Гидродинамические аварии: причины и последствия

Методы гидродинамических исследований скважин

К основным методам гидродинамических исследований относятся:

1. Метод кривой притока (при неустановленном режиме функционирования скважины).
2. Снятие диаграммы индикаторов (при установленном режиме фильтрации).
3. Метод кривой уровневого восстановления (при неустановленном режиме).
4. Метод кривой восстановления давления (при неустановленном режиме).
5. Метод кривой уменьшения (при неустановленном режиме).
6. Гидропрослушивание скважин.

Снятие диаграммы индикаторов используется для определения степени воздействия будущих работ на дебит скважины, что выяснить наиболее оптимальный способ ее эксплуатации. Способ кривой восстановления давления применяется в том случае, если исследуемая скважина является фонтанирующей. При этом методе отмечают уровень давления в стволе скважины при ее остановке, длительность отметки должна быть такой, при которой воздействие на результат после приточных жидкостей равнялся нулю. Метод падения давления применяется в нагнетательных скважинах. В этом случае показатель давления регистрируется в момент остановки работы скважинного оборудования, которое работало на закачку газа или жидкости. При этом методе также измеряется уровень обводненности. Результатом данного исследования становится получение информации об особенности течений в грунта и их радиусе, а также степени давления.

Трагедия на Саяно-Шушенской ГЭС

К сожалению, в нашей стране не так давно произошла очень крупная катастрофа. Гидродинамические аварии в России не закончились Башкирией.

17.08.2009 года произошла крупнейшая в мире авария на Саяно-Шушенской ГЭС. Она должна была закрыть серию аварий, произошедших на гидроэлектростанциях, когда роторы агрегатов выходят из своих шахт. Поверхностное, предвзятое расследование этой катастрофы не дает гарантий на этот счет. Ведь для установления причин того, что случилось с гидрогенератором, недостаточно определить, почему и каким способом разрушались шпильки крепления железной крышки его турбины. Нужно найти причины выхода ротора агрегата из своей шахты. И почему так неожиданно произошло переполнение и затопление объема машинного зала и других нижележащих станционных помещений, что привело к гибели персонала.

Все едины только в том, что агрегат выталкивало давление воды, при котором он работал тем утром. Когда гидроагрегат входил в зону, не рекомендованную к работе, случился обрыв шпилек самой крышки турбины. Дальше вода начала свое воздействие на ротор с крышкой турбины и крестовиной, они начали движение вверх. То есть агрегат не мог быть выдавлен под воздействием давления воды. Заключение специалистов не согласуется с физическими законами. Результаты расчетов подтверждают, что второй гидроагрегат выходил самостоятельно из шахты, когда рабочее колесо вращалось не в турбинном режиме, а в моторном, в режиме винта гребного.

Аварии гидродинамические — что делать после

После того, как вода спадет, люди торопятся вернуться в свои квартиры

Необходимо помнить о некоторых мерах предосторожности. Особенно нужно опасаться провисших или порванных электрических проводов

Если заметили повреждения канализационных, газовых или водопроводных магистралей, нужно сразу же сообщить в аварийные организации и службы. Продукты, побывавшие в воде, в пищу применять нельзя. Питьевая вода должна быть проверена, а колодцы – осушены, загрязненная вода из них выкачана. В здание можно входить, проверив его на разрушения, если они для людей не представляет опасности. Нужно проветрить несколько минут все помещения, открыв окна и двери. Свечи или спички нельзя использовать в качестве источника света — в воздухе может быть газ. Лучше всего применять электрические фонари. Пока специалисты не проверят электросеть, пользоваться ею нельзя.

Как себя вести в зоне ЧС

В местностях с риском прорыва дамб заранее предусматривается система предварительного оповещения, а также создается план эвакуации с указанием пунктов сбора. Для оповещения используются сирены, гудки, громкоговорители, а также средства массовой информации (радио, телевидение).

Жителям, проживающим внизу нижнего бьефа, следует заранее ознакомиться с наиболее удобным эвакуационным маршрутом. Чаще всего они прокладываются к ближайшим возвышенным точкам на данной местности. В каждом доме на такой экстренный случай должен быть приготовлен рюкзак с необходимым минимальным набором вещей, у людей в погонах такой комплект называется “тревожный чемоданчик” о составе тревожного чемоданчика Вы можете прочитать в нашей статье.

