МИРНА ЗБРОЯ ПРОТИ ЕКОЛОГІЧНИХ КАТАСТРОФ ПРИ ПІДВОДНОМУ ВИДОБУВАННІ НАФТИ І ГАЗУ
У Києві, в Інституті електрозварювання імені Є. Патона НАН України, відбулася презентація оригінальної розробки, призначеної для ліквідації аварій, які час від часу трапляються у різних регіонах світу при підводному видобуванні і транспортуванні вуглеводнів — нафти і газу, що подекуди мають катастрофічні наслідки для природи.
Презентацію провели керівники низки колективів науково-дослідних, проектно-конструкторських і виробничих структур, де народилася ця новинка й пройшла шлях від ідеї до втілення у металі, і при промисловій реалізації обіцяє чималий технологічний, економічний та екологічний ефект. Це президент НАНУ, директор Інституту електрозварювання (ІЕЗ) імені Є. Патона НАНУ, академік Борис Патон; начальник Навчально-наукового центру високих технологій Національного університету оборони України, доктор технічних наук, професор, полковник Юрій Даник; директор Дослідного конструкторсько-технологічного бюро ІЕЗ Валерій Романюк; голова правління Дослідного заводу зварювального обладнання ІЕЗ, доктор фізико-математичних наук, професор Володимир Степахно.
Глобальна загроза
Світ жахнувся від наслідків катастрофічної аварії, що сталася у квітні 2010 року на морській платформі Deepwater Horizon, з якої відома британська компанія British Petroleum здійснювала підводне видобування нафти в Мексиканській затоці.
Академік Борис Патон нагадав, що та аварія призвела до пожежі, вибуху та руйнування платформи і трубопроводу, яким нафта надходила зі свердловини на поверхню. Витікання під великим тиском нафтового потоку у морську воду не вдавалося приборкати протягом кількох місяців. Із зруйнованої свердловини, за різними оцінками, витікало від 800 до 25 тис. тонн нафти щодоби, а загальний обсяг її неконтрольованого витоку за весь час склав приблизно 1–1,5 млн тонн. На значній відстані було дуже забруднено узбережжя Мексиканської затоки у п'яти південних штатах США — Луїзіані, Алабамі, Міссісіпі, Флориді, Техасі, що завдало величезних збитків — і не тільки суто екологічних, а й економічних — вони сягнули 7,4 млрд доларів США, а близько ста тисяч людей втратили роботу. В акціях, спрямованих на ліквідацію аварії, було задіяно 40 тис. людей та п'ять тисяч суден. Згідно зі звітними даними компанії British Petroleum, її витрати на припинення витоку нафти і усунення наслідків аварії становили майже 40 млрд доларів США. У пресі охрестили цю катастрофу «нафтовим Чорнобилем»...
На презентації також було наголошено, що для ліквідації цієї аварії використовувалися, по суті, такі ж методи і засоби, як і кілька десятків років тому. Спочатку те місце, де була горловина зруйнованої свердловини, прагнули залити бетоном, проте нафта під великим тиском знаходила собі дорогу. Потім намагалися накрити те саме місце масивним 75-тонним напівсферичним куполом, щоб згодом відкачати з-під нього нафту. Однак і це не давало бажаного ефекту. Процеси ліквідації аварії розтяглися у часі, що збільшувало її негативні наслідки, аж доки свердловину врешті-решт таки вдалося приборкати.
Оскільки саме з Мексиканської затоки витікає в Атлантичний океан одна з найпотужніших на нашій планеті теплих течій — Гольфстрім, що багато в чому визначає особливості клімату у Північній Атлантиці та на прилеглих до неї територіях низки країн Північно-Західної Європи та Північної Америки, то подальші наслідки цієї екологічної катастрофи можуть загрожувати навіть не регіональними, а глобальними проблемами,— зазначив Борис Патон.— Тож недарма ця катастрофічна подія знайшла відображення і в заключному комюніке міжнародного саміту країн провідної світової двадцятки в Торонто, де, зокрема, відзначено необхідність об'єднання зусиль світової спільноти у захисті морського середовища від забруднень, що виникають при підводному видобуванні нафти на шельфі та її транспортуванні, й у створенні засобів, які гарантуватимуть безпеку таких робіт та ліквідацію можливих аварій.
