Mkuu hatari za anga katika sekta ya madini ni pamoja na aina kadhaa za chembe, gesi zinazotokea kiasili, moshi wa injini na baadhi ya mivuke ya kemikali; mkuu wa shule hatari za kimwili ni kelele, vibration segmental, joto, mabadiliko katika shinikizo barometric na mionzi ionizing. Haya hutokea katika michanganyiko tofauti kulingana na mgodi au machimbo, kina chake, muundo wa madini na miamba inayozunguka, na mbinu za uchimbaji madini. Miongoni mwa baadhi ya vikundi vya wachimba migodi wanaoishi pamoja katika maeneo yaliyojitenga, kuna hatari pia ya kusambaza baadhi ya magonjwa ya kuambukiza kama vile kifua kikuu, homa ya ini (B na E), na virusi vya UKIMWI. Mfiduo wa wachimbaji hutofautiana kulingana na kazi, ukaribu wake na chanzo cha hatari na ufanisi wa njia za kudhibiti hatari.

Hatari za Chembe za Hewa

Silika ya fuwele ya bure ndio kiwanja kingi zaidi katika ukoko wa dunia na, kwa hivyo, ni vumbi la kawaida linalopeperushwa na hewa ambalo wachimbaji na wachimbaji wa mawe wanakabiliana nao. Silika ya bure ni dioksidi ya silicon ambayo haijaunganishwa kwa kemikali na kiwanja kingine chochote kama silicate. Aina ya kawaida ya silika ni quartz ingawa inaweza pia kuonekana kama trydimite au christobalite. Chembe zinazoweza kupumua huundwa wakati wowote mwamba unaobeba silika unapotobolewa, kulipuliwa, kupondwa au kusagwa vinginevyo kuwa chembe laini. Kiasi cha silika katika spishi tofauti za miamba hutofautiana lakini si kiashirio cha kutegemewa cha ni vumbi ngapi linaloweza kupumua linaweza kupatikana katika sampuli ya hewa. Sio kawaida, kwa mfano, kupata 30% ya silika ya bure kwenye mwamba lakini 10% katika sampuli ya hewa, na kinyume chake. Sandstone inaweza kuwa hadi 100% silika, granite hadi 40%, slate, 30%, na uwiano mdogo katika madini mengine. Mfiduo unaweza kutokea katika uchimbaji wowote wa madini, uso au chini ya ardhi, ambapo silika hupatikana katika mzigo mkubwa wa mgodi wa uso au dari, sakafu au amana ya madini ya mgodi wa chini ya ardhi. Silika inaweza kutawanywa na upepo, kwa trafiki ya magari au kwa mashine za kusonga duniani.

Kwa mfiduo wa kutosha, silika inaweza kusababisha silicosis, pneumoconiosis ya kawaida ambayo inakua kwa siri baada ya miaka ya mfiduo. Mfiduo wa hali ya juu sana unaweza kusababisha silikosisi ya papo hapo au iliyoharakishwa ndani ya miezi na kuharibika kwa kiasi kikubwa au kifo kutokea ndani ya miaka michache. Mfiduo wa silika pia huhusishwa na ongezeko la hatari ya kifua kikuu, saratani ya mapafu na baadhi ya magonjwa ya kingamwili, ikiwa ni pamoja na scleroderma, lupus erithematosus ya utaratibu na arthritis ya baridi yabisi. Vumbi jipya la silika lililovunjika linaonekana kuwa tendaji zaidi na hatari zaidi kuliko vumbi kuukuu au kuukuu. Hii inaweza kuwa matokeo ya chaji ya juu kiasi kwenye chembe mpya zilizoundwa.

Michakato ya kawaida ambayo hutoa vumbi la silika linaloweza kupumua katika uchimbaji wa madini na uchimbaji wa mawe ni uchimbaji, ulipuaji na kukata miamba yenye silika. Mashimo mengi yanayotobolewa kwa ajili ya ulipuaji hufanywa kwa kutoboa midundo inayoendeshwa na hewa iliyowekwa kwenye kitambazaji cha trekta. Shimo hufanywa kwa mchanganyiko wa mzunguko, athari na msukumo wa kuchimba kidogo. Shimo linapozidi kuongezeka, vijiti vya kuchimba chuma huongezwa ili kuunganisha sehemu ya kuchimba visima kwenye chanzo cha nguvu. Hewa sio tu nguvu ya kuchimba visima, pia hupiga chips na vumbi kutoka kwenye shimo ambalo, ikiwa halijadhibitiwa, huingiza kiasi kikubwa cha vumbi kwenye mazingira. Jeki-nyundo ya kushikiliwa kwa mkono au kuchimba visima hufanya kazi kwa kanuni sawa lakini kwa kiwango kidogo. Kifaa hiki hutoa kiasi kikubwa cha vibration kwa operator na kwa hiyo, hatari ya vibration kidole nyeupe. Kidole cheupe cha mtetemo kimepatikana miongoni mwa wachimba migodi nchini India, Japan, Kanada na kwingineko. Uchimbaji wa njia na nyundo pia hutumiwa katika miradi ya ujenzi ambapo miamba inapaswa kutobolewa au kuvunjwa ili kutengeneza barabara kuu, kuvunja mwamba kwa ajili ya msingi, kwa kazi ya ukarabati wa barabara na madhumuni mengine.

Vidhibiti vya vumbi vya kuchimba visima hivi vimetengenezwa na vinafaa. Ukungu wa maji, wakati mwingine na sabuni, hudungwa kwenye hewa ya kupuliza ambayo husaidia chembe za vumbi kuungana na kuacha. Maji mengi husababisha daraja au kola kutengeneza kati ya chuma cha kuchimba na upande wa shimo. Hizi mara nyingi zinapaswa kuvunjwa ili kuondoa kidogo; maji kidogo sana hayafai. Matatizo na aina hii ya udhibiti ni pamoja na kupunguzwa kwa kiwango cha kuchimba visima, ukosefu wa maji ya kuaminika na uhamisho wa mafuta na kusababisha kuongezeka kwa sehemu za lubricated.

Aina nyingine ya udhibiti wa vumbi kwenye visima ni aina ya uingizaji hewa wa ndani wa kutolea nje. Mtiririko wa hewa unaorudi nyuma kupitia chuma cha kuchimba huondoa baadhi ya vumbi na kola karibu na sehemu ya kuchimba visima na ductwork na feni ili kuondoa vumbi. Hizi hufanya vizuri zaidi kuliko mifumo ya mvua iliyoelezwa hapo juu: bits za kuchimba hudumu kwa muda mrefu na kiwango cha kuchimba ni cha juu. Hata hivyo, njia hizi ni ghali zaidi na zinahitaji matengenezo zaidi.

Vidhibiti vingine vinavyotoa ulinzi ni cabs zilizo na hewa iliyochujwa na ikiwezekana ya kiyoyozi kwa waendeshaji visima, waendesha tingatinga na madereva wa magari. Kipumulio kinachofaa, kilichowekwa ipasavyo, kinaweza kutumika kwa ajili ya ulinzi wa mfanyakazi kama suluhisho la muda au ikiwa vingine vyote havifanyi kazi.

Mfiduo wa silika pia hutokea kwenye machimbo ya mawe ambayo lazima yakate jiwe kwa vipimo maalum. Njia ya kisasa ya kukata mawe ni matumizi ya burner ya chaneli inayochochewa na mafuta ya dizeli na hewa iliyoshinikizwa. Hii inasababisha baadhi ya chembechembe za silika. Tatizo muhimu zaidi la burners za channel ni kelele: wakati burner inapowaka kwanza na inapotoka kwenye kata, kiwango cha sauti kinaweza kuzidi 120 dBA. Hata inapozamishwa katika kata, kelele ni karibu 115 dBA. Njia mbadala ya kukata mawe ni kutumia maji yenye shinikizo la juu sana.

Mara nyingi huunganishwa au karibu na machimbo ya mawe ni kinu ambapo vipande vinapigwa kwenye bidhaa iliyokamilishwa zaidi. Isipokuwa kama kuna uingizaji hewa mzuri wa ndani wa moshi, mfiduo wa silika unaweza kuwa juu kwa sababu zana za mikono zinazotetemeka na zinazozunguka hutumiwa kuunda jiwe kuwa umbo linalohitajika.

Vumbi la mgodi wa makaa ya mawe unaoweza kupumua ni hatari katika migodi ya chini ya ardhi na uso wa makaa ya mawe na katika vituo vya usindikaji wa makaa ya mawe. Ni vumbi mchanganyiko, linalojumuisha zaidi makaa ya mawe, lakini pia linaweza kujumuisha silika, udongo, chokaa na vumbi vingine vya madini. Muundo wa vumbi vya mgodi wa makaa ya mawe hutofautiana na mshono wa makaa ya mawe, muundo wa tabaka zinazozunguka na njia za uchimbaji madini. Vumbi la mgodi wa makaa ya mawe huzalishwa kwa kulipua, kuchimba visima, kukata na kusafirisha makaa ya mawe.

Vumbi zaidi hutokezwa kwa kuchimba madini kuliko kwa njia za mikono, na baadhi ya mbinu za uchimbaji wa mitambo huzalisha vumbi zaidi kuliko nyingine. Mashine za kukatia zinazoondoa makaa ya mawe na ngoma zinazozunguka zilizojazwa tar ndio vyanzo vikuu vya vumbi katika shughuli za uchimbaji wa madini. Hizi ni pamoja na wale wanaoitwa wachimbaji wa kuendelea na mashine za uchimbaji wa longwall. Mashine za uchimbaji madini kwa muda mrefu huzalisha kiasi kikubwa cha vumbi kuliko njia nyinginezo za uchimbaji madini. Mtawanyiko wa vumbi unaweza pia kutokea kwa kusongeshwa kwa ngao katika uchimbaji wa madini ya muda mrefu na kwa uhamishaji wa makaa ya mawe kutoka kwa gari au ukanda wa conveyor kwenda kwa njia zingine za usafirishaji.

Vumbi la mgodi wa makaa ya mawe husababisha pneumoconiosis ya wafanyakazi wa makaa ya mawe (CWP) na huchangia kutokea kwa ugonjwa sugu wa njia ya hewa kama vile mkamba sugu na emphysema. Makaa ya mawe ya kiwango cha juu (kwa mfano, maudhui ya juu ya kaboni kama vile anthracite) yanahusishwa na hatari kubwa ya CWP. Kuna baadhi ya athari kama rheumatoid kwa vumbi la mgodi wa makaa ya mawe pia.

Uzalishaji wa vumbi vya mgodi wa makaa ya mawe unaweza kupunguzwa kwa mabadiliko katika mbinu za kukata makaa ya mawe na mtawanyiko wake unaweza kudhibitiwa kwa matumizi ya uingizaji hewa wa kutosha na dawa za maji. Ikiwa kasi ya mzunguko wa ngoma za kukata imepunguzwa na kasi ya tramu (kasi ambayo ngoma huingia kwenye mshono wa makaa ya mawe) imeongezeka, uzalishaji wa vumbi unaweza kupunguzwa bila hasara katika tija. Katika uchimbaji wa muda mrefu, uzalishaji wa vumbi unaweza kupunguzwa kwa kukata makaa kwa njia moja (badala ya mbili) kwenye uso na kurudi nyuma bila kukata au kwa kusafisha. Mtawanyiko wa vumbi kwenye sehemu za longwall unaweza kupunguzwa kwa uchimbaji wa homotropal (yaani, kipitishio cha mnyororo usoni, kichwa cha kukata na hewa zote zikienda upande mmoja). Mbinu ya riwaya ya kukata makaa, kwa kutumia kichwa cha kukata chenye eccentric ambacho hukata kila mara kwa chembe ya amana, inaonekana kutoa vumbi kidogo kuliko kichwa cha kawaida cha kukata mviringo.

