung auf Personen, benachbarte Gebäude und Anlagen.

5. Flash Fire (Abbrand) – Verbrennung einer Wolke aus einem vorgemischten Gas-Dampf-Luft-Gemisch ohne Entstehung von Druckwellen, die für Menschen und umliegende Objekte gefährlich sind.

Typisches Szenario S5, das zu einem Flash Fire führt

Druckentlastung von Geräten mit LEF oder BG → Lachenbildung → Verdampfung von der Lachenoberfläche (Bildung einer KLG-Wolke) → Auftreten einer Zündquelle → Flash Fire, Einwirkung von Wärmestrahlung auf Personen, benachbarte Gebäude und Anlagen.

6. Zerstörung der Plattform.

Typisches Szenario S6:

Kollision mit einem Schiff (Erdbeben, ungünstige meteorologische Faktoren usw.) → Zerstörung von Konstruktionen/Kentern der Plattform, mögliche Brandentstehung, Ölfreisetzung → Gefährdung des Personals, Verschmutzung der Meeresumwelt durch Öl.

7. Eruption des Bohrlochs (Blowout) – Bildung einer brennenden Fontäne bei sofortiger Entzündung einer Leckage von komprimierten brennbaren Gasen, der Dampf- und Flüssigphase von LEF.

Typisches Szenario S7, das zu einer Bohrlocheruption führt:

Druckentlastung der Absperreinrichtungen des Bohrlochs oder Kraterbildung → Ausströmen des Lagerstättenprodukts aus der Bohröffnung unter Druck → Entzündung der Notfallfontäne durch elektrostatische Entladungen → Brand der Gas-Öl-Fontäne, Einwirkung von Wärmestrahlung auf Personen, benachbarte Gebäude und Anlagen.

8. Hubschrauberabsturz.

Typisches Szenario S8:

Hubschrauberabsturz beim Start (Landung) auf dem Landeplatz PJM-1 → Zerstörung von Konstruktionen/Ausrüstung, mögliche Brandentstehung im Falle einer Kerosinentzündung → Gefährdung des Personals.