На кону— мільярд доларів
Як змушене було визнати керівництво ОПЕК (Організація країн-експортерів нафти), фактично протягом останніх 30 років майже нічого не робилося для захисту довкілля при морському видобуванні вуглеводневої сировини, та й кошти на дослідження виділялися в абсолютно недостатніх обсягах.
А з огляду на те, що аварія, котра сталася у Мексиканській затоці у квітні, є далеко не поодиноким явищем (хоча за своїми масштабами вона й перевершила інші подібні), проблема привернула увагу багатьох компаній, що займаються видобуванням нафти і газу з морських платформ як на прибережному шельфі, так і на великих глибинах, а також керівників різних держав та їхніх урядів. Так, аварія на згаданій платформі компанії British Petroleum примусила і прикаспійські країни (Росію, Казахстан, Азербайджан тощо) по-новому глянути на подальші перспективи видобування вуглеводневих ресурсів із родовищ Каспійського моря. А Туреччина виявила стурбованість щодо екологічних проблем, які можуть виникнути при танкерному транспортуванні нафти через протоки Босфор і Дарданели та при її видобуванні в Чорному морі.
У вересні поточного року на засіданні Генеральної Асамблеї ООН порушувалося питання щодо міжнародної співпраці задля забезпечення екологічної безпеки та запобігання техногенним катастрофам (серед тих, хто вносив пропозиції з цього приводу під час виступів з трибуни ООН, був і Президент України).
Стурбовані вельми складними проблемами, серйозність загроз яких висвітлила аварія у Мексиканській затоці, чотири великі нафтові компанії — американські Еxon Mobil («Ексон Мобіл»), Conoco Phillips («Коноко Філліпс») і Chevron («Шеврон») та британсько-голландська Royal Dutch-Shell («Роял Датч-Шелл») — оголосили про те, що ними спільно утворено спеціальний фонд із сумою мільярд доларів США, призначений на фінансування розробки ефективних систем для ліквідації витоків нафти при її підводному видобуванні на морських родовищах. Згаданий квартет нафтових компаній назвав і часовий термін, який вони відводять під реалізацію поставленого завдання,— 18 місяців.
— З огляду на значущість наявних проблем, у тому числі й для нашої держави,— зазначив академік Патон,— уряд України дав доручення Національній академії наук та іншим установам і організаціям щодо проведення досліджень і створення дієвих систем, які б допомагали зменшувати вірогідність подібних аварій та ліквідацію їхніх наслідків.
Адже існуюче нині, а головне — майбутнє більш широкомасштабне видобування нафти і газу на шельфі Чорного та Азовського морів може не лише принести економічну вигоду, а й породити складні екологічні проблеми у випадках техногенних аварій на цих акваторіях.
...Мозковий штурм проблем українські вчені розпочали десь через півтора тижня після катастрофи у Мексиканській затоці.
За принципом Сунь Цзи
— Нафтові розлиття, подібні до тих, що сталися там навесні, згубно впливають на екосистеми Землі й тому становлять велику загрозу не тільки для якоїсь держави чи певного регіону планети, а й для усього людства. При цьому механізми таких негативних впливів ще повністю не відомі,— тож з огляду на це нас не може заспокоювати факт, що катастрофа у Мексиканській затоці відбувається далеко від нашої країни,— зазначив начальник Навчально-наукового центру високих технологій (ННЦВТ) Національного університету оборони України Юрій Даник.— А тому для ефективного розв'язання проблеми такого масштабу потрібна не лише політична воля керівників держави, а й відповідні технологічні рішення.