Как следует себя вести, если вы услышали оповещение о прорыве плотины и приближении потока воды?

Необходимо придерживаться следующих рекомендаций четко и без паники:

1. Обходим дом и выключаем полностью водоснабжение, перекрываем подачу газа и электричества.
2. Делаем (ели заранее не подготовили) запас чистой воды и еды. Все упакуйте в герметичную упаковку.
3. На нижних этажах следует укрепить, а лучше забить гвоздями двери и окна.
4. Все ценные предметы перенесите на более высокое место (чердак, 2 этаж)
5. Возьмите документы, аптечку, вещи и отправляйтесь к назначенному для вашего района пункту сбора для массовой эвакуации.

В случае, если катастрофа застала вас врасплох, то попробуйте укрыться от надвигающейся волны. Для этого вполне подойдет любое место на возвышенности (дерево, верхний этаж здания, крыша дома).

Обязательно обращайте внимание на само здание. Оно должно быть устойчивым и без разрушений, способным выдержать удар воды

Оказавшись в воде, пытайтесь удержаться на поверхности, используя плавающие предметы. Опасайтесь острых, стеклянных предметов.

Сигнал Угроза катастрофического затопления

В ситуации затопления вашего дома, поднимитесь на крышу и подавайте постоянно сигнал о своем присутствии в жилище. Можно повесить яркую ткань. В темное время суток подойдет фонарик или экран телефона.

Четко контролируйте свои запасы питьевой воды и пищи. Помните, что помощь к вам может прийти только спустя 1-2 дня. Не употребляйте продукты, которые были подтоплены. Они могут вызвать отравление.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Прогноз прорыва плотин

Положение усложняется тем, что идет незаконная застройка затапливаемых периодически территорий гидроузлов. Этим и создается предпосылка к образованию чрезвычайных ситуаций в таких зонах, особенно при возникновении аварии, связанной с гидродинамикой или с паводком. Прогноз прорыва плотин – дело неблагодарное, предсказать это очень трудно, и чаще всего катастрофа происходит внезапно. Из-за этой причины актуальны экстренные, незапланированные эвакуации. Как только поступил сигнал, что произошли гидродинамические аварии, тут же начинается эвакуация. Волна прорыва достигает 25 км/час на равнине и 100 км/час в горной местности и предгорье. Времени на то, чтобы покинуть опасную зону, мало. Поэтому успешной является эвакуация при наличии локальной автоматизированной системы мгновенного оповещения.

Цели и задачи гидродинамических исследований скважин

Определение 1

Гидродинамические исследования скважин – это совокупность мероприятий и работ, которые направлены на получение информации о геологическом составе пластов (в том числе продуктивных) и их свойствах, требующейся для исследования пробуриваемых, заброшенных и действующих скважин.

Целью гидродинамических исследований является получение полной информации о строении и свойствах пластов, которая необходима для составления проекта разработки и подсчета запасов полезного ископаемого. Задачами гидродинамических исследований являются:

1. Определение общей картины неоднородности пород.
2. Уточнение данных о гидродинамических свойствах объекта исследования.
3. Получение необходимой информации о темпе и динамике разработки, которая необходима для ее регулирования.
4. Определение эффективности мероприятий, которые направлены на интенсификацию добычи нефти.

После качественного проведения гидродинамических исследований скважин можно получить информация о физических свойствах пород и веществ, которые содержатся (плотность, процент вязкости, объем внутреннее давление); уровень давления в грунтах; степень насыщенности пластов полезными ископаемыми; коэффициент фильтрации; расстояние от поверхности, на котором располагаются залежи и продуктивные пласта; степень обводненности пластов; способность пластов проводить и впитывать жидкость; наличие в пластах и виды газов в пластах.

Гидродинамические исследования скважин включают в себя совокупность мероприятий, в том числе отборы в разных режимах их функционирования, которые позволяют определить результативность определенной скважины и узнать гидропроводность в каждом слое пласта. Также данные исследования позволяют брать пробы полезных ископаемых со значительной глубины, для определения их свойств, что позволяет решить вопрос о целесообразности разработки месторождения с экономической точки зрения.

Гидродинамические исследования обычно применяют на определенных скважинах. К таким скважинами относится нефтяная скважина, которой свойственен высокий показатель фонтанирования. Также данные исследования применяются на нефтяных скважинах с низким уровнем давления в ее стволе. Еще их используют на газовых скважинах.

