Как тушили самый большой нефтяной фонтан в мире – «Тенгиз» (4 фото + 1 видео)
Самая крупная авария в истории добычи нефти
Катастрофа случилась 23 июня 1985 г. — за год до аварии на ЧАЭС, с которой её порой сравнивают. Авария произошла на разведывательной скважине №37 месторождения «Тенгиз» в Казахстане, где с четырёхкилометровой глубины произошел выброс нефти и газа с высоким содержанием сероводорода. Давление газов на глубине достигало 750-800 атмосфер, а у поверхности 200-300.
Примерно через час нефтегазовый фонтан вспыхнул, после чего через несколько минут от высокой температуры обрушилась буровая вышка. Температура пламени достигала 1500 градусов, а высота фонтана была около 200 метров. Днём факел было видно за несколько десятков километров, а ночью – больше сотни.
Почему аварию на месторождении «Тенгиз» сравнивают с чернобыльской катастрофой? Дело в том, что из-за большого давления из аварийной скважины ежесуточно в атмосферу вылетало около 8,5 тыс. т нефти и более 4 млн. кубов газа.
За четыреста дней (а именно столько длилась ликвидация аварии) сгорело почти 3,5 млн. т нефти и 2 млрд. кубометров газа. Кроме того в атмосферу попало 0,5 млн. т сероводорода и почти миллион тонн сажи.
Было уничтожено всё живое в радиусе 500 км от места аварии. Почти 150 тыс. км. кв. представляли выжженную землю, а заболеваемость населения в округе выросла в разы.
Как ликвидировали фонтан «Тенгиз»
В мировой практике нефтегазодобычи еще не случалось аварий такого масштаба, следовательно, не было опыта и средств ликвидации подобных катастроф. Огромное давление и высокое содержание в выбрасываемой смеси агрессивного сероводорода (около 20%) делало невозможным применения методов, которые использовались раньше. Из сероводорода и воды образовывалась серная кислота.
Кроме того рухнувшая буровая (более 300 т. металла), её бетонный фундамент и расплавившийся от высокой температуры грунт создали на месте скважины мощный завал, который мешал работать и который нужно было расчистить. Этому мешала высокая температура. На расстоянии 100 м от фонтана температура воздуха достигала 150 °С, а температура грунта 200°С.
Люди, работающие в районе аварийной скважины, одевали на себя хлопчатобумажное бельё, хлопчатобумажные костюмы, костюмы из шерстяного шинельного сукна, валенки, шлемофоны (как у танкистов), кислородный дыхательный аппарат поверх которых специальные противопожарные огнезащитные костюмы. Людей непрерывно поливали водой из пожарных стволов, но, несмотря на это больше трех-пяти минут работать было невозможно. Огнестойкие костюмы вспыхивали, суконные костюмы тлели, вода на земле кипела. За время ликвидации аварии сгорело более 2 тыс. противопожарных костюмов.
Всего в сутки для снижения температуры факела расходовали до 4 тыс. т воды, которую качали из Каспийского моря по специально проложенному водопроводу. В особо ответственные моменты в огонь закачивали до 1 тыс. т воды в час.
Артиллерийский обстрел скважины
Когда стало ясно, что чисто человеческими руками очистить скважину от обломков не удастся, было решено применить военную технику. Специально привезенный танк Т-54 сначала обстреливал завал стальными болванками, а затем и боевыми снарядами. После этого сильным давлением в скважине в небеса выдавило почти 4 км. буровых труб (более 150 т). На киносъемке* это выглядело так: высоко в небо из скважины вылезала труба, которая сверху отламывалась по мере выдавливания из земли. Было что-то похожее на длинную вязанку сарделек.
*О киносъемке. В ликвидации аварии участвовало много народа из разных уголков СССР. В том числе из «Полтавской военизированной части по предупреждению и ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов», которая в 1989 году стала «Главной военизированной противофонтанной частью Министерства геологии СССР» и к которой я тогда имел непосредственное отношение. В командировки на «Тенгиз» выезжали не только спасатели, но и кинооператоры и фотографы, которые и запечатлели этот момент.
Отстреленные обломки оборудования вытаскивали при помощи мощной техники, зацепляя десятиметровым якорем. Когда убрали остатки оборудования перешли к подрывным работам – чтобы взорвать железобетонный фундамент буровой и очистить от него устье скважины. Как раз при закладке взрывчатки приходилось лить огромное количество воды, чтобы охладить грунт в устье скважины.