Uingizaji hewa wa kimitambo wa kutosha unaotiririka kwanza juu ya wafanyakazi wa uchimbaji na kisha kwenda na kuvuka uso wa uchimbaji unaweza kupunguza mfiduo. Usaidizi wa uingizaji hewa wa ndani kwenye uso wa kufanya kazi, kwa kutumia feni iliyo na ductwork na scrubber, inaweza pia kupunguza mfiduo kwa kutoa uingizaji hewa wa ndani wa kutolea nje.

Vinyunyuzio vya maji, vilivyowekwa kimkakati karibu na kichwa cha kukata na kulazimisha vumbi kutoka kwa mchimbaji na kuelekea usoni, pia husaidia katika kupunguza mfiduo. Viasaidizi hutoa faida fulani katika kupunguza mkusanyiko wa vumbi la makaa ya mawe.

Mfiduo wa asbesto hutokea miongoni mwa wachimbaji asbesto na katika migodi mingine ambapo asbesto hupatikana katika madini hayo. Miongoni mwa wachimba migodi kote ulimwenguni, mfiduo wa asbestosi umeongeza hatari ya saratani ya mapafu na mesothelioma. Pia imeongeza hatari ya asbestosis (pneumoconiosis nyingine) na ugonjwa wa njia ya hewa.

Kutolea nje kwa injini ya dizeli ni mchanganyiko changamano wa gesi, mivuke na chembe chembe. Gesi hatari zaidi ni monoksidi kaboni, oksidi ya nitrojeni, dioksidi ya nitrojeni na dioksidi ya sulfuri. Kuna viambajengo vingi vya kikaboni (VOCs), kama vile aldehidi na hidrokaboni ambazo hazijachomwa, hidrokaboni zenye kunukia za polycyclic (PAHs) na misombo ya nitro-PAH (N-PAHs). Michanganyiko ya PAH na N-PAH pia huwekwa kwenye chembe chembe za dizeli. Oksidi za nitrojeni, dioksidi ya sulfuri na aldehidi zote ni uchochezi wa kupumua kwa papo hapo. Nyingi za misombo ya PAH na N-PAH ni ya kusababisha kansa.

Chembe chembe za dizeli huwa na kipenyo kidogo (milimita 1 kwa kipenyo) chembe za kaboni ambazo zimefupishwa kutoka kwa moshi wa moshi na mara nyingi hujumlishwa hewani katika makundi au nyuzi. Chembe hizi zote zinaweza kupumua. Chembe chembe za dizeli na chembe nyingine za ukubwa sawa ni kansa katika wanyama wa maabara na inaonekana kuongeza hatari ya saratani ya mapafu kwa wafanyikazi walio wazi katika viwango vya juu ya 0.1 mg/m³. Wachimbaji madini katika migodi ya chini ya ardhi hupata uzoefu wa chembechembe za dizeli katika viwango vya juu zaidi. Shirika la Kimataifa la Utafiti wa Saratani (IARC) linachukulia chembechembe za dizeli kuwa kansa inayowezekana.

Uzalishaji wa moshi wa dizeli unaweza kupunguzwa kwa muundo wa injini na kwa mafuta ya hali ya juu, safi na ya chini ya salfa. Injini zilizopunguzwa viwango na mafuta yenye idadi ya chini ya setane na maudhui ya chini ya salfa huzalisha chembechembe kidogo. Matumizi ya mafuta ya sulfuri ya chini hupunguza uzalishaji wa SO₂ na chembe chembe. Vichungi ni bora na vinawezekana na vinaweza kuondoa zaidi ya 90% ya chembechembe za dizeli kutoka kwa mkondo wa moshi. Vichujio vinapatikana kwa injini zisizo na visusuaji na kwa injini zilizo na maji au visuguzi vikavu. Monoxide ya kaboni inaweza kupunguzwa kwa kiasi kikubwa na kibadilishaji cha kichocheo. Oksidi za nitrojeni huunda wakati wowote nitrojeni na oksijeni ziko chini ya hali ya shinikizo la juu na joto (yaani, ndani ya silinda ya dizeli) na, kwa hiyo, ni vigumu zaidi kuondokana.

Mkusanyiko wa chembe za dizeli iliyotawanywa inaweza kupunguzwa katika mgodi wa chini ya ardhi kwa uingizaji hewa wa kutosha wa mitambo na vikwazo vya matumizi ya vifaa vya dizeli. Gari lolote linalotumia dizeli au mashine nyingine itahitaji kiwango cha chini cha uingizaji hewa ili kuondokana na kuondoa bidhaa za kutolea nje. Kiasi cha uingizaji hewa hutegemea ukubwa wa injini na matumizi yake. Ikiwa zaidi ya kipande kimoja cha kifaa kinachotumia dizeli kinafanya kazi kwenye mkondo mmoja wa hewa, uingizaji hewa utalazimika kuongezwa ili kuzimua na kuondoa moshi.

Vifaa vinavyotumia dizeli vinaweza kuongeza hatari ya moto au mlipuko kwa vile hutoa moshi wa kutolea moshi moto, pamoja na mwali na cheche, na halijoto yake ya juu ya uso inaweza kuwasha vumbi lolote la makaa ya mawe au nyenzo nyinginezo zinazoweza kuwaka. Joto la uso wa injini za dizeli lazima lihifadhiwe chini ya 305 ° F (150 ° C) katika migodi ya makaa ya mawe ili kuzuia mwako wa makaa ya mawe. Moto na cheche kutoka kwenye moshi zinaweza kudhibitiwa na scrubber ili kuzuia kuwaka kwa vumbi la makaa ya mawe na methane.

Gesi na Mvuke

Jedwali la 1 linaorodhesha gesi zinazopatikana kwa kawaida migodini. Gesi muhimu zaidi za asili ni methane na sulfidi hidrojeni katika migodi ya makaa ya mawe na radoni katika uranium na migodi mingine. Upungufu wa oksijeni unawezekana katika aidha. Methane inaweza kuwaka. Milipuko mingi ya migodi ya makaa ya mawe hutokana na kuwashwa kwa methane na mara nyingi hufuatwa na milipuko mikali zaidi inayosababishwa na vumbi la makaa ya mawe ambalo limesitishwa na mshtuko wa mlipuko wa awali. Katika historia ya uchimbaji wa makaa ya mawe, moto na milipuko imekuwa sababu kuu ya vifo vya maelfu ya wachimbaji. Hatari ya mlipuko inaweza kupunguzwa kwa kuzimua methane hadi chini ya kikomo chake cha chini cha mlipuko na kwa kuzuia vyanzo vinavyoweza kuwaka katika maeneo ya uso, ambapo mkusanyiko huwa wa juu zaidi. Kuweka vumbi kwenye mbavu za mgodi (ukuta), sakafu na dari kwa chokaa isiyoweza kuwaka (au vumbi vingine vya miamba isiyo na silika) husaidia kuzuia milipuko ya vumbi; ikiwa vumbi lililosimamishwa na mshtuko wa mlipuko wa methane hauwezi kuwaka, mlipuko wa pili hautatokea.

Jedwali 1. Majina ya kawaida na athari za kiafya za gesi hatari zinazotokea katika migodi ya makaa ya mawe

Radoni ni gesi ya asili ya mionzi ambayo imepatikana katika migodi ya urani, migodi ya bati na migodi mingine. Haijapatikana katika migodi ya makaa ya mawe. Hatari kuu inayohusishwa na radon ni kuwa chanzo cha mionzi ya ionizing, ambayo itajadiliwa hapa chini.

Hatari zingine za gesi ni pamoja na viwasho vya kupumua vinavyopatikana kwenye moshi wa injini ya dizeli na bidhaa za ulipuaji. Monoxide ya kaboni haipatikani tu katika moshi wa injini bali pia kama matokeo ya moto wa migodi. Wakati wa moto wa migodi, CO inaweza kufikia sio tu viwango vya hatari lakini pia inaweza kuwa hatari ya mlipuko.

Osijeni za oksijeni (HAPANA_x), kimsingi HAPANA na HAPANA₂, huundwa na injini za dizeli na kama matokeo ya ulipuaji. Katika injini, NO_x huundwa kama bidhaa ya asili ya kuweka hewa, 79% ambayo ni nitrojeni na 20% ambayo ni oksijeni, chini ya hali ya joto la juu na shinikizo, hali muhimu sana kwa utendaji wa injini ya dizeli. Uzalishaji wa NO_x inaweza kupunguzwa kwa kiasi fulani kwa kuweka injini iwe baridi iwezekanavyo na kwa kuongeza uingizaji hewa ili kuondokana na kuondoa moshi.

HAPANA_x pia ni mlipuko wa bidhaa. Wakati wa ulipuaji, wachimbaji huondolewa kutoka eneo ambalo ulipuaji utatokea. Kitendo cha kawaida cha kuzuia kuathiriwa kupita kiasi kwa oksidi za nitrojeni, vumbi na matokeo mengine ya ulipuaji ni kungoja hadi uingizaji hewa wa mgodi uondoe kiasi cha kutosha cha bidhaa za ulipuaji kutoka mgodini kabla ya kuingia tena katika eneo hilo katika njia ya hewa ya kuchukua.

Upungufu wa oksijeni inaweza kutokea kwa njia nyingi. Oksijeni inaweza kuhamishwa na gesi nyingine, kama vile methane, au inaweza kutumika kwa mwako au na vijidudu katika nafasi ya hewa bila uingizaji hewa.

Kuna aina ya hatari nyingine za hewa ambazo makundi mahususi ya wachimbaji hukabiliwa nayo. Mfiduo wa mvuke wa zebaki, na hivyo hatari ya sumu ya zebaki, ni hatari miongoni mwa wachimbaji dhahabu na wasagaji na miongoni mwa wachimbaji zebaki. Mfiduo wa arseniki, na hatari ya saratani ya mapafu, hutokea kati ya wachimbaji dhahabu na wachimbaji risasi. Mfiduo wa nikeli, na hivyo kuwa katika hatari ya saratani ya mapafu na mzio wa ngozi, hutokea kati ya wachimbaji wa nikeli.

Baadhi ya plastiki zinapata matumizi katika migodi pia. Hizi ni pamoja na urea-formaldehyde na povu za polyurethane, zote mbili ni plastiki zilizotengenezwa mahali. Zinatumika kuziba mashimo na kuboresha uingizaji hewa na kutoa nanga bora kwa vihimili vya paa. Formaldehyde na isosianati, nyenzo mbili za kuanzia kwa povu hizi mbili, ni viwasho vya upumuaji na vyote vinaweza kusababisha uhamasishaji wa mzio na hivyo kufanya kuwa karibu kutowezekana kwa wachimbaji waliohamasishwa kufanya kazi karibu na kiungo chochote. Formaldehyde ni kansa ya binadamu (IARC Group 1).

Hatari za Kimwili

Kelele iko kila mahali kwenye madini. Inazalishwa na mashine zenye nguvu, feni, ulipuaji na usafirishaji wa madini hayo. Mgodi wa chini ya ardhi kwa kawaida huwa na nafasi ndogo na hivyo hutengeneza uga wa kurejea. Mfiduo wa kelele ni mkubwa kuliko ikiwa vyanzo sawa vingekuwa katika mazingira wazi zaidi.

Mfiduo wa kelele unaweza kupunguzwa kwa kutumia njia za kawaida za kudhibiti kelele kwenye mashine za uchimbaji madini. Usambazaji unaweza kunyamazishwa, injini zinaweza kuunganishwa vyema, na mashine za majimaji zinaweza kunyamazishwa pia. Chutes inaweza kuwa maboksi au lined na vifaa vya kunyonya sauti. Vilinda usikivu pamoja na upimaji wa sauti wa kawaida mara nyingi ni muhimu ili kuhifadhi kusikia kwa wachimbaji.