Замечание 1

Гидродинамические исследования на уже ранее эксплуатировавшихся скважинах проводятся заранее, до начала разработки.

Гидродинамические аварии их причины

Гидродинамическая авария — происшествие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его частей и последующим неуправляемым перемещением больших масс воды.

На ГТС постоянно воздействуют водный поток, колебание температуры, льды, наносы, статические и гидродинамические нагрузки, происходит истирание поверхности, коррозия металлов, выщелачивание бетона, гниение древесных конструкций (или их истачивание живыми организмами). Поэтому со временем растет вероятность разрушения того или иного сооружения и затопления водой прилегающей территории. Причем опасны не только прорывы плотин на больших водохранилищах – опасен прорыв задвижки в сельском пруду, разрыв водотока на территории города, предприятия.

Причинами гидродинамических аварий являются:

•результаты действия сил природы (землетрясения, ураганы, наводнения);

•износ и старение оборудования;

•воздействие человека (терроризм, нанесение ударов ядерным или обычным оружием по ГТС, крупным естественным плотинам);

•ошибки проектирования;

•некачественное выполнение строительных работ.

•размывы и перемещения больших масс грунта;

•перемещения с большими скоростями обломков разрушенных зданий и сооружений (таранное воздействие).

Прорыв плотины — начальная фаза гидродинамической аварии, то есть процесса образования прорана и неуправляемого потока воды водохранилища из верхнего бьефа, устремляющегося через проран в нижний бьеф. Основным последствием прорыва плотины является затопление местности. В зависимости от его масштабов и последствий различают:

•катастрофическое затопление;

•прорывной паводок;

•затопление, повлекшее смыв плодородной почвы или отложение наносов на обширных территориях.

Проран — узкий проток в теле (насыпи) плотины, косе, отмели, в дельте реки или определенный участок реки, возникший в результате разлива излучины в половодье. В проран устремляется волна прорыва.

Волна прорыва — волна, образующаяся во фронте устремляющегося в проран потока воды, имеющая, как правило, значительную высоту гребня и скорость движения и обладающая большой разрушительной силой таранного действия (с водой перемещаются также камни, доски, бревна, различные конструкции и проч.).

Высота и скорость волны прорыва зависят от гидрологических и топографических условий реки. Например, в равнинных районах скорость волны прорыва колеблется от 3 до 25 км/ч, в горных и предгорных местах она может достигать 100 км/ч. Высота волны прорыва изменяется от 2 до 12 м. Лесистые участки замедляют скорость и уменьшают высоту волны.

Изменение направлений фильтрационных потоков

Технология метода заключа­ется в том, что
закачка воды прекращается в одни скважины и переносится на другие, в результате чего
обеспечивается из­менение направления фильтрационных потоков до 90°.

Физическая сущность процесса состоит в следующем. Во-первых, при обычном
заводнении вследствие вязкостной неус­тойчивости процесса вытеснения образуются
целики нефти, обойденные водой. Во-вторых, при вытеснении нефти водой во-донасыщенность вдоль
направления вытеснения уменьшается. При переносе фронта нагнетания в пла­сте создаются
изменяющиеся по величине и направлению гра­диенты гидродинамического давления,
нагнетаемая вода внед­ряется
в застойные малопроницаемые зоны, большая ось кото­рых теперь пересекается с линиями тока, и вытесняет из них нефть в зоны интенсивного движения воды.

Изменение
направления фильтрационных потоков достига­ется
за счет дополнительного разрезания залежи на блоки, оча­гового заводнения, перераспределения отборов и
закачки между скважинами,
циклического заводнения. Метод технологичен, требует лишь небольшого резерва и мощности насосных стан­ций и наличия активной системы заводнения. Он позволяет поддерживать достигну­тый уровень добычи нефти, снижать текущую обводненность
и увеличивать охват пластов
заводнением. Метод более эффек­тивен
в случае повышенной неоднородности пластов, высоко­вязких нефтей и применения в первой трети
основного периода разработки.