Полтавские фонтанщики и усмирение «Тенгиза»
Над тем, как усмирить разбушевавшуюся стихию ломали головы лучшие умы нефтегазовой отрасли Союза. Но саму идею, которую воплотили предложил Леон Михайлович Калына – начальник полтавской военизированной противофонтанной части.
Идея заключалась в том, чтобы на устье скважины затащить массивную стальную плиту с установленным на ней гидронатаскивателем, который «наденет» на аварийную скважину превентор.
Превентор – это устройство, которое перекрывает скважину в случае ЧП. Если выразиться простым языком – огромный и очень прочный кран. Устройство предполагалось натащить на устье скважины по смонтированным рельсам при помощи тракторов. Вот именно для этого и нужно было расчистить скважину от обломков. Леон Михайлович Калына (его в части уважительно называли «Генерал») лично руководил работами по расчистке устья скважины, а в работах в основном принимали участие полтавские фонтанщики.
К сожалению один из них – помощник командира отряда Владимир Бондаренко трагически погиб 29 октября 1985 года. Его подсосало восходящим потоком и отбросило на два десятка метров от пылающего фонтана. Человек за несколько минут превратился в мумию.
Ребята, которые «ходили в огонь» рассказывали, что струя фонтана была настолько плотной из-за давления, что когда в неё бросали какую нибудь железяку, она отскакивала как от бетонной стены!
Всего в ноябре – декабре делалось три попытки «накинуть» на скважину запирающее устройство. Две первых оказались неудачными. И только в канун нового года – 31 декабря 1985 года удалось «затянуть» на скважине «удавку».
Но до окончательной ликвидации аварии было еще далеко. Скважина была заглушена только 27 июля 1986 года.
В СССР не было оборудования, способного задавить трубы для подачи цементационного в аварийную скважину со столь высоким давлением, поэтому было закуплено оборудование у капиталистов в США, Франции и Голландии.
Оборудование фирм «ОТИС», «Камерон», и «ЕССЕ» и одиннадцать иностранных специалистов прибыли на «Тенгиз» в 1986 году. Но даже им не удалось опустить колонну из труб на всю глубину скважины (около 5 тыс. м). Труба не пошла глубже 3,1 тыс. м. Американцы уехали и уже специалисты из СССР проводили цементацию скважины №37. Туда было закачано несколько сотен тонн ИБР (известково-битумный раствор) и скважину законсервировали. Поскольку не удалось её зацементировать на всю глубину, скважина считается «больной» по сей день и за ней ведётся постоянный мониторинг.
Интересные факты
Среди полтавских фонтанщиков не было отбоя желающих поехать в командировку на «Тенгиз», даже не смотря на высокую опасность и гибель товарища. И в этом нет ничего удивительного. Зарплата фонтанщиков составляла около 1 тыс. рублей в месяц, плюс командировочные, что было по тем временам много (даже на Севере не платили таких денег).
Американцы и французы, приехавшие для обслуживания гидравлического оборудования для запрессовки труб в скважину, смотрели кинохронику ликвидации аварии и крутили пальцем у виска. Они за работу, которая была в разы безопаснее, чем «подвиг» в устье скважины получали столько же. Но за один день! В переводе на доллары, конечно.
При ликвидации «Тенгиза» был получен огромный опыт, много людей были награждены за мужество орденами и медалями, а несколько человек были удостоены Государственной премии СССР за разработку оборудования, при помощи которого удалось обуздать скважину.
Опыт впоследствии пригодился. Во всяком случае, полтавские фонтанщики после «Тенгиза» участвовали в ликвидации более двухсот подобных аварий по всему миру.
Источник
Упрямый фонтан
В замке великого герцога Тосканского шли последние приготовления к блестящему балу. На кухонных очагах жарились целиком кабаны и жирные индейки. Из тысяч ароматных цветов, крестьянские девушки сплетали изумительные венки и букеты. Виночерпий извлекал из подвалов замка бутылки столетней давности, покрытые толстым слоем пыли и паутины.
Предстоял пир горой!
Среди сюрпризов, припасенных щедрым хозяином для дорогих гостей, был фонтан. Его струи ровно в полночь окружат террасу, словно занавесом, сотканным из водяных кружев. Плошки и свечи, смоляные факелы, расставленные вокруг террасы, радужной каймою осветят воду. О, это будет феерическое зрелище! И, разумеется, в довершение бала вспыхнет грандиозный фейерверк из пяти тысяч бенгальских огней. Пиротехники уже хлопочут в саду, развешивая на деревьях затейливые гирлянды из зажигательных снарядов.