Наведу один із принципів, сформульованих давньокитайським полководцем і військовим теоретиком Сунь Цзи, який жив у VI–V ст. до нашої ери. Він радив використовувати силу супротивника проти нього самого — у власних інтересах. Адже досі всі технічні засоби, які застосовувалися для ліквідації аварії на підводних нафтових і газових свердловинах, спрямовувалися на те, щоб тим чи іншим способом перекрити нафтовий потік, що під великим тиском виливався із зруйнованої свердловини,— так би мовити, заткнути її. Проте, оскільки такі потоки здебільшого дуже сильні й високоінтенсивні, вони нерідко руйнують створювані людьми перепони й вириваються з-під них назовні.
Тому-то військові науковці з ННЦВТ і наші колеги — вчені-патонівці,— веде далі Юрій Григорович,— вирішили розв'язати проблему не традиційним перекриттям потоку з аварійної свердловини, а пішли іншим шляхом: технічні операції при ліквідації аварії нами здійснюються так, щоб при цьому під час виконання певних технологічних процедур дати нафтовому потоку можливість тимчасово продовжувати витікати, але вже під контролем людей, котрі здійснюють операцію, через «вікна» — отвори у технологічному модулі, який встановлюється на трубному залишку горловини аварійної свердловини.
Таке рішення, при якому потокові не протидіють, а керують ним,— і було покладено в основу оригінального і, на наш погляд, конкурентоспроможного на світовому ринку винаходу, зробленого українськими вченими, конструкторами та технологами, і запатентованого нами «ноу-хау».
Від ідеї до металу
Після того як наукова ідея, народжена у двох згаданих колективах, була всебічно проаналізована й обрахована вченими цих установ, естафету розробки прийняли фахівці Дослідного конструкторсько-технологічного бюро ІЕЗ. Як розповів нам його директор Валерій Романюк, у цьому ДКТБ було розроблено проект конструкцій технологічного модуля. Ці пристрої за своєю конфігурацією можуть бути різними — циліндричний або ж напівсфера, або усічений конус, або та чи інша комбінована форма — залежно від конкретних потреб. Зрозуміло, що подібні модулі не можуть бути уніфікованими, оскільки немає двох однакових свердловин: вони відрізняються одна від одної — за тиском нафти, що витікає, за інтенсивністю потоку та іншими показниками. А тому й модулі для ліквідації аварій теж мають за своїми конструктивними параметрами відповідати особливостям конкретної свердловини і вуглеводневого потоку з неї.
Далі проектно-конструкторська й технологічна документація на устаткування, розроблена у ДКТБ на основі результатів досліджень учених-патонівців і військових науковців, надійшла на Дослідний завод зварювального обладнання ІЕЗ. Там, як сказав нам голова правління цього підприємства Володимир Степахно, було виготовлено дослідний зразок технологічного модуля та інше устаткування, необхідне для ліквідації аварій на підводних свердловинах.
Отож увесь непростий шлях від народження наукової ідеї до її втілення у металі відповідних конструкцій подолано не за 18 місяців, відведених на такі розробки згаданим квартетом великих нафтових компаній, а значно скоріше.
Випробування: «море» у басейні
На екрані ми побачили схеми і фотографії, що пояснюють основні принципи дії устаткування, а також кадри кінозйомки, які ілюструють процеси, спрямовані на ліквідацію аварії. Спочатку на горловину трубного залишку підводної свердловини підводять металеве опорне кільце й закріплюють за допомогою зварювання вибухом. Потім на опорне кільце встановлюють фланець і фіксують його. І вже на цю конструкцію опускають технологічний модуль. При цьому бокові отвори на ньому поки що залишаються відкритими, що дозволяє рідині (нафті) вільно виливатися через ці «вікна» у навколишнє водне середовище (саме так вдається позбутися динамічного удару, який зазвичай виникає при традиційних способах перекриття потоку). Надалі згори подають трубопровід, який спеціальним пристроєм приєднується до верхнього вузла технологічного модуля. Після цього за командою з поверхні бокові отвори на модулі закриваються — і потік нафти із свердловини спрямовується вже у потрібному людям напрямі — трубою на поверхню. Таким чином ліквідація аварії завершується досить швидко.