Форсированный отбор жидкости

Технология заключается в поэтапном увеличе­нии дебитов
добывающих скважин (уменьшении забойного дав­ления р₃). Физико-гидродинамическая
сущность метода состоит в создании высоких градиентов давления путем уменьшения р₃.
При
этом в неоднородных сильно обводненных пластах вовлека­ются в разработку
остаточные целики нефти, линзы, тупиковые и застойные зоны, малопроницаемые
пропластки и др. Усло­виями
эффективного применения метода считают: а) обвод­ненность продукции не менее 80—85 % (шчало завершающей стадии разработки); б) высокие коэффициенты
продуктивности скважин и забойные
давления; в) возможность увеличения де­битов
(коллектор устойчив, нет опасений прорыва чуждых вод, обсадная колонна технически исправна, имеются
условия для применения
высокопроизводительного оборудования, пропуск­ная способность системы сбора и подготовки продукции доста­точна).

Техника форсирования
отборов может быть самой различной: штанговые насосы при полной загрузке обо­рудования,
электронасосы, рассчитанные на большие подачи, и др.

Гидропрослушивание скважин

Определение 2

Гидропрослушивание скважин – это метод гидродинамических исследований скважин, который позволяет определить газодинамическую связь между отдельными скважинами и установить степень неоднородности пласта.

Сущность данного метода заключается в наблюдении за изменением пластового давления одной скважины, которое происходит из-за изменения дебита соседней скважины. Для осуществления данного метода выбирают две скважины, одна из которых является возмущающей, а другая реагирующей. В возмущающей скважине определяют изменение ее дебита. В это время в реагирующей наблюдают за изменением забойного давления, вызываемого возмущающей скважиной. В результате исследования строится кривая реагирования, которая позволяет определить тот или иной параметр пласта. Для этого на фактическую кривую реагирования (которую строят по результатам гидропрослушивания) накладывают расчетную кривую, в тех же координатах. Далее определяют точки их совпадения, благодаря которым определяют пьезопроводность и гидропроводность пласта. Пример такой кривой изображен на рисунке ниже.

Рисунок 1. Кривая реагирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

2.1 Виды аварий на гидродинамически опасных объектах

гидродинамический
авария плотина

Гидродинамические
аварии на гидродинамически опасных
объектах, в результате которых могут
произойти катастрофические затопления.

Затопление-это
покрытие территории водой. Под термином
«затопление» здесь и в дальнейшем
имеется в виду затопление местности
при разрушении гидротехнических
сооружений. .

Виды гидродинамических
аварий

На затопляемой
территории выделяют четыре зоны
катастрофического затопления:

Первая зона
непосредственно примыкает к гидросооружению
и простирается на 6-12 км от него. Высота
волны может достигать здесь нескольких
метров. Характерен бурный поток воды
со скоростью течения 30 км/ч и более.
Время прохождения волны – 30 мин.

Вторая зона- зона
быстрого течения (15- 20 км/ч). Протяженность
этой зоны может быть 15– 25 км. Время
прохождения волны 50-60 мин.

Третья зона – зона
среднего течения (10– 15 км/ч) протяженностью
до 30–50 км. Время прохождения волны 2–3
ч.

Четвертая зона –
зона слабого течения (разлива). Скорость
течения здесь может достигать 6 –10 км/ч.
Протяженность зоны в зависимости от
рельефа местности может составлять
35–70 км.

Зона катастрофического
затопления – зона затопления, в пределах
которой произошли массовые потери
людей, сельскохозяйственных животных
и растений, значительно повреждены или
уничтожены материальные
ценности,
в первую очередь здания и другие
сооружения.

В нашей стране
существует более 30 тыс. водохранилищ и
несколько сотен накопителей промышленных
стоков и отходов. . Имеется 60 крупных
водохранилищ емкостью более 1 млрд м3.
Гидротехнические сооружения,
эксплуатируемые на 200 водохранилищах
и 56 накопителях отходов, являются
потенциально опасными объектами.(рис.1).

Рис.1. Количество
гидродинамически опасных объектов по
регионам России,%

Гидродинамически
опасными объектами называют сооружения
или естественные образования, создающие
разницу уровней воды до (верхний бьеф)
и после (нижний бьеф) них. К ним относятся
гидротехнические сооружения напорного
фронта: плотины, запруды, дамбы,
водоприемники и водозаборные сооружения,
напорные бассейны и уравнительные
резервуары, гидроузлы, малые
гидроэлектростанции и сооружения,
входящие в состав инженерной защиты
городов и сельскохозяйственных угодий.

Гидродинамические
сооружения напорного фронта подразделяют
на постоянные и временные.

Постоянными
называют гидротехнические сооружения,
используемые для выполнения каких-либо
технологических задач (для производства
электроэнергии, мелиорации территории
и т. п.).