Ionizing mionzi ni hatari katika sekta ya madini. Radoni inaweza kukombolewa kutoka kwa mawe wakati inafunguliwa kwa ulipuaji, lakini pia inaweza kuingia kwenye mgodi kupitia vijito vya chini ya ardhi. Ni gesi na kwa hivyo ni hewa. Radoni na bidhaa zake za kuoza hutoa mionzi ya ionizing, ambayo baadhi yake ina nishati ya kutosha kuzalisha seli za saratani kwenye mapafu. Matokeo yake, viwango vya vifo kutokana na saratani ya mapafu miongoni mwa wachimba madini ya urani vimeongezeka. Kwa wachimbaji wanaovuta sigara, kiwango cha vifo ni cha juu sana.

Joto ni hatari kwa wachimbaji chini ya ardhi na juu ya ardhi. Katika migodi ya chini ya ardhi, chanzo kikuu cha joto ni kutoka kwa mwamba wenyewe. Joto la mwamba hupanda karibu 1 ° C kwa kila mita 100 kwa kina. Vyanzo vingine vya msongo wa joto ni pamoja na kiasi cha wafanyakazi wa shughuli za kimwili wanafanya, kiasi cha hewa inayozunguka, halijoto ya hewa iliyoko na unyevunyevu na joto linalotokana na vifaa vya kuchimba madini, hasa vifaa vinavyotumia dizeli. Migodi yenye kina kirefu (zaidi ya m 1,000) inaweza kusababisha matatizo makubwa ya joto, na joto la mbavu za mgodi ni karibu 40 °C. Kwa wafanyikazi wa uso, shughuli za mwili, ukaribu wa injini za moto, joto la hewa, unyevu na mwanga wa jua ndio vyanzo kuu vya joto.

Kupunguza msongo wa joto kunaweza kukamilishwa kwa kupoza mashine za halijoto ya juu, kupunguza shughuli za kimwili na kutoa kiasi cha kutosha cha maji ya kunywa, mahali pa kujikinga na jua na uingizaji hewa wa kutosha. Kwa mashine za uso, cabs zenye kiyoyozi zinaweza kulinda opereta wa vifaa. Katika migodi mirefu nchini Afrika Kusini, kwa mfano, vitengo vya viyoyozi vya chini ya ardhi vinatumika kutoa misaada, na vifaa vya huduma ya kwanza vinapatikana ili kukabiliana na msongo wa joto.

Migodi mingi hufanya kazi katika miinuko ya juu (kwa mfano, zaidi ya mita 4,600), na kwa sababu hii, wachimbaji wanaweza kupata ugonjwa wa mwinuko. Hii inaweza kuwa mbaya zaidi ikiwa watasafiri kurudi na kurudi kati ya mgodi kwenye mwinuko wa juu na shinikizo la kawaida la anga.

Back

Wasifu wa Jumla

Mafuta yasiyosafishwa na gesi asilia ni mchanganyiko wa molekuli za hidrokaboni (misombo ya kikaboni ya atomi za kaboni na hidrojeni) iliyo na atomi 1 hadi 60 za kaboni. Sifa za hidrokaboni hizi hutegemea idadi na mpangilio wa atomi za kaboni na hidrojeni katika molekuli zao. Molekuli ya msingi ya hidrokaboni ni atomi 1 ya kaboni iliyounganishwa na atomi 4 za hidrojeni (methane). Tofauti zingine zote za hidrokaboni ya petroli hubadilika kutoka kwa molekuli hii. Hidrokaboni zenye hadi atomi 4 za kaboni kawaida ni gesi; wale walio na atomi 5 hadi 19 za kaboni kwa kawaida ni vimiminika; na wale walio na 20 au zaidi ni yabisi. Mbali na hidrokaboni, mafuta yasiyosafishwa na gesi asilia yana salfa, nitrojeni na misombo ya oksijeni pamoja na kufuatilia kiasi cha metali na vipengele vingine.

Mafuta yasiyosafishwa na gesi asilia inaaminika kuwa imeundwa kwa mamilioni ya miaka na kuoza kwa mimea na viumbe vya baharini, vilivyobanwa chini ya uzito wa mchanga. Kwa sababu mafuta na gesi ni nyepesi kuliko maji, ziliinuka ili kujaza utupu katika miundo hii iliyozidi. Mwendo huu wa kuelekea juu ulisimama wakati mafuta na gesi yalipofikia tabaka mnene, lililo juu zaidi, lisiloweza kupenyeza au miamba isiyo na vinyweleo. Mafuta na gesi zilijaza nafasi katika mishono ya miamba yenye vinyweleo na hifadhi asilia za chini ya ardhi, kama vile mchanga uliojaa, huku gesi nyepesi ikiwa juu ya mafuta mazito zaidi. Nafasi hizi awali walikuwa usawa, lakini shifting ya ukoko wa dunia kuundwa mifuko, aitwaye makosa, anticlines, domes chumvi na mitego stratigraphic, ambapo mafuta na gesi zilizokusanywa katika hifadhi.

Mafuta ya Shale

Mafuta ya shale, au kerojeni, ni mchanganyiko wa hidrokaboni imara na misombo mingine ya kikaboni yenye nitrojeni, oksijeni na salfa. Inatolewa, kwa kupokanzwa, kutoka kwa mwamba unaoitwa shale ya mafuta, ikitoa kutoka galoni 15 hadi 50 za mafuta kwa tani ya mwamba.

Ugunduzi na uzalishaji ni istilahi ya kawaida inayotumika kwa sehemu hiyo ya tasnia ya petroli ambayo ina jukumu la kuchunguza na kugundua maeneo mapya ya mafuta na gesi ghafi, kuchimba visima na kuleta bidhaa kwenye uso. Kihistoria, mafuta yasiyosafishwa, ambayo yalikuwa yameingia kwenye uso, yalikusanywa kwa matumizi kama dawa, mipako ya kinga na mafuta ya taa. Upenyezaji wa gesi asilia ulirekodiwa kama moto unaowaka juu ya uso wa dunia. Haikuwa hadi 1859 ambapo mbinu za kuchimba na kupata kiasi kikubwa cha kibiashara cha mafuta yasiyosafishwa zilitengenezwa.

Mafuta yasiyosafishwa na gesi asilia hupatikana kote ulimwenguni, chini ya ardhi na maji, kama ifuatavyo:

• Bonde la Mabara ya Ulimwengu wa Magharibi (Pwani ya Ghuba ya Marekani, Meksiko, Venezuela)
• Mashariki ya Kati (Rasi ya Arabia, Ghuba ya Uajemi, Bahari Nyeusi na Caspian)
• Indonesia na Bahari ya Kusini ya China
• Afrika Kaskazini na Magharibi (Sahara na Nigeria)
• Amerika Kaskazini (Alaska, Newfoundland, California na Amerika ya Kati na Kanada)
• Mashariki ya Mbali (Siberia na Uchina)
• Bahari ya Kaskazini.

Kielelezo cha 1 na cha 2 kinaonyesha uzalishaji wa mafuta na gesi asilia duniani kwa mwaka wa 1995.

Kielelezo 1. Uzalishaji wa mafuta ghafi duniani kwa 1995

Kielelezo 2. Uzalishaji wa vinywaji vya mimea ya gesi asilia duniani - 1995

Majina ya mafuta yasiyosafishwa mara nyingi hutambulisha aina ya mafuta ghafi na maeneo ambayo yaligunduliwa hapo awali. Kwa mfano, mafuta ghafi ya kwanza ya kibiashara, Pennsylvania Crude, yamepewa jina kutokana na mahali ilipotoka Marekani. Mifano mingine ni Saudi Light na Venezuelan Heavy. Vigezo viwili vya bei ghafi vilivyotumika kuweka bei ghafi duniani ni Texas Light Sweet na North Sea Brent.

Uainishaji wa mafuta yasiyosafishwa

Mafuta yasiyosafishwa ni mchanganyiko changamano ulio na misombo mingi tofauti ya hidrokaboni; hutofautiana kwa sura na muundo kutoka kwa shamba moja la mafuta hadi lingine, na wakati mwingine hata ni tofauti na visima karibu karibu. Mafuta yasiyosafishwa hutofautiana kulingana na uthabiti kutoka kwa majimaji hadi yabisi kama lami, na kwa rangi kutoka safi hadi nyeusi. Mafuta yasiyosafishwa "wastani" yana karibu 84% ya kaboni; 14% hidrojeni; 1 hadi 3% sulfuri; na chini ya 1% ya nitrojeni, oksijeni, metali na chumvi. Tazama jedwali 1 na jedwali 2.

Jedwali 1. Tabia za kawaida za takriban na mali na uwezo wa petroli wa mafuta mbalimbali ya kawaida ya kawaida.

* Nambari za wastani za mwakilishi.

Jedwali 2. Muundo wa mafuta yasiyosafishwa na gesi asilia

Hydrocarbons

Mafuta ya taa: Molekuli za mnyororo uliojaa mafuta ya taa aina ya hidrokaboni (aliphatic) katika mafuta yasiyosafishwa zina fomula C._nH_{2n + 2}, na inaweza kuwa minyororo iliyonyooka (ya kawaida) au yenye matawi (isoma) ya atomi za kaboni. Molekuli nyepesi, za mnyororo wa moja kwa moja za parafini hupatikana katika gesi na wax za parafini. Mafuta ya taa yenye matawi kwa kawaida hupatikana katika sehemu nzito zaidi za mafuta yasiyosafishwa na yana idadi kubwa ya oktani kuliko parafini ya kawaida.

Kunukia: Kunukia ni misombo ya aina ya pete ya hidrokaboni (mzunguko) isiyojaa. Naphthalenes ni mchanganyiko wa misombo ya kunukia ya pete mbili. Aromatics ngumu zaidi, polynuclears (pete tatu au zaidi zilizounganishwa), zinapatikana katika sehemu nzito za mafuta yasiyosafishwa.

Naphthenes: Naphthene ni saturated aina ya pete vikundi hidrokaboni, pamoja na fomula
C_nH_2n, iliyopangwa kwa namna ya pete zilizofungwa (mzunguko), hupatikana katika sehemu zote za mafuta yasiyosafishwa isipokuwa nyepesi sana. Naphthene za pete moja (mono-cycloparafini) zenye atomi 5 na 6 za kaboni hutawala, na naphthene mbili za pete (dicycloparaffins) zinazopatikana kwenye ncha nzito zaidi za naphtha.

Mashirika yasiyo ya hidrokaboni

Sulfuri na misombo ya sulfuri: Sulfuri iko katika gesi asilia na mafuta ghafi kama sulfidi hidrojeni (H₂S), kama misombo (thiols, mercaptans, sulfidi, polysulphides, nk.) au kama salfa ya msingi. Kila gesi na mafuta yasiyosafishwa yana viwango tofauti na aina za misombo ya sulfuri, lakini kama sheria, uwiano, utulivu na utata wa misombo ni kubwa zaidi katika sehemu nzito za mafuta yasiyosafishwa.

Michanganyiko ya salfa inayoitwa mercaptans, ambayo huonyesha harufu tofauti inayoweza kutambulika kwa viwango vya chini sana, hupatikana katika gesi, mafuta yasiyosafishwa ya petroli na distillates. Ya kawaida ni methyl na ethyl mercaptans. Mercaptan mara nyingi huongezwa kwa gesi ya kibiashara (LNG na LPG) ili kutoa harufu ya kutambua uvujaji.