Герцог заранее предвкушает удовольствие от бала. Но хозяина не на шутку тревожит фонтан. Еще час назад должен был состояться пробный пуск. Однако, несмотря на то, что самые опытные флорентийские мастера взялись за дело, до сих пор из фонтанных труб не пролилось ни капли воды.
Рассерженный герцог велел позвать главного фонтанщика и, когда тот явился, стал сурово отчитывать его:
— Знаешь ли ты, что играешь с огнем? Почему до сих пор не бьет вода?
— Не могу знать, ваша светлость,— в страхе промолвил флорентиец, беспомощно разводя руками.— Не идет, да и только!
— Как это так не идет, если я приказал! — в гневе воскликнул герцог.— Насосы действуют? Трубы исправны? Или, быть может, пруд вдруг высох, негодяй?
— Насосы работают, трубы в порядке и пруд полноводен, но вода не желает подниматься. Видно, мое искусство бессильно.
Герцог, до предела взбешенный, прогнал флорентийца с глаз долой.
Так и не состоялся летом 1640 года эффектно задуманный пуск фонтана в герцогском саду.
Почему же вода не пошла в фонтан? Воду для него предполагалось накачивать с помощью всасывающих насосов из пруда, расположенного у подножья холма, на котором стоял герцогский дворец. На чердаке дворца флорентийские мастера поставили большой бак, а рядом с ним — насосы. Накачанная в бак вода должна была изливаться самотеком в фонтанные трубы.
Однако, как ни налегали на рукоятки всасывающих насосов, вода из пруда поднималась только на высоту 32 футов (около
10 метров). Преодолеть еще десяток футов — до бака — вода ни за что не желала. Даже на полдюйма сверх 32 футов не удавалось заставить подняться упрямую воду. Странное, непонятное упрямство!
Герцог не мог понять причины этой неудачи и справился у своего духовника — просвещенного католического прелата. Но тот лишь развел руками и туманно пояснил: «Природа, монсеньор, боится пустоты..
Герцога не удовлетворил этот ответ. Он решил обратиться за объяснением к 76-летнему знаменитому ученому Галилео Галилею. Уже в течение многих лет святейшая инквизиция не оставляла его в покое за еретические взгляды. Ослепший, он вынужден был поселиться изгнанником на вилле Арчетри, близ Флоренции. С ним было несколько верных учеников.
Случай с упрямым фонтаном навел Галилея на глубокие размышления. Правда ли, что природа боится пустоты? Чтобы ответить на этот вопрос, Галилей с помощью своих учеников Вивиани и Торричелли поставил следующий опыт. Наполнили бутыль чистой ключевой водой и стали кипятить ее, выгоняя прочь растворенный в ней воздух. Когда, по мнению Галилея, весь воздух из бутыли вышел, ученый велел плотно закупорить сосуд и взвесить его самым тщательным образом. Вес записали. Потом сосуд откупорили. Подержав его некоторое время открытым, Галилей распорядился вновь взвесить бутыль. И снова Вивиани и Торричелли склонились над весами. Результат ошеломил их: бутыль весила больше! Очень маленькой была разница между первым и вторым весом, но все же была.
Строго говоря, опыт Галилея не был достаточно убедительным. Ведь вместе с воздухом из бутыли удалялась при кипячении и часть воды в виде пара. Но все же этот опыт дал право Галилею сделать важный вывод о том, что воздух имеет вес. Именно вес воздуха, а не таинственная «боязнь природой пустоты», как-то ограничивал подъем воды всасывающим насосом только до высоты в 32 фута.*
Смерть Галилея 8 января 1642 года помешала ему разрешить до конца загадку упрямого герцогского фонтана.
Это сделал за Галилея его ученик, Эванджелиста Торричелли.
Смелой, более того — дерзновенной была попытка Торричелли! Он пошел напролом против старых воззрений. Девятнадцать веков уже держался в науке взгляд, высказанный великим греческим ученым Аристотелем: «Воздух — начало вещей, невесомое ничто». Именно Аристотелю принадлежат крылатые, но полные тайны слова: «Природа боится пустоты». Другой греческий ученый — Анаксимен из Милета — утверждал: «Дыша, мы вдыхаем часть всемирной жизни. И нас, и все в природе питает воздух». Третий эллин — мудрец Диоген — говорил: «Воздух также и душа».
Воздух считался чем-то непонятным, чуть ли не священным.