К временным относят
сооружения, используемые в период
строительства и ремонта постоянных
гидротехнических сооружений.

Кроме того,
гидротехнические сооружения подразделяют
на основные и второстепенные.

К основным относят
сооружения напорного фронта, прорыв
которых повлечет за собой нарушение
нормальной жизнедеятельности населения
близлежащих населенных пунктов,
разрушение, повреждение Жилых зданий
или объектов народного хозяйства. Этих
сооружений в России около 40.

К второстепенным
относят гидротехнические сооружения
напорного фронта, разрушение или
повреждение которых не повлечет за
собой существенных последствий.

Основные поражающие
факторы гидродинамических аварий,
связанных с разрушением гидротехнических
сооружений, – волна прорыва и затопление
местности.

Самые тяжелые последствия гидротехнической аварии

Самыми тяжелыми последствиями обязательно сопровождаются все гидродинамические аварии – неожиданные события, тесно связанные со значительным разрушением гидросооружения (шлюза, плотины) и неконтролируемым, без какого-либо управления, перемещением громадных масс воды, вызывающим затопление больших территорий и повреждение объектов.

Затопления получаются катастрофическими, так как после аварии происходит стремительное затопление окружающей местности прорывной волной. Масштабы, степень аварий полностью зависят от технического состояния и параметров гидроузла, объемов воды в водохранилище, степени и характера разрушений плотины, характеристик катастрофического наводнения и волны прорыва, времени суток происшествия, сезона, рельефа местности и множества иных факторов. В таких случаях широко применяется эвакуация населения, как при паводках и половодьях.

Основы безопасности жизнедеятельности

В наши дни еще в школьной программе много времени уделяется этому вопросу. В старших классах имеется предмет “ОБЖ”. Гидродинамические аварии там достаточно хорошо освещены. Если от причин, связанных с деятельностью человека, очень многое зависит, то нужно не допустить катастрофы. Их причинами могут стать: конструктивные дефекты, ошибки при проектировании, нарушение при эксплуатации, перелив воды через плотину, недостаточный водосброс, диверсионные акты, нанесение ударов оружием по гидросооружениям

Самое важное – собственникам гидротехнических сооружений нужно организовать их безопасную эксплуатацию. Это значительно увеличит надежность данных объектов

Объекты, подлежащие декларированию безопасности

Перечень таких объектов определяется в нашей стране МЧС России и Рохтехнадзором. В него включаются объекты промышленности, имеющие опасные производства, всевозможные гидротехнические сооружения, шламонакопители и хвостохранилища, где возможны аварии гидродинамические. В законе о промышленной безопасности определены максимальные дозы опасных веществ, которые являются основанием для разработки декларации. Необходимо отметить, что этот перечень определяется Рохтехнадзором и МЧС по данным, полученным от главных управлений по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне.

Из истории гидродинамических аварий

Плотина Сент-Франсис в Калифорнии навсегда вошла в аналоги инженерной геологии как трагический пример человеческой беспечности. Она была построена в 70 км от Лос-Анджелеса в каньоне Сан-Франциско с целью накопления воды для последующего ее распределения по водопроводу Лос-Анджелеса.

Заполнять водохранилище начали в 1972 г., но вода достигла максимального уровня лишь 5 марта 1928. К тому времени просачивание воды через платину уже вызывало беспокойство у местных жителей, но необходимых мер принято не было. Наконец, 12 марта 1928 г. Вода прорвалась через толщу грунта, и под ее напором плотина рухнула. Свидетелей катастроф в живых не осталось. Это было страшное зрелище. Вода промчалась по каньону как стена высотой около 40 м. Через 5 минут она снесла электростанцию, находившуюся в 25 км. вниз по течению. Все живое, все постройки были уничтожена. Затем вода устремилась в долину. Здесь ее высота уменьшилась, а разрушительная сила несколько ослабела, но осталось достаточно опасной. Немногим в верхней части долины удалось остаться в живых. Это были люди, случайно, случайно спасшиеся на деревьях или на плывущих в потоке обломках. К тому времени, когда наводнение достигло прибрежной равнины, оно представляю собой грязную волну шириной 3 км, катившуюся со скоростью быстро идущего человека. Позади волны долина была затоплена на 80км во время этого наводнения погибло более 600 человек. Обрушение плотины Сент-Франсис стало примером того, как не надо строить гидротехнические сооружения