Uwezo wa kufichuliwa na viwango vya sumu vya H₂S ipo wakati wa kufanya kazi katika uchimbaji, uzalishaji, usafirishaji na usindikaji wa mafuta ghafi na gesi asilia. Mwako wa hidrokaboni ya petroli iliyo na salfa hutoa vitu visivyofaa kama vile asidi ya sulfuri na dioksidi ya sulfuri.

Mchanganyiko wa oksijeni: Misombo ya oksijeni, kama vile phenoli, ketoni na asidi ya kaboksili, hupatikana katika mafuta yasiyosafishwa kwa viwango tofauti.

Mchanganyiko wa nitrojeni: Nitrojeni hupatikana katika sehemu nyepesi za mafuta ghafi kama misombo ya msingi, na mara nyingi zaidi katika sehemu nzito zaidi za mafuta ghafi kama misombo isiyo ya msingi ambayo inaweza pia kujumuisha madini ya kufuatilia.

Fuatilia metali: Kiasi cha kufuatilia, au kiasi kidogo cha metali, ikiwa ni pamoja na shaba, nikeli, chuma, arseniki na vanadium, mara nyingi hupatikana katika mafuta yasiyosafishwa kwa kiasi kidogo.

Chumvi isokaboni: Mafuta yasiyosafishwa mara nyingi huwa na chumvi za isokaboni, kama vile kloridi ya sodiamu, kloridi ya magnesiamu na kloridi ya kalsiamu, iliyosimamishwa kwenye ghafi au kufutwa katika maji yaliyoimarishwa (brine).

Dioksidi kaboni: Dioksidi kaboni inaweza kutokana na mtengano wa bicarbonates zilizopo ndani, au kuongezwa kwa ghafi, au kutoka kwa mvuke unaotumiwa katika mchakato wa kunereka.

Asidi ya Naphthenic: Baadhi ya mafuta yasiyosafishwa yana asidi ya naphthenic (hai), ambayo inaweza kuwa na ulikaji kwa joto zaidi ya 232 °C wakati thamani ya asidi ya ghafi iko juu ya kiwango fulani.

Nyenzo za mionzi zinazotokea kawaida: Nyenzo za mionzi zinazotokea kwa kawaida (NORMs) mara nyingi zipo kwenye mafuta ghafi, kwenye visima vya kuchimba visima na kwenye matope ya kuchimba visima, na zinaweza kuwasilisha hatari kutoka kwa viwango vya chini vya mionzi.

Vipimo rahisi vya mafuta yasiyosafishwa hutumika kuainisha mafuta yasiyosafishwa kama parafini, naphthenic, kunukia au mchanganyiko, kulingana na sehemu kuu ya molekuli sawa za hidrokaboni. Machafu ya msingi mchanganyiko yana viwango tofauti vya kila aina ya hidrokaboni. Mbinu moja ya upimaji (Ofisi ya Madini ya Marekani) inategemea kunereka, na mbinu nyingine (UOP "K" factor) inategemea mvuto na pointi za kuchemsha. Uchambuzi wa kina zaidi wa ghafi hufanywa ili kubaini thamani ya ghafi (yaani, mavuno yake na ubora wa bidhaa muhimu) na vigezo vya usindikaji. Mafuta yasiyosafishwa kwa kawaida huwekwa katika makundi kulingana na muundo wa mavuno, na petroli ya juu ya octane kuwa moja ya bidhaa zinazohitajika zaidi. Malisho ya mafuta yasiyosafishwa ya kusafishwa kwa kawaida huwa na mchanganyiko wa mafuta machafu mawili au zaidi tofauti.

Mafuta yasiyosafishwa pia hufafanuliwa kwa suala la mvuto wa API (maalum). Kwa mfano, mafuta yasiyosafishwa mazito yana mvuto mdogo wa API (na mvuto mahususi). Mafuta yasiyosafishwa ya kiwango cha chini cha API yanaweza kuwa na kielekezi cha juu au cha chini, kulingana na ncha zake nyepesi (vijenzi tete zaidi). Kwa sababu ya umuhimu wa joto na shinikizo katika mchakato wa kusafisha, mafuta yasiyosafishwa yanaainishwa zaidi kama mnato, pointi za kumwaga na safu za kuchemsha. Sifa nyingine za kimwili na kemikali, kama vile rangi na maudhui ya mabaki ya kaboni, pia huzingatiwa. Mafuta yasiyosafishwa yenye kaboni ya juu, hidrojeni ya chini na mvuto mdogo wa API kawaida huwa na aromatics nyingi; wakati wale walio na kaboni ya chini, hidrojeni nyingi na mvuto wa juu wa API kawaida huwa na parafini nyingi.

Mafuta yasiyosafishwa ambayo yana kiasi cha kutosha cha sulfidi hidrojeni au misombo mingine ya sulfuri inayofanya kazi huitwa "chumvi." Wale walio na salfa kidogo huitwa "tamu." Baadhi ya isipokuwa kwa sheria hii ni ghafi za West Texas (ambazo kila wakati huchukuliwa kuwa "chachu" bila kujali H₂S content) na salfa ghafi za Arabia (ambazo hazizingatiwi kuwa "chachu" kwa sababu misombo yao ya salfa haifanyi kazi sana).

Gesi Asilia Iliyobanwa na Gesi za Hydrocarbon Liquefied

Muundo wa gesi za hidrokaboni zinazotokea kiasili ni sawa na mafuta yasiyosafishwa kwa kuwa zina mchanganyiko wa molekuli tofauti za hidrokaboni kulingana na chanzo chao. Wanaweza kutolewa kama gesi asilia (karibu bila vinywaji) kutoka kwa maeneo ya gesi; gesi inayohusiana na petroli ambayo hutolewa kwa mafuta kutoka kwa gesi na mafuta ya mafuta; na gesi kutoka kwa mashamba ya gesi ya condensate, ambapo baadhi ya vipengele vya kioevu vya mafuta hubadilika kuwa hali ya gesi wakati shinikizo liko juu (10 hadi 70 mPa). Wakati shinikizo linapungua (hadi 4 hadi 8 mPa) condensate iliyo na hidrokaboni nzito hutenganisha na gesi kwa condensation. Gesi hutolewa kutoka kwa visima vinavyofikia hadi maili 4 (kilomita 6.4) au zaidi kwa kina, na shinikizo la mshono hutofautiana kutoka 3 mPa hadi juu kama 70 mPa. (Ona sura ya 3.)

Mchoro 3. Kisima cha gesi asilia ya baharini kimewekwa katika mita 87.5 za maji katika eneo la Pitas Point la Mkondo wa Santa Barbara, Kusini mwa California.

Taasisi ya Petroli ya Amerika

Gesi asilia ina hidrokaboni 90 hadi 99%, ambayo hujumuisha zaidi methane (hidrokaboni rahisi zaidi) pamoja na viwango vidogo vya ethane, propane na butane. Gesi asilia pia ina chembechembe za nitrojeni, mvuke wa maji, kaboni dioksidi, salfidi hidrojeni na gesi za ajizi za mara kwa mara kama vile argon au heliamu. Gesi asilia zenye zaidi ya 50 g/m³ ya hidrokaboni yenye molekuli za atomi tatu au zaidi za kaboni (C₃ au zaidi) huainishwa kama gesi "konda".

Kutegemea jinsi inavyotumika kama mafuta, gesi asilia hubanwa au kuongezwa kimiminika. Gesi asilia kutoka sehemu za gesi na gesi ya condensate huchakatwa shambani ili kukidhi vigezo maalum vya usafirishaji kabla ya kubanwa na kulishwa kwenye mabomba ya gesi. Maandalizi haya yanajumuisha kuondolewa kwa maji na driers (dehydrators, separators na hita), kuondolewa kwa mafuta kwa kutumia filters coalescing, na kuondolewa kwa solids kwa filtration. Sulfidi ya hidrojeni na dioksidi kaboni pia huondolewa kutoka kwa gesi asilia, ili wasiharibu bomba na vifaa vya usafirishaji na ukandamizaji. Propani, butane na pentane, zilizopo katika gesi asilia, pia huondolewa kabla ya kupitishwa kwa hivyo haziwezi kuunganishwa na kuunda vimiminika kwenye mfumo. (Angalia sehemu ya “Uzalishaji na uchakataji wa gesi asilia.”)

Gesi asilia husafirishwa kwa bomba kutoka kwenye maeneo ya gesi hadi kwenye mitambo ya kutengeneza kimiminika, ambapo hubanwa na kupozwa hadi takriban -162 ºC ili kuzalisha gesi asilia iliyoyeyushwa (LNG) (ona mchoro 4). Utungaji wa LNG ni tofauti na gesi asilia kutokana na kuondolewa kwa baadhi ya uchafu na vipengele wakati wa mchakato wa liquefaction. LNG kimsingi hutumiwa kuongeza usambazaji wa gesi asilia wakati wa mahitaji ya juu na kusambaza gesi katika maeneo ya mbali mbali na mabomba makubwa. Husasishwa upya kwa kuongeza nitrojeni na hewa ili kuifanya ilingane na gesi asilia kabla ya kulishwa kwenye njia za usambazaji wa gesi. LNG pia hutumika kama mafuta ya gari kama mbadala wa petroli.

Mchoro 4. Kiwanda kikubwa zaidi cha LNG duniani huko Arzew, Algeria

Taasisi ya Petroli ya Amerika

Gesi zinazohusishwa na mafuta ya petroli na gesi za condensate zinaainishwa kama gesi "tajiri", kwa sababu zina kiasi kikubwa cha ethane, propane, butane na hidrokaboni nyingine zilizojaa. Gesi zinazohusiana na petroli na condensate hutenganishwa na kuyeyushwa ili kuzalisha gesi kimiminika ya petroli (LPG) kwa kukandamizwa, kufyonzwa, kufyonzwa na kupozwa kwenye mitambo ya kusindika mafuta na gesi. Mitambo hii ya gesi pia hutoa petroli asilia na sehemu zingine za hidrokaboni.

Tofauti na gesi asilia, gesi inayohusishwa na mafuta ya petroli na gesi ya condensate, gesi za usindikaji wa mafuta (zinazozalishwa kama bidhaa za usindikaji wa kusafisha) zina kiasi kikubwa cha hidrokaboni na hidrokaboni zisizojaa (ethilini, propylene na kadhalika). Muundo wa gesi za usindikaji wa mafuta hutegemea kila mchakato maalum na mafuta yasiyosafishwa yanayotumiwa. Kwa mfano, gesi zinazopatikana kutokana na kupasuka kwa joto kwa kawaida huwa na kiasi kikubwa cha olefini, wakati zile zinazopatikana kutokana na kupasuka kwa kichocheo zina isobutani zaidi. Gesi za pyrolysis zina ethylene na hidrojeni. Muundo wa gesi asilia na gesi za kawaida za usindikaji wa mafuta umeonyeshwa kwenye jedwali la 3.