И хотя люди, наблюдая испокон веков действие ветра, воочию убеждались в том, что воздух оказывает давление, и широко пользовались его энергией на своих парусных судах и ветряных мельницах, в науке безраздельно господствовала аристотелевская точка зрения. Наблюдал работу ветра, конечно, и сам Аристотель. И, по-видимому, усомнившись в своих взглядах, он попытался, как гласит легенда, взвесить воздух. Ученый взял два одинаковых кожаных бурдюка из-под вина. Один бурдюк он сжал, сплющил и в таком виде взвесил. А второй бурдюк, перед тем, как взвесить, раздул ртом, что было силы. Никакой разницы в весе Аристотель не обнаружил. Но вовсе не потому, что воздух невесом. А потому, что в самом опыте был допущен грубый просчет: Аристотель взвешивал воздух в воздухе. А из такого взвешивания ничего путного не получится. И ученый, не заметив ошибки, еще раз категорически заявил: «Да, воздух невесом!»
Еще задолго до Галилея, около 1560 года, итальянец Джамбатиста делла Порта основал «Академию секретов природы» и ставил опыты по изучению свойств воздуха. Эти опыты опровергали старые представления о невесомости воздуха. Однако Порта был заподозрен инквизиторами в ереси и колдовстве. Ему грозила обычная участь всех еретиков — сожжение на костре. Лишь ценой отказа от своих взглядов и закрытия «Академии» Порта удалось избежать мучительной смерти.
Аристотелевское учение о воздухе по-прежнему продолжало незыблемо держаться в науке. И оно держалось вплоть до середины XVII столетия, когда Торричелли опроверг его.
Задумавшись над загадкой злополучного герцогского фонтана, Торричелли в 1643 году решил опытным путем добраться до истинных причин упрямства водяного столба, не пожелавшего преодолеть 32-футовый барьер. Торричелли не стал повторять опыт Галилея с бутылью. Торричелли рассуждал так: «Если я попытаюсь уравновесить водяной столб вышиною в тридцать два фута, то где я достану такую большую стеклянную трубу, с помощью которой смогу воочию наблюдать действие веса воздуха?» Торричелли понял, что вода, как жидкость, для задуманного опыта не пригодна. И ученый сделал еще один смелый шаг вперед. Он взял для опыта не воду, а «живое серебро» — ртуть, которая в 13,6 раза тяжелее воды. Значит, можно было взять во столько же раз более короткую трубку.
Торричелли приготовил стеклянную трубку около трех футов длиною, запаял ее с одного конца и наполнил ртутью. Потом заткнул открытый конец трубки пальцем, перевернул ее и погрузил в чашку со ртутью. Уже под уровнем ртути в чашке Торричелли отнял палец. И что же? Ртуть не вылилась из трубки. Уровень ее несколько понизился и остановился на определенной высоте.
Из своего опыта Торричелли сделал исключительно важный вывод, начисто опровергший старые воззрения о «трусости» природы. Он заявил: «До сих пор принимали, что сила, удерживающая ртуть от естественного стремления опуститься, находится внутри верхней части сосуда — в виде пустоты или весьма разреженной материи. Я же утверждаю, что причина лежит вне сосуда, происходит извне: на поверхность жидкости давит воздушный столб».
Это и был знаменитый опыт со ртутным барометром— прибором, отмечающим атмосферное давление. Он получил свое название от двух греческих слов: «барос» — «вес», «тяжесть» и «метрео» — «меряю», «измеряю». Слово «барометр» придумал английский ученый Роберт Бойль.
Уже в самом названии прибора воплощено понятие о давлении воздуха.
Торричелли прославил себя на вечные времена.
Во-первых, он неопровержимо доказал, что «невесомое ничто» на самом деле имеет вес.
Во-вторых, выяснил, что упрямая вода не могла подняться с помощью всасывающего насоса выше 32 футов, сколько бы герцог Тосканский ни гневался: ведь наступало полное равновесие между атмосферным давлением и давлением 32-футового столба воды в трубе насоса. В этом и заключался секрет упрямства фонтана, секрет, неведомый ни герцогу, ни его просвещенному духовнику.
В-третьих, Торричелли «создал» пустоту, ту самую, которой будто бы боялась природа. С той поры разреженное пространство над столбиком ртути в барометре получило название «торричеллиевой пустоты». В честь Торричелли позднее ввели единицу давления атмосферы — «тор», равную одному миллиметру ртутного столба.
Когда Торричелли в 1647 году скончался, на его могиле в городе Фаэнца поставили памятник в виде одиннадцатиметровой колонны с прикрепленной к ней стеклянной трубкой — барометром, наполненным оливковым маслом. А внизу, среди живых цветов бьют струи воды, словно напоминая о разгадке секрета герцогского фонтана. ..
За год до смерти Торричелли французский физик Блэз Паскаль подметил, что высота столбика ртути в барометре не всегда одинакова. Паскаль приписал это колебание перемене в атмосферном давлении. Кроме того, Паскаль предположил, что высота столбика ртути должна зависеть и от того, на какой высоте от уровня моря находится барометр.
