Нефтяная и газовая промышленность

В нефтегазовой отрасли разрывные мембраны, пламегасители и взрывозащитные клапаны являются важнейшими средствами безопасности, обеспечивающими защиту всей производственной цепочки, от разведки и добычи нефти и газа до хранения и транспортировки, а также переработки и химической обработки. В первую очередь они направлены на предотвращение основных рисков, таких как целостность скважин под высоким давлением, изоляция трубопроводов от взрыва и предотвращение обратного пламени в нефтеперерабатывающих установках.

🔎 Анализ конкретных сценариев применения

Разрывные мембраны: последняя линия защиты для обеспечения безопасности скважин и в случае аварий на трубопроводах.

Высокое давление и высокий уровень риска в нефтегазовой отрасли делают разрывные мембраны незаменимым средством максимальной защиты.

Основное преимущество: по сравнению с предохранительными клапанами, разрывные мембраны обладают уникальными преимуществами, такими как нулевая утечка, чрезвычайно быстрое срабатывание, коррозионная стойкость и пригодность для работы в суровых условиях. Особенно в скважинах и внутри трубопроводов они часто являются единственным возможным способом сброса давления.

Типичный случай 1: Управление давлением в затрубном пространстве обсадной трубы в глубоководных нефтегазовых скважинах – При разработке глубоководных нефтегазовых месторождений в Южно-Китайском море из-за высоких температур и давлений во время добычи жидкость в герметичном затрубном пространстве обсадной трубы (пространстве между несколькими обсадными колоннами) расширяется, вызывая непрерывное повышение давления и потенциальное разрушение обсадной трубы. Специалисты установили устройства сброса давления в затрубном пространстве, основанные на высокоточных разрывных дисках, в критических местах. Когда давление в затрубном пространстве достигает заданного значения (например, 36,6 МПа), разрывной диск точно разрывается, высвобождая жидкость под высоким давлением и тем самым защищая целостность ствола скважины. Этот метод успешно применялся в нескольких глубоководных скважинах в восточной части Южно-Китайского моря, и после начала добычи не было зафиксировано ни одного случая разрушения скважины из-за давления в затрубном пространстве.

Типичный случай 2: Аварийное реагирование на застревание поршня в газопроводах большой протяженности – Во время начальных или нечастых операций по очистке газопроводов поршень (используемый для очистки трубопровода) может застрять из-за мусора, что приводит к непрерывному повышению давления на входе и потенциально может вызвать разрыв трубопровода. Инженеры разработали поршень с регулируемым давлением, установив на его передней части разрывную мембрану, срабатывающую под давлением. Если поршень застревает, перепад давления на нем быстро возрастает, вызывая разрыв разрывной мембраны и создавая путь для потока, который быстро снижает давление на входе и предотвращает разрыв трубопровода. Эта технология была успешно применена на газопроводе Цзинань-Циндао.

Пламегасители: ключевое оборудование, эволюционировавшее от прорыва на внутреннем рынке до международного лидерства.

В нефтегазопереработке, хранении и транспортировке предотвращение распространения пламени по трубопроводам является важнейшей задачей обеспечения безопасности.

Ключевой технологический прорыв: Научно-исследовательский институт техники безопасности компании Sinopec успешно разработал новый тип пламегасителя на основе «технологии индукции и подавления детонации», преодолев зарубежные технологические монополии.

Серия продукции и области применения: На основе этой технологии была разработана серия изделий, включая линейно-стабилизированные детонаторы с низким перепадом давления, типы группы IIC, стабилизированные детонаторы, стойкие к горению, высокотемпературные типы и типы высокого давления.

Огнетушитель с низким перепадом давления, устанавливаемый в линию, обеспечивает стабильную детонацию: перепад давления на 20% ниже, чем у существующих технологий, что устанавливает национальный рекорд для огнетушителя наибольшего диаметра, успешно прошедшего испытания.

Тип продукции IIC Group: Заполнила рыночную нишу, подходит для работы с самыми требовательными средами, такими как ацетилен и водород.

Нестабильный детонационный и длительно горящий типы: успешно разрушили иностранные монополии.

Область применения: Эти пламегасители в настоящее время широко используются на крупных энергетических и химических предприятиях, таких как Sinopec, PetroChina и CNOOC. Например, компания CNOOC Refining & Chemical Co., Ltd. приобрела проточные детонационные пламегасители для установки гидрирования своего проекта по производству высших спиртов, чтобы предотвратить взрывы с обратным распространением пламени в этой установке высокого риска.

Взрывозапорные клапаны: ключевые «обратные клапаны» для защиты от взрыва пыли при переработке нефти и газа

По сравнению с добычей нефти и газа и транспортировкой по трубопроводам на большие расстояния, нефтепереработка и химическая промышленность — особенно такие процессы, как производство полиолефинов (например, полиэтилена, полипропилена), производство и упаковка серы, а также приготовление катализаторов — подвержены рискам, связанным со взрывами горючей пыли.

Принцип работы и значение: Устанавливается горизонтально в системах пылеудаления или трубопроводах для транспортировки материалов. В нормальном режиме работы клапан удерживается в открытом положении потоком воздуха. При взрыве в расположенном ниже по потоку оборудовании (например, в пылесборнике) возникающая ударная волна мгновенно закрывает диск клапана и механически блокирует его, изолируя взрыв в локализованной зоне и предотвращая вторичные взрывы.

Сценарии применения: В пневматических системах транспортировки полипропилена/полиэтилена, а также в формовочно-упаковочных установках предприятий по извлечению серы, комбинация взрывозащитных клапанов и разрывных мембран (беспламенная вентиляция) является распространенной конфигурацией для предотвращения распространения пылевых взрывов.

💡 Акцент на безопасность различных процессов в нефтегазовой отрасли

Нефтегазовая отрасль имеет длинную цепочку, в которой различные сегменты делают упор на разные средства обеспечения безопасности:

Разведка и добыча: Основное внимание уделяется контролю давления в скважине и безопасности устья. Разрушающие мембраны (в затрубном пространстве, внутрискважинные очистные поршни) — это специализированные устройства.

Транспортировка и хранение: Основное внимание уделяется защите трубопроводов от взрывов и безопасности резервуаров. Пламегасители (в трубопроводах, факелах, дыхательных клапанах резервуаров) являются стандартным оборудованием.

Переработка и переработка (нефтепереработка и химическая промышленность): направление является наиболее всесторонним. Сюда входит защита технологических установок от избыточного давления (разрывные мембраны), предотвращение обратного пламени для печей и факельных систем (пламегасители), а также изоляция от взрыва пыли при работе с твердыми материалами (взрывобезопасные клапаны).

В целом, эти три типа оборудования в совокупности образуют комплексную сеть пассивной защиты для нефтегазовой отрасли, от скважины до поверхности, от трубопроводов до нефтеперерабатывающих заводов. Выбор оборудования должен быть специально разработан с учетом конкретной среды (природный газ/сырая нефть/водород/сероводород/пыль), давления, температуры, диаметра труб и нормативных стандартов.