Jedwali 3. Kadirio la kawaida la muundo wa gesi asilia na usindikaji wa mafuta (asilimia kwa ujazo)

Gesi asilia inayoweza kuwaka, yenye thamani ya kaloriki ya 35.7 hadi 41.9 MJ/m³ (8,500 hadi 10,000 kcal / m³), kimsingi hutumika kama mafuta ya kuzalisha joto katika matumizi ya nyumbani, kilimo, biashara na viwanda. Hidrokaboni ya gesi asilia pia hutumika kama malisho kwa michakato ya petrokemikali na kemikali. Gesi ya awali (CO + H₂) huchakatwa kutoka kwa methane kwa njia ya oksijeni au ubadilishaji wa mvuke wa maji, na kutumika kuzalisha amonia, pombe na kemikali nyingine za kikaboni. Gesi asilia iliyobanwa (CNG) na gesi asilia iliyoyeyuka (LNG) zote hutumika kama mafuta kwa injini za mwako wa ndani. Usindikaji wa mafuta ya gesi oevu ya petroli (LPG) ina viwango vya juu vya kalori ya 93.7 MJ/m³ (propane) (22,400 kcal / m³) na 122.9 MJ/m³ (butane) (29,900 kcal/m³⁾ na hutumika kama mafuta majumbani, biashara na viwandani na pia kwenye magari (NFPA 1991). Hidrokaboni zisizojaa (ethilini, propylene na kadhalika) zinazotokana na gesi za usindikaji wa mafuta zinaweza kubadilishwa kuwa petroli ya oktani ya juu au kutumika kama malighafi katika tasnia ya kusindika petrokemikali na kemikali.

Tabia za Gesi za Hydrocarbon

Kulingana na Muungano wa Kitaifa wa Kulinda Moto wa Marekani, gesi zinazoweza kuwaka (zinazowaka) ni zile zinazoungua katika viwango vya oksijeni vilivyomo hewani. Uchomaji wa gesi zinazoweza kuwaka ni sawa na ule wa mivuke ya kioevu ya hidrokaboni inayoweza kuwaka, kwani joto maalum la kuwaka linahitajika ili kuanzisha mmenyuko wa kuungua na kila moja itawaka tu ndani ya safu fulani maalum ya mchanganyiko wa gesi-hewa. Vimiminiko vinavyoweza kuwaka vina a hatua ya flash (joto (daima chini ya kiwango cha kuchemsha) ambapo hutoa mvuke wa kutosha kwa mwako). Hakuna sehemu inayoonekana ya gesi zinazoweza kuwaka, kwani kwa kawaida huwa kwenye halijoto iliyo juu ya sehemu zake za kuchemka, hata zikiwa na kimiminika, na kwa hiyo huwa kwenye halijoto kupita kiasi cha nukta zao.

Shirika la Kitaifa la Kulinda Moto la Marekani (1976) linafafanua gesi zilizobanwa na zenye kimiminika kama ifuatavyo:

• "Gesi zilizobanwa ni zile ambazo kwa halijoto ya kawaida ya angahewa ndani ya vyombo vyao, zipo tu katika hali ya gesi chini ya shinikizo."
• "Gesi za kimiminika ni zile ambazo kwa joto la kawaida la anga ndani ya makontena yao, zinapatikana kwa sehemu katika hali ya kioevu na kwa sehemu katika hali ya gesi, na ziko chini ya shinikizo mradi tu kioevu chochote kibaki kwenye chombo."

Jambo kuu ambalo huamua shinikizo ndani ya chombo ni joto la kioevu kilichohifadhiwa. Inapoangaziwa kwenye angahewa, gesi iliyoyeyuka huyeyuka kwa kasi sana, ikisafiri ardhini au uso wa maji isipokuwa hutawanywa hewani na upepo au harakati za hewa za mitambo. Kwa joto la kawaida la anga, karibu theluthi moja ya kioevu kwenye chombo kitatoka.

Gesi zinazoweza kuwaka zimeainishwa zaidi kuwa gesi ya mafuta na gesi ya viwandani. Gesi za mafuta, ikiwa ni pamoja na gesi asilia na gesi za mafuta ya petroli (propane na butane), huchomwa na hewa ili kuzalisha joto katika tanuri, tanuri, hita za maji na boilers. Gesi za viwandani zinazoweza kuwaka, kama vile asetilini, hutumiwa katika usindikaji, kulehemu, kukata na kutibu joto. Tofauti katika sifa za gesi asilia iliyoyeyuka (LNG) na gesi kimiminika ya petroli (LPG) zimeonyeshwa kwenye jedwali la 3.

Inatafuta Mafuta na Gesi

Utafutaji wa mafuta na gesi unahitaji ujuzi wa jiografia, jiolojia na jiofizikia. Mafuta yasiyosafishwa kwa kawaida hupatikana katika aina fulani za miundo ya kijiolojia, kama vile mitego, mitego ya hitilafu na domes za chumvi, ambazo ziko chini ya ardhi mbalimbali na katika anuwai ya hali ya hewa. Baada ya kuchagua eneo la kuvutia, aina nyingi tofauti za uchunguzi wa kijiofizikia hufanywa na vipimo vinafanywa ili kupata tathmini sahihi ya miundo ya chini ya ardhi, ikijumuisha:

• Uchunguzi wa sumaku. Magnetomita zinazoning'inia kutoka kwa ndege hupima tofauti katika uga wa sumaku wa dunia ili kupata miamba ya sedimentary ambayo kwa ujumla ina sifa ya chini ya sumaku ikilinganishwa na miamba mingine.
• Uchunguzi wa picha za angani. Picha zilizochukuliwa na kamera maalum katika ndege, hutoa maoni ya pande tatu ya dunia ambayo hutumiwa kuamua muundo wa ardhi na amana za mafuta na gesi zinazowezekana.
• Uchunguzi wa Gravimetric. Kwa sababu wingi mkubwa wa miamba minene huongeza mvuto wa mvuto, mvuto hutumiwa kutoa habari kuhusu maumbo ya msingi kwa kupima tofauti za dakika za uvutano.
• Tafiti za mitetemo. Masomo ya seismic hutoa habari juu ya sifa za jumla za muundo wa chini ya uso (tazama mchoro 5). Vipimo hupatikana kutokana na mawimbi ya mshtuko yanayotokana na kuweka chaji za milipuko katika mashimo ya kipenyo kidogo, kutoka kwa matumizi ya vifaa vya kutetemeka au vya midundo kwenye ardhi na maji, na kutoka kwa milipuko ya chini ya maji ya hewa iliyobanwa. Muda uliopita kati ya mwanzo wa wimbi la mshtuko na kurudi kwa echo hutumiwa kuamua kina cha substrata ya kutafakari. Matumizi ya hivi majuzi ya kompyuta bora zaidi kutoa picha za pande tatu huboresha sana tathmini ya matokeo ya majaribio ya tetemeko la ardhi.

Kielelezo 5. Saudi Arabia, shughuli za seismic

Taasisi ya Petroli ya Amerika

• Uchunguzi wa radiografia. Radiografia ni matumizi ya mawimbi ya redio kutoa habari sawa na ile inayopatikana kutokana na uchunguzi wa tetemeko la ardhi.
• Uchunguzi wa Stratigraphic. Sampuli ya kistratigrafia ni uchanganuzi wa viini vya tabaka za miamba iliyo chini ya ardhi kwa athari za gesi na mafuta. Urefu wa mwamba wa silinda, unaoitwa msingi, hukatwa na sehemu ya mashimo na kusukumwa hadi kwenye bomba (pipa ya msingi) iliyounganishwa na kidogo. Pipa ya msingi huletwa kwenye uso na msingi huondolewa kwa uchambuzi.

Wakati tafiti na vipimo vinapoonyesha kuwepo kwa miundo au tabaka ambalo linaweza kuwa na mafuta ya petroli, visima vya uchunguzi huchimbwa ili kubaini kama mafuta au gesi ipo au la, na ikiwa ni hivyo, ikiwa inapatikana na kupatikana kwa viwango vinavyoweza kutumika kibiashara.

Operesheni Offshore

Ingawa kisima cha kwanza cha mafuta kwenye bahari kilichimbwa mwanzoni mwa miaka ya 1900 nje ya pwani ya California, mwanzo wa uchimbaji wa kisasa wa baharini ulikuwa mnamo 1938, na ugunduzi katika Ghuba ya Mexico, maili 1 (kilomita 1.6) kutoka pwani ya Amerika. Baada ya Vita vya Kidunia vya pili, uchimbaji wa uchimbaji wa baharini ulipanuka haraka, kwanza katika maji ya kina kifupi karibu na maeneo yanayojulikana ya uzalishaji wa ardhi, na kisha kwa maeneo mengine ya kina kirefu na ya kina kote ulimwenguni, na katika hali ya hewa inayotofautiana kutoka Aktiki hadi Ghuba ya Uajemi. Hapo awali, kuchimba visima vya baharini kuliwezekana tu katika kina cha maji cha karibu 91 m; hata hivyo, majukwaa ya kisasa sasa yanaweza kuchimba maji kwa kina cha kilomita 3.2. Shughuli za mafuta nje ya nchi ni pamoja na uchunguzi, uchimbaji, uzalishaji, usindikaji, ujenzi wa chini ya maji, matengenezo na ukarabati, na usafirishaji wa mafuta na gesi hadi ufukweni kwa meli au bomba.

Majukwaa ya pwani

Majukwaa ya kuchimba visima yanasaidia vifaa vya kuchimba visima, vifaa na vifaa kwa ajili ya shughuli za maji ya pwani au ndani ya nchi, na mbalimbali kutoka kwa mashua na meli zinazoelea au chini ya maji, hadi majukwaa ya mahali pa kudumu kwenye miguu ya chuma inayotumiwa katika maji ya kina kirefu, hadi saruji kubwa, buoya, iliyoimarishwa, mvuto. -aina majukwaa yanayotumika kwenye kina kirefu cha maji. Baada ya kuchimba visima kukamilika, majukwaa ya baharini hutumiwa kusaidia vifaa vya uzalishaji. Majukwaa makubwa zaidi ya uzalishaji yana makao kwa zaidi ya wafanyakazi 250 na wafanyakazi wengine wa usaidizi, heliports, viwanda vya usindikaji na uwezo wa kuhifadhi mafuta na gesi ya condensate (ona mchoro 6).

Kielelezo 6. Vyombo vya kuchimba visima; kuchimba meli Ben Ocean Laneer

Taasisi ya Petroli ya Amerika

Kwa kawaida, kwa kuchimba visima vya maji ya kina ya kuchimba visima, vifaa vya kisima hupunguzwa kwenye sakafu ya bahari na kufungwa kwa casing ya kisima. Matumizi ya teknolojia ya fibre-optic inaruhusu jukwaa kubwa, la kati kudhibiti na kuendesha majukwaa madogo ya satelaiti na violezo vya chini ya bahari. Vifaa vya uzalishaji kwenye jukwaa kubwa huchakata mafuta yasiyosafishwa, gesi na condensate kutoka kwa vifaa vya satelaiti, kabla ya kusafirishwa ufukweni.

Aina ya jukwaa linalotumiwa katika kuchimba visima chini ya maji mara nyingi huamuliwa na aina ya kisima cha kuchimba (kuchunguza au uzalishaji) na kwa kina cha maji (tazama jedwali 4).

Jedwali 4. Aina za jukwaa la kuchimba visima chini ya maji

Aina za Visima

Visima vya uchunguzi.

Kufuatia uchanganuzi wa data ya kijiolojia na uchunguzi wa kijiofizikia, visima vya uchunguzi vinachimbwa, ama ardhini au nje ya nchi. Visima vya uchunguzi ambavyo huchimbwa katika maeneo ambayo mafuta wala gesi hayajapatikana hapo awali huitwa “paka-mwitu.” Visima hivyo vinavyogonga mafuta au gesi huitwa "visima vya ugunduzi." Visima vingine vya uchunguzi, vinavyojulikana kama visima vya "step-out" au "appraisal", vinachimbwa ili kubaini mipaka ya eneo baada ya ugunduzi, au kutafuta njia mpya za kuzaa mafuta na gesi karibu na, au chini, zile ambazo tayari zinajulikana. kuwa na bidhaa. Kisima ambacho hakipati mafuta au gesi, au hupata kidogo sana kuzalisha kiuchumi, huitwa "shimo kavu".

Visima vya maendeleo.