...Окрім чотирьох зазначених нами організацій, до робіт за цією тематикою було залучено ще кілька установ НАНУ. Зокрема, в одному з дослідних басейнів Інституту гідромеханіки здійснили експериментальну перевірку того, як у відповідних умовах працює нове устаткування. Зазначимо, що цей академічний інститут має великий досвід випробувань моделей різноманітних гідротехнічних споруд та усіляких виробів техніки, призначеної для роботи у водному середовищі.
Попереду— впровадження
Відповідаючи на запитання журналістів про подальшу долю винаходу та його просування до практичного використання, автори розробки повідомили, що вже направлено відповідні запрошення на переговори згаданим великим нафтовим компаніям, а також іншим потенційним замовникам. Українські фахівці готові до діалогу й сподіваються, що нафтові компанії незабаром відгукнуться на ці пропозиції — і тоді розпочнуться конкретні ділові перемовини щодо міжнародної кооперації у розв'язанні проблеми.
Але цим популяризація нового винаходу не обмежується. Про інші заходи повідомили представники деяких відомств. Зокрема, Міністерство закордонних справ України має намір для ознайомлення потенційних замовників із зазначеною технологічною новинкою використовувати можливості українських посольств у різних державах. А Український національний комітет Міжнародної торгової палати вирішив поінформувати про важливий винахід інші 185 національних комітетів цієї міжнародної організації.
...Застосовувати такі технологічні модулі, винайдені українськими фахівцями, можна буде не лише для ліквідації підводних аварій, а й на великій (багато тисяч) кількості законсервованих нині нафтових і газових свердловин, які все ж не мають повної герметичності і з них вуглеводні потроху просотуються в море. А головне у перспективі — це те, що надалі кожна морська свердловина мусить мати на платформі комплект протиаварійного устаткування з технологічним модулем.
Кореспондент «Демократичної України» поцікавився в академіка Патона: враховуючи велику значущість презентованого винаходу, чи є вже фінансування на його практичну реалізацію з держбюджету України — через НАН України чи інші відомства?
Борис Євгенович відповів, що такого фінансування на згадані розробки, на жаль, не виділено. Але надалі, можливо, воно буде, якщо з'являться конкретні замовлення...
У «ноу-хау» є секрети
У прес-релізі, отриманому нами перед презентацією, мою увагу привернули дві фрази з останнього абзацу тексту, які варто навести повністю: «Крім того, авторами розроблені принципово новий спосіб і система видобутку вуглеводнів на морському шельфі без використання труб для їхнього транспортування на поверхню. Розроблена система дозволяє вловлювати практично необмежену кількість нафти, в тому числі на великих глибинах, і також може бути використана для запобігання витокам нафти при роботі на морському шельфі на нафтовидобувних платформах».
Оскільки добре відомо (і не тільки фахівцям цієї галузі), що видобування нафти з родовищ на морському шельфі та подальше її транспортування здійснюється з обладнанням відповідних трубопроводів, що ведуть від підводних свердловин на поверхню, автора цих рядків не могло не зацікавити: а як же можна у цій справі обійтися без труб?
Доктор технічних наук Юрій Даник, якому було адресовано це запитання, коректно, але однозначно ухилився від коментарів щодо суті «ноу-хау», пояснивши, що це є авторський секрет українських винахідників, а конкретно розповісти про ті нюанси розробки, котрі дозволять при підводному видобуванні нафти обходитися без застосування труб, автори розробки зможуть тільки замовникам, з якими буде укладено відповідні контракти...
Вадим ФЕЛЬДМАН
також у паперовій версії читайте:
назад »»»