Чтобы проверить свою догадку, Паскаль начал серию опытов с барометрами. Сначала он устроил водяной, а потом и винный барометр. Это были приборы-гиганты. Например, трубка винного барометра имела в высоту
46 футов (более 15 метров). С таким прибором трудно было вести наблюдения — не приставлять же к нему пожарную лестницу! Поэтому все дальнейшие опыты Паскаль проделывал с ртутным барометром.
Паскаль поднялся на 52-метровую башню святого Иакова и заметил, что уровень ртути понизился на 5 миллиметров. Паскалю хотелось проверить это наблюдение на большей высоте от уровня моря. Но в местности, где он жил, не было гор. Тогда ученый написал письмо своему родственнику Перрье, жившему в Клермоне — горной местности Франции, и попросил его подняться с барометром на вершину горы Пюи де Дом, высота которой превышает 1400 метров. 19 сентября 1648 года Перрье выполнил просьбу Паскаля. В ответном письме он сообщал, что столбик ртути в барометре на вершине горы понизился до 615 миллиметров. На уровне же моря барометрический столбик возвышается, как известно, на 760 миллиметров.
Эти наблюдения еще раз подтвердили, что воздух имеет вес.
Паскаль даже сочинил книгу под названием «Сколько весит воздух, находящийся на Земле?» Оказалось, что весит он немало. Положим мысленно на одну чашку весов всю атмосферу, окружающую Землю. Как подсчитал советский физик профессор Б. П. Вейнберг, на другую чашку придется положить для ее уравновешивания 13 Больших Кавказских хребтов или «гирьку» в пять квадриллионов тонн (точнее: 5,27-1015). По подсчетам самого Паскаля, столько же весил бы слой воды, покрывающий Землю на высоту 10 метров.
Вот так невесомое ничто.
Так как воздух имеет вес, то он давит на все находящиеся в нем тела. С какой же силою давит воздух? Произведем подсчет. Столбик ртути высотой в 76 сантиметров и поперечным сечением в один квадратный сантиметр весит 1033 грамма. Этот столбик уравновешивается давлением атмосферы. Значит, воздух давит с силой 1033 грамма на каждый квадратный сантиметр. Это давление называют нормальным атмосферным давлением, или — кратко — одной атмосферой. В технике условились считать одной атмосферой давление в один килограмм на каждый квадратный сантиметр.
На страницу этой книги воздух давит с силою почти в четверть тонны.
Одновременно с Паскалем и Торричелли много и плодотворно занимался опытами с воздухом Отто фон Герике — бургомистр немецкого города Магдебурга. Это был весьма образованный человек. Он прошел основательный курс
наук в Иене и Лейпциге, изучал физику, математику, механику, юридические науки, побывал во Франции и Англии.
Свои замечательные исследования Герике начал, пользуясь дубовой бочкой из-под вина. Вот как он сам описал один из своих опытов, поставленных в 1643 году:
«Винная или пивная бочка наполнялась водой и тщательно заделывалась, чтобы воздух не проходил. Внизу бочки приставлялся медный насос; с его помощью выкачивалась вода, которая по естественной тяжести должна опускаться, оставляя за собой пустое пространство без воздуха или иного тела. Я взял насос, который употреблялся на пожарах. Насос имел два кожаных клапана, из которых внутренний — в отверстии насоса — служил для вхождения воды, а внешний — для выпускания ее. Три сильных человека едва могли выгнать воду через внешний клапан. Слышался звук во всех частях бочки, как будто звук воды сильно кипящей, и продолжался, пока бочка на место выкачанной воды наполнилась воздухом. Сделана была малая бочка и вставлена в большую. Насос с длинной шейкой, проделанной сквозь стенку большой бочки, прикреплялся к малой, наполненной водою. В большую была также налита вода, и работа возобновилась. Вода была вытянута из малой бочки и вместо себя оставила, несомненно, пустое пространство. Но когда день склонился к вечеру, работы кончились и всякий шум умолк, слышен был изменчивый и прерывистый звук, точно поющей птички, и так целых три дня. Наконец открыто было отверстие малой бочки и найдено, что она в значительной степени наполнена водою и воздухом. Все были удивлены, что вода проникла в бочку, которая была так тщательно заделана. Для меня же было ясно, после повторенных опытов, что под сильным давлением вода прошла сквозь дерево. »
Воздух давит с большой силой! Такой вывод сделал из своих опытов магдебургский бургомистр.
Источник