Baada ya ugunduzi, eneo la hifadhi limedhamiriwa takriban na mfululizo wa visima vya hatua au tathmini. Kisha visima vya maendeleo vinachimbwa ili kuzalisha gesi na mafuta. Idadi ya visima vya maendeleo ya kuchimba imedhamiriwa na ufafanuzi unaotarajiwa wa shamba jipya, kwa ukubwa na kwa tija. Kwa sababu ya kutokuwa na uhakika kuhusu jinsi hifadhi zinavyoundwa au kufungwa, baadhi ya visima vya ukuzaji vinaweza kugeuka kuwa mashimo makavu. Mara kwa mara, kuchimba visima na kuzalisha hutokea wakati huo huo.

Visima vya shinikizo la joto / jotoardhi.

Visima vya mvuke/jotoardhi ni vile vinavyotoa shinikizo la juu sana (7,000 psi) na maji yenye joto la juu (149 ºC) ambayo yanaweza kuwa na hidrokaboni. Maji huwa ni wingu linalopanuka kwa kasi la mvuke na mvuke moto unapotolewa kwenye angahewa kutokana na kuvuja au kupasuka.

Visima vya stripper.

Visima vya stripper ni vile vinavyozalisha chini ya mapipa kumi ya mafuta kwa siku kutoka kwenye hifadhi.

Visima vingi vya kukamilisha.

Wakati miundo mingi ya kuzalisha hugunduliwa wakati wa kuchimba kisima kimoja, kamba tofauti ya bomba inaweza kuingizwa kwenye kisima kimoja kwa kila malezi ya mtu binafsi. Mafuta na gesi kutoka kwa kila muundo huelekezwa kwenye bomba lake husika na kutengwa kutoka kwa kila mmoja na wafungaji, ambao hufunga nafasi za annular kati ya kamba ya bomba na casing. Visima hivi vinajulikana kama visima vingi vya kukamilisha.

Visima vya sindano.

Visima vya sindano husukuma hewa, maji, gesi au kemikali kwenye hifadhi za sehemu za kuzalisha, ama kudumisha shinikizo au kusogeza mafuta kuelekea kuzalisha visima kwa nguvu ya majimaji au shinikizo la kuongezeka.

Visima vya huduma.

Visima vya huduma ni pamoja na vile vinavyotumika kwa shughuli za uvuvi na waya, uwekaji wa vifungashio/kuziba au uondoaji na urekebishaji upya. Visima vya huduma pia huchimbwa kwa utupaji wa maji ya chumvi chini ya ardhi, ambayo hutenganishwa na mafuta na gesi ghafi.

Mbinu za Kuchimba Visima

Mitambo ya kuchimba visima.

Vyombo vya msingi vya kuchimba visima vina derrick (mnara), bomba la kuchimba visima, winchi kubwa ya chini na kuinua nje bomba la kuchimba visima, meza ya kuchimba ambayo inazunguka bomba la kuchimba visima na biti, mchanganyiko wa udongo na pampu na injini ya kuendesha meza na kushinda (tazama mchoro 7). Vyombo vidogo vya kuchimba visima vinavyotumika kuchimba visima vya uchunguzi au mitetemo vinaweza kupachikwa kwenye lori kwa ajili ya kuhama kutoka tovuti moja hadi nyingine. Vyombo vikubwa vya kuchimba visima vimewekwa kwenye tovuti au vina vifaa vya kubebeka, vya kuning'inia (visu) kwa ajili ya kushughulikia na kusimika kwa urahisi.

Mchoro wa 7. Rig ya kuchimba visima kwenye Kisiwa cha Elf Ringnes katika Arctic ya Kanada

Taasisi ya Petroli ya Amerika

Percussion au kuchimba cable.

Mbinu ya zamani zaidi ya kuchimba visima ni percussion au kuchimba cable. Mbinu hii ya polepole na ya kina kidogo, ambayo haitumiwi mara kwa mara, inahusisha kusagwa kwa mwamba kwa kuinua na kuangusha kipande kizito cha patasi na shina kwenye mwisho wa kebo. Kwa vipindi, kidogo huondolewa na vipandikizi vinasimamishwa kwa maji na kuondolewa kwa kuvuta au kusukuma juu ya uso. Shimo linapozidi kuwa na kina, hufunikwa kwa kifuniko cha chuma ili kuzuia pango na kulinda dhidi ya uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi. Kazi kubwa inahitajika ili kuchimba hata kisima cha kina kifupi, na juu ya kupiga mafuta au gesi, hakuna njia ya kudhibiti mtiririko wa haraka wa bidhaa kwenye uso.

Uchimbaji wa mzunguko.

Uchimbaji wa mzunguko ndiyo njia inayojulikana zaidi na hutumiwa kuchimba visima vya uchunguzi na uzalishaji kwenye kina cha zaidi ya maili 5 (m 7,000). Kuchimba visima vyepesi, vilivyowekwa kwenye lori, hutumiwa kuchimba visima vya chini vya kina vya seismic kwenye ardhi. Uchimbaji wa kati na mzito wa mzunguko wa rununu na unaoelea hutumiwa kwa uchunguzi wa kuchimba visima na visima vya uzalishaji. Vifaa vya kuchimba visima vya mzunguko huwekwa kwenye jukwaa la kuchimba visima na derrick ya 30 hadi 40-m juu, na inajumuisha meza ya mzunguko, injini, mchanganyiko wa matope na pampu ya injector, pandisho la ngoma ya waya au winchi, na sehemu nyingi za bomba; kila takriban urefu wa mita 27. Jedwali la rotary hugeuka kelly ya mraba iliyounganishwa na bomba la kuchimba visima. Kelly ya mraba ina kizunguzungu cha matope juu ambacho kimeunganishwa na vizuia vilipuzi. Bomba la kuchimba huzunguka kwa kasi ya 40 hadi 250 rpm, kugeuza kuchimba visima ambavyo vina kingo za kukata kama patasi au kuchimba visima ambavyo vina vipunguzi vyenye meno magumu.

Uchimbaji wa percussion wa Rotary.

Uchimbaji wa mdundo wa mzunguko ni mbinu mseto ambapo uchimbaji wa mzunguko hutumia kiowevu cha majimaji kinachozunguka ili kuendesha utaratibu unaofanana na nyundo, na hivyo kuunda mfululizo wa mapigo ya kasi ya midundo ambayo huruhusu utoboaji kutoboa na kupiga ardhi kwa wakati mmoja.

Electro na turbo kuchimba visima.

Meza nyingi za rotary, winchi na pampu za kuchimba visima nzito kawaida huendeshwa na motors za umeme au turbines, ambayo inaruhusu kuongezeka kwa kubadilika katika shughuli na kuchimba visima kwa kudhibitiwa kwa mbali. Electro drill na turbo drill ni mbinu mpya zaidi zinazotoa nguvu ya moja kwa moja kwenye sehemu ya kuchimba visima kwa kuunganisha mtambo wa kuchimba visima juu kidogo ya biti iliyo chini ya shimo.

Uchimbaji wa mwelekeo.

Uchimbaji wa mwelekeo ni mbinu ya kuchimba visima kwa mzunguko ambayo huelekeza kamba ya kuchimba kwenye njia iliyopinda shimo linapozidi kuongezeka. Uchimbaji wa mwelekeo hutumiwa kufikia amana ambazo hazipatikani kwa kuchimba visima kwa wima. Pia hupunguza gharama, kwani idadi ya visima inaweza kuchimbwa kwa mwelekeo tofauti kutoka kwa jukwaa moja. Uchimbaji wa ufikiaji wa muda mrefu huruhusu kugonga kwenye hifadhi za chini ya bahari kutoka ufukweni. Nyingi za mbinu hizi zinawezekana kwa kutumia kompyuta kuelekeza mashine za kuchimba visima kiotomatiki na bomba linaloweza kunyumbulika (coiled tubing), ambalo huinuliwa na kushushwa bila kuunganisha na kutenganisha sehemu.

Njia zingine za kuchimba visima.

Uchimbaji wa abrasive hutumia nyenzo ya abrasive chini ya shinikizo (badala ya kutumia shina la kuchimba visima na biti) kukata kupitia substrata. Njia zingine za kuchimba visima ni pamoja na kuchimba visima na kutoboa moto.

Kuachwa.

Wakati hifadhi za mafuta na gesi hazizai tena, visima kwa kawaida huchomekwa kwa saruji ili kuzuia mtiririko au kuvuja kwenye uso na kulinda tabaka za chini ya ardhi na maji. Vifaa vinaondolewa na maeneo ya visima vilivyoachwa husafishwa na kurudishwa katika hali ya kawaida.

Operesheni za kuchimba visima

Mbinu za kuchimba visima

Jukwaa la kuchimba visima hutoa msingi kwa wafanyikazi kuoanisha na kutenganisha sehemu za bomba la kuchimba visima ambazo hutumiwa kuongeza kina cha kuchimba visima. Shimo linapozidi, urefu wa ziada wa bomba huongezwa na kamba ya kuchimba visima imesimamishwa kutoka kwa derrick. Wakati sehemu ya kuchimba visima inahitaji kubadilishwa, kamba nzima ya kuchimba visima hutolewa nje ya shimo, na kila sehemu imetengwa na kuwekwa kwa wima ndani ya derrick. Baada ya bitana mpya kuingizwa mahali, mchakato unarudi nyuma, na bomba inarudi kwenye shimo ili kuendelea kuchimba.

Uangalifu unahitajika ili kuhakikisha kwamba bomba la kuchimba visima haligawanyika na kushuka ndani ya shimo, kwa kuwa inaweza kuwa vigumu na gharama kubwa ya kuvua samaki na inaweza hata kusababisha hasara ya kisima. Shida nyingine inayowezekana ni ikiwa zana za kuchimba visima zitashikamana kwenye shimo wakati uchimbaji unapoacha. Kwa sababu hii, mara tu kuchimba visima huanza, kwa kawaida huendelea mpaka kisima kimekamilika.

Kuchimba matope

Kuchimba matope ni maji yenye maji au mafuta na udongo na viungio vya kemikali (kwa mfano, formaldehyde, chokaa, hidrazidi ya sodiamu, barite). Caustic soda mara nyingi huongezwa ili kudhibiti pH (asidi) ya matope ya kuchimba visima na kupunguza viungio vya matope vinavyoweza kuwa hatari na vimiminiko vya kukamilisha. Matope ya kuchimba hupigwa ndani ya kisima chini ya shinikizo kutoka kwa tank ya kuchanganya kwenye jukwaa la kuchimba visima, chini ya ndani ya bomba la kuchimba hadi kwenye sehemu ya kuchimba. Kisha huinuka kati ya nje ya bomba la kuchimba na pande za shimo, kurudi kwenye uso, ambako huchujwa na kuzungushwa tena.

Matope ya kuchimba hutumika kupoza na kulainisha sehemu ya kuchimba visima, kulainisha bomba na kusukuma vipandikizi vya miamba kutoka kwenye shimo la kuchimba visima. Uchimbaji matope pia hutumiwa kudhibiti mtiririko kutoka kwa kisima kwa kuweka pande za shimo na kupinga shinikizo la gesi, mafuta au maji yoyote ambayo hukutana na sehemu ya kuchimba. Jeti za matope zinaweza kutumika chini ya shinikizo chini ya shimo kusaidia kuchimba visima.

Casing na saruji

Casing ni bomba maalum la chuma nzito ambalo huweka shimo la kisima. Inatumika kuzuia pango la kuta za shimo la kuchimba visima na kulinda tabaka za maji safi kwa kuzuia uvujaji kutoka kwa mtiririko wa kurudi wa matope wakati wa shughuli za kuchimba visima. Casing pia huziba mchanga unaopenyezwa na maji na maeneo ya gesi yenye shinikizo kubwa. Casing ni awali kutumika karibu na uso na ni saruji katika nafasi ya kuongoza bomba kuchimba. Tope la saruji hutupwa chini ya bomba la kuchimba visima na kulazimishwa kurudi nyuma kupitia pengo kati ya casing na kuta za shimo la kisima. Mara baada ya kuweka saruji na casing ni mahali, kuchimba visima huendelea kwa kutumia kipenyo kidogo cha kipenyo.

Baada ya kifuniko cha uso kuwekwa kwenye kisima, wazuiaji wa kupiga (valve kubwa, mifuko au kondoo waume) huunganishwa juu ya casing, katika kile kinachoitwa stack. Kufuatia ugunduzi wa mafuta au gesi, ganda huwekwa chini ya kisima ili kuweka uchafu, mawe, maji ya chumvi na uchafu mwingine kutoka kwenye shimo la kisima na kutoa mfereji wa njia za uchimbaji wa mafuta na gesi.

Kukamilisha, Kuimarishwa kwa Uokoaji na Operesheni za Workover

kukamilika

Kukamilika kunaeleza mchakato wa kuleta kisima katika uzalishaji baada ya kisima kuchimbwa hadi kina kinapotarajiwa kupatikana mafuta au gesi. Kukamilisha kunahusisha idadi ya shughuli, ikiwa ni pamoja na kupenya kwa casing na kusafisha maji na mchanga kutoka kwa bomba ili mtiririko usizuiliwe. Vipande maalum vya msingi hutumiwa kuchimba na kuchimba cores hadi urefu wa m 50 kwa ajili ya uchambuzi wakati wa operesheni ya kuchimba visima ili kuamua wakati wa kupenya unapaswa kufanywa. Bomba la kuchimba visima na biti huondolewa kwanza na kamba ya mwisho ya casing imewekwa kwa saruji. Bunduki ya kutoboa, ambayo ni mirija ya chuma iliyo na soketi zinazoshikilia ama risasi au vilipuzi vyenye umbo la umbo, hushushwa ndani ya kisima. Gharama hizo hutozwa kwa msukumo wa umeme kupitia kabati ndani ya hifadhi ili kutengeneza fursa kwa mafuta na gesi kutiririka ndani ya kisima na juu ya uso.

Mtiririko wa mafuta yasiyosafishwa na gesi asilia hudhibitiwa na safu ya valves, inayoitwa "miti ya Krismasi", ambayo huwekwa juu ya kichwa cha kisima. Wachunguzi na vidhibiti vimewekwa ili kufanya kazi kiotomatiki au kwa mikono valvu za usalama za uso na chini ya ardhi, katika tukio la mabadiliko ya shinikizo, moto au hali nyingine ya hatari. Mara tu mafuta na gesi yanapozalishwa hutenganishwa, na maji na sediment hutolewa kutoka kwa mafuta yasiyosafishwa.

Uzalishaji na uhifadhi wa mafuta na gesi ghafi

Uzalishaji wa mafuta kimsingi ni suala la kuhamishwa na maji au gesi. Wakati wa kuchimba visima vya awali, karibu mafuta yote yasiyosafishwa ni chini ya shinikizo. Shinikizo hili la asili hupungua mafuta na gesi yanapotolewa kwenye hifadhi, wakati wa awamu tatu za maisha ya hifadhi.

• Wakati wa awamu ya kwanza, uzalishaji wa flush, mtiririko unatawaliwa na shinikizo la asili katika hifadhi ambayo hutoka kwa gesi iliyoyeyuka kwenye mafuta, gesi iliyonaswa chini ya shinikizo juu ya mafuta na shinikizo la majimaji kutoka kwa maji yaliyowekwa chini ya mafuta.
• Kuinua kwa bandia, awamu ya pili, inahusisha kusukuma gesi iliyoshinikizwa ndani ya hifadhi wakati shinikizo la asili linatumiwa.
• Awamu ya tatu, uzalishaji wa stripper au kando, hutokea wakati visima vinazalisha tu kwa vipindi.

Hapo awali kulikuwa na uelewa mdogo wa nguvu zilizoathiri uzalishaji wa mafuta na gesi. Utafiti wa tabia ya hifadhi ya mafuta na gesi ulianza mwanzoni mwa karne ya 20, wakati iligunduliwa kuwa kusukuma maji kwenye hifadhi iliongeza uzalishaji. Wakati huo, tasnia ilikuwa ikipata nafuu kati ya 10 na 20% ya uwezo wa hifadhi, ikilinganishwa na viwango vya ufufuaji vya hivi majuzi vya zaidi ya 60% kabla ya visima kutokuwa na tija. Dhana ya udhibiti ni kwamba kiwango cha kasi cha uzalishaji huondoa shinikizo kwenye hifadhi kwa haraka zaidi, na hivyo kupunguza jumla ya kiasi cha mafuta ambacho kinaweza kurejeshwa. Hatua mbili zinazotumika kuhifadhi hifadhi za petroli ni kuunganisha na kuweka nafasi ya visima.

• Umoja ni utendakazi wa sehemu kama kitengo kimoja ili kutumia mbinu za uokoaji za pili na kudumisha shinikizo, hata kupitia idadi ya waendeshaji tofauti wanaweza kuhusika. Jumla ya uzalishaji hutolewa kwa misingi ya usawa kati ya waendeshaji.
• Nafasi ya kisima ni kikomo na eneo sahihi la visima ili kufikia uzalishaji wa juu bila kusambaza shamba kwa sababu ya kuchimba kupita kiasi.

Mbinu za Kurejesha Bidhaa ya Ziada

Uzalishaji wa hifadhi za mafuta na gesi huboreshwa na njia mbalimbali za kurejesha. Njia moja ni ama kwa njia za kemikali au kimwili kufungua kwenye tabaka ili kuruhusu mafuta na gesi kusonga kwa uhuru zaidi kupitia hifadhi hadi kwenye kisima. Maji na gesi hudungwa ndani ya hifadhi ili kudumisha shinikizo la kufanya kazi kwa kuhamishwa kwa asili. Mbinu za uokoaji wa sekondari, ikiwa ni pamoja na kuhamishwa kwa shinikizo, kuinua bandia na mafuriko, kuboresha na kurejesha shinikizo la hifadhi. Urejeshaji ulioimarishwa ni matumizi ya mbinu mbalimbali za uokoaji sekondari katika michanganyiko mingi na tofauti. Ufufuaji ulioimarishwa pia unajumuisha mbinu za hali ya juu zaidi za kupata bidhaa ya ziada kutoka kwenye hifadhi zilizopungua, kama vile urejeshaji wa mafuta, ambayo hutumia joto badala ya maji au gesi kulazimisha mafuta ghafi zaidi kutoka kwenye hifadhi.

Kutia asidi

Utiaji asidi ni njia ya kuongeza pato la kisima kwa kusukuma asidi moja kwa moja kwenye hifadhi inayozalisha ili kufungua njia za mtiririko kupitia mmenyuko wa kemikali na madini. Asidi ya hidrokloriki (au ya kawaida), ilitumiwa kwanza kufuta miundo ya chokaa. Bado hutumiwa sana; hata hivyo, kemikali mbalimbali sasa huongezwa kwa asidi hidrokloriki ili kudhibiti athari yake na kuzuia kutu na kuunda emulsion.

Asidi ya hidrofloriki, asidi ya fomu na asidi ya asetiki pia hutumiwa, pamoja na asidi hidrokloriki, kulingana na aina ya mwamba au madini katika hifadhi. Asidi ya Hydrofluoric daima huunganishwa na moja ya asidi nyingine tatu, na awali ilitumiwa kufuta mchanga wa mchanga. Mara nyingi huitwa "asidi ya matope", kwani sasa hutumiwa kusafisha vitobo ambavyo vimechomekwa na matope ya kuchimba visima na kurejesha upenyezaji ulioharibiwa karibu na shimo la kisima. Asidi za fomu na asetiki hutumika katika chokaa chenye kina kirefu, chenye joto kali zaidi na hifadhi za dolomite na kama asidi ya mgawanyiko kabla ya kutoboa. Asidi ya asetiki pia huongezwa kwenye visima kama wakala wa kuzuia bafa ili kudhibiti pH ya vimiminika vya kusisimua visima. Takriban asidi zote zina viungio, kama vile vizuizi vya kuzuia kuguswa na vifuniko vya chuma na viambata ili kuzuia uundaji wa matope na emulsion.

Kupasuka

Kupasuka inaeleza njia inayotumika kuongeza mtiririko wa mafuta au gesi kupitia hifadhi na kuingia kwenye visima kwa nguvu au shinikizo. Uzalishaji unaweza kupungua kwa sababu uundaji wa hifadhi hauwezi kupenyeza vya kutosha kuruhusu mafuta kutiririka kwa uhuru kuelekea kisima. Nguvu za kugawanyika hufungua njia za chini ya ardhi kwa kusukuma maji yaliyotibiwa na mawakala maalum wa kuinua (ikiwa ni pamoja na mchanga, chuma, pellets za kemikali na makombora) ndani ya hifadhi chini ya shinikizo la juu ili kufungua nyufa. Nitrojeni inaweza kuongezwa kwa maji ili kuchochea upanuzi. Wakati shinikizo linapotolewa, maji hujiondoa na mawakala wa kuimarisha hubakia mahali, wakishikilia nyufa wazi ili mafuta yaweze kutiririka kwa uhuru zaidi.

Kuvunjika sana (mass frac) inahusisha kusukuma kiasi kikubwa cha maji kwenye visima ili kuunda nyufa zenye urefu wa maelfu ya futi. Upasuaji mkubwa kwa kawaida hutumiwa kufungua visima vya gesi ambapo muundo wa hifadhi ni mnene kiasi kwamba hata gesi haiwezi kupita.

Matengenezo ya shinikizo

Mbinu mbili za kawaida za matengenezo ya shinikizo ni kuingiza maji na gesi (hewa, nitrojeni, kaboni dioksidi na gesi asilia) kwenye hifadhi ambapo shinikizo la asili hupunguzwa au haitoshi kwa uzalishaji. Njia zote mbili zinahitaji kuchimba visima vya sindano vya msaidizi katika maeneo yaliyotengwa ili kufikia matokeo bora. Sindano ya maji au gesi ili kudumisha shinikizo la kazi la kisima inaitwa uhamisho wa asili. Matumizi ya gesi yenye shinikizo ili kuongeza shinikizo kwenye hifadhi inaitwa kuinua bandia (gesi).

Mafuriko ya maji

Mbinu ya urejeshaji iliyoimarishwa zaidi inayotumiwa zaidi ni kusukuma maji kwenye hifadhi ya mafuta ili kusukuma bidhaa kuelekea kwenye visima vya kuzalisha. Katika mafuriko ya maji ya sehemu tano, visima vinne vya sindano vinachimbwa kuunda mraba na kisima cha kuzalisha katikati. Sindano inadhibitiwa ili kudumisha usawa wa mbele wa maji kupitia hifadhi kuelekea kisima cha kuzalisha. Baadhi ya maji yanayotumiwa ni maji ya chumvi, yanayopatikana kutoka kwa mafuta yasiyosafishwa. Katika mafuriko ya chini ya mvutano wa maji, surfactant huongezwa kwa maji ili kusaidia mtiririko wa mafuta kupitia hifadhi kwa kupunguza mshikamano wake kwenye mwamba.

Mafuriko ya kuchanganya

Mafuriko ya maji yanayochanganywa na polima yanayochanganyika ni njia zilizoboreshwa za uokoaji zinazotumiwa kuboresha sindano ya maji kwa kupunguza mvutano wa uso wa mafuta yasiyosafishwa. Kioevu kilichochanganywa (kinachoweza kuyeyushwa kwenye ghafi) hudungwa kwenye hifadhi. Hii inafuatwa na kudungwa kwa umajimaji mwingine ambao husukuma mchanganyiko wa umajimaji ghafi na unaochanganyika kuelekea kisima cha kutokeza. Mafuriko ya polima ya kuchanganya inahusisha matumizi ya sabuni kuosha mafuta yasiyosafishwa kutoka kwa tabaka. Geli au maji mazito hudungwa nyuma ya sabuni ili kusogeza machafu kuelekea kisima cha kuzalisha.

Mafuriko ya moto

Mafuriko ya moto, au on-site (katika mahali) mwako, ni njia ya gharama kubwa ya kurejesha hali ya joto ambapo kiasi kikubwa cha hewa au gesi iliyo na oksijeni hudungwa kwenye hifadhi na sehemu ya mafuta yasiyosafishwa huwashwa. Joto kutoka kwa moto hupunguza mnato wa mafuta mazito yasiyosafishwa ili kutiririka kwa urahisi zaidi. Gesi za moto, zinazozalishwa na moto, huongeza shinikizo kwenye hifadhi na kuunda sehemu ndogo ya mbele inayowaka ambayo inasukuma ghafi nyembamba kutoka kwenye kisima cha sindano hadi kwenye kisima cha kuzalisha. Ghafi nzito zaidi inasalia mahali, ikitoa mafuta ya ziada huku sehemu ya mbele ya moto inavyosonga mbele polepole. Mchakato wa kuchoma unafuatiliwa kwa karibu na kudhibitiwa kwa kudhibiti hewa iliyoingizwa au gesi.

Sindano ya mvuke

Sindano ya mvuke, au mafuriko ya mvuke, ni njia ya uokoaji wa mafuta ambayo hupasha mafuta mazito ghafi na kupunguza mnato wake kwa kuingiza mvuke wenye joto kali kwenye tabaka la chini kabisa la hifadhi isiyo na kina kifupi. Mvuke hudungwa kwa muda wa siku 10 hadi 14, na kisima hufungwa kwa wiki nyingine au zaidi ili kuruhusu mvuke joto kabisa hifadhi. Wakati huo huo joto lililoongezeka huongeza gesi za hifadhi, na hivyo kuongeza shinikizo katika hifadhi. Kisha kisima hufunguliwa tena na ghafi iliyopashwa moto, isiyo na mnato kidogo inatiririka hadi kwenye kisima. Mbinu mpya huingiza mvuke wa joto la chini kwa shinikizo la chini katika sehemu kubwa za kanda mbili, tatu au zaidi kwa wakati mmoja, na kutengeneza "kifua cha mvuke" ambacho kinapunguza mafuta katika kila kanda. Hii hutoa mtiririko mkubwa wa mafuta kwenye uso, huku ukitumia mvuke kidogo.

Uzalishaji na Uchakataji wa Gesi Asilia

Kuna aina mbili za visima vinavyozalisha gesi asilia. Visima vya gesi mvua huzalisha gesi ambayo ina vimiminika vilivyoyeyushwa, na visima vya gesi kavu hutoa gesi ambayo haiwezi kuyeyushwa kwa urahisi.

Baada ya gesi asilia kuondolewa kutoka kwa visima vya kuzalisha, hutumwa kwa mitambo ya gesi kwa ajili ya usindikaji. Usindikaji wa gesi unahitaji ujuzi wa jinsi halijoto na shinikizo huingiliana na kuathiri mali ya maji na gesi. Takriban mimea yote ya kuchakata gesi hushughulikia gesi ambazo ni mchanganyiko wa molekuli mbalimbali za hidrokaboni. Madhumuni ya usindikaji wa gesi ni kutenganisha gesi hizi katika vipengele vya muundo sawa na michakato mbalimbali kama vile kunyonya, kugawanyika na baiskeli, ili ziweze kusafirishwa na kutumiwa na watumiaji.

Michakato ya kunyonya

Unyonyaji unahusisha hatua tatu za usindikaji: kupona, kuondolewa na kujitenga.

Kupona.

Huondoa mabaki ya gesi zisizohitajika na baadhi ya methane kwa kufyonzwa kutoka kwa gesi asilia. Kunyonya hufanyika katika chombo cha kukabiliana na mtiririko, ambapo gesi ya kisima huingia chini ya chombo na inapita juu kwa njia ya mafuta ya kunyonya, ambayo inapita chini. Mafuta ya kunyonya ni "konda" yanapoingia juu ya chombo, na "tajiri" inapotoka chini kwani imechukua hidrokaboni zinazohitajika kutoka kwa gesi. Gesi inayoondoka juu ya kitengo inaitwa "gesi iliyobaki."

Kunyonya kunaweza pia kufanywa kwa friji. Gesi iliyobaki hutumika kupoza gesi ya ingizo kabla, ambayo hupita kwenye kipoezaji cha gesi kwenye joto kutoka 0 hadi -40 ºC. Mafuta ya kufyonza konda husukumwa kupitia kibariza cha mafuta, kabla ya kuwasiliana na gesi baridi kwenye kitengo cha kufyonza. Mimea mingi hutumia propane kama jokofu katika vitengo vya baridi. Glycol hudungwa moja kwa moja kwenye mkondo wa gesi ya kuingiza ili kuchanganya na maji yoyote kwenye gesi ili kuzuia kuganda na kuunda hidrati. Mchanganyiko wa glikoli-maji hutenganishwa na mvuke wa hidrokaboni na kioevu kwenye kitenganishi cha glikoli, na kisha kuunganishwa tena kwa kuyeyusha maji katika kitengo cha regenerator.

Uondoaji.

Hatua inayofuata katika mchakato wa kunyonya ni kuondolewa, au demethanization. Methane iliyobaki huondolewa kutoka kwa mafuta mengi katika mimea ya kurejesha ethane. Kawaida hii ni mchakato wa awamu mbili, ambayo kwanza inakataa angalau nusu ya methane kutoka kwa mafuta tajiri kwa kupunguza shinikizo na kuongeza joto. Mafuta tajiri iliyobaki kawaida huwa na ethane na propane ya kutosha kufanya urejeshaji kuhitajika. Iwapo haijauzwa, gesi ya juu hutumika kama mafuta ya mimea au kama kienezi-ya awali, au hurejeshwa kwenye gesi ya kuingiza kwenye kifyonza kikuu.

Kutengana.

Hatua ya mwisho katika mchakato wa kunyonya, kunereka, hutumia mvuke kama njia ya kuondoa hidrokaboni zinazohitajika kutoka kwa mafuta mengi ya kunyonya. Vipuli vyenye unyevu hutumia mivuke ya mvuke kama njia ya kuvulia. Katika sehemu zenye hali kavu, mivuke ya hidrokaboni, inayopatikana kutokana na uvukizi wa sehemu ya mafuta ya moto yanayosukumwa kupitia kichemsha tena, hutumika kama njia ya kuvulia. Bado hudhibiti kiwango cha mwisho cha kuchemka na uzito wa molekuli ya mafuta konda, na kiwango cha kuchemsha cha mchanganyiko wa mwisho wa bidhaa ya hidrokaboni.

Taratibu Nyingine

Kugawanyika.

Ni mgawanyo wa mchanganyiko wa hidrokaboni unaohitajika kutoka kwa mimea ya kunyonya, katika bidhaa maalum, za kibinafsi, safi kiasi. Kugawanyika kunawezekana wakati vimiminiko viwili, vinavyoitwa bidhaa ya juu na bidhaa ya chini, vina viwango tofauti vya kuchemsha. Mchakato wa kugawanya una sehemu tatu: mnara wa kutenganisha bidhaa, reboiler ya joto ya pembejeo na condenser ili kuondoa joto. Mnara huo una tray nyingi ili mguso mwingi wa mvuke na kioevu hutokea. Joto la reboiler huamua muundo wa bidhaa ya chini.

Urejeshaji wa sulfuri.

Salfidi ya hidrojeni lazima iondolewe kutoka kwa gesi kabla ya kusafirishwa kwa mauzo. Hii inakamilishwa katika mimea ya kurejesha sulfuri.

Baiskeli ya gesi.

Uendeshaji baisikeli wa gesi si njia ya kurekebisha shinikizo wala njia ya pili ya kurejesha urejeshaji, bali ni njia iliyoboreshwa ya uokoaji inayotumiwa kuongeza uzalishaji wa vimiminika vya gesi asilia kutoka kwenye hifadhi za "gesi mvua". Baada ya maji kuondolewa kutoka kwa "gesi ya mvua" katika mimea ya baiskeli, "gesi kavu" iliyobaki inarudi kwenye hifadhi kupitia visima vya sindano. "Gesi kavu" inapozunguka tena kwenye hifadhi inachukua vimiminika zaidi. Mizunguko ya uzalishaji, usindikaji na urejeshaji unarudiwa hadi vimiminika vyote vinavyoweza kurejeshwa vimeondolewa kwenye hifadhi na kubaki "gesi kavu" pekee.

Ukuzaji wa Maeneo ya Kuzalisha Sehemu za Mafuta na Gesi

Ukuzaji wa kina wa tovuti unahitajika kuleta uwanja mpya wa mafuta au gesi katika uzalishaji. Ufikiaji wa tovuti unaweza kupunguzwa au kuzuiwa na hali ya hewa na kijiografia. mahitaji ni pamoja na usafiri; ujenzi; matengenezo, nyumba na vifaa vya utawala; vifaa vya kutenganisha mafuta, gesi na maji; usafiri wa mafuta na gesi asilia; vifaa vya utupaji wa maji na taka; na huduma nyingine nyingi, vifaa na aina ya vifaa. Nyingi kati ya hizi hazipatikani kwa urahisi kwenye tovuti na lazima zitolewe na aidha kampuni ya kuchimba visima au uzalishaji au na wakandarasi wa nje.

Shughuli za mkandarasi

Wakandarasi kwa kawaida hutumiwa na kampuni za utafutaji na uzalishaji wa mafuta na gesi ili kutoa baadhi au huduma zote zifuatazo zinazohitajika ili kuchimba na kuendeleza maeneo ya uzalishaji:

• Maandalizi ya tovuti - kusafisha brashi, ujenzi wa barabara, njia panda na vijia, madaraja, maeneo ya kutua kwa ndege, bandari ya baharini, bandari, kizimbani na kutua.
• Erection na ufungaji - vifaa vya kuchimba visima, nguvu na huduma, mizinga na bomba, nyumba, majengo ya matengenezo, gereji, hangers, huduma na majengo ya utawala.
• Kazi ya chini ya maji - ufungaji, ukaguzi, ukarabati na matengenezo ya vifaa vya chini ya maji na miundo
• Matengenezo na ukarabati - vifaa vya kuchimba visima na uzalishaji wa matengenezo ya kuzuia, magari na boti, mashine na majengo
• Huduma za mkataba - huduma ya chakula; utunzaji wa nyumba; ulinzi na usalama wa kituo na mzunguko; janitorial, burudani na shughuli za usaidizi; kuhifadhi na usambazaji wa vifaa vya kinga, vipuri na vifaa vya ziada
• Uhandisi na kiufundi - upimaji na uchambuzi, huduma za kompyuta, ukaguzi, maabara, uchambuzi usio na uharibifu, uhifadhi na utunzaji wa vilipuzi, ulinzi wa moto, vibali, mazingira, matibabu na afya, usafi wa viwanda na usalama na majibu ya kumwagika.
• Huduma za nje - simu, redio na televisheni, maji taka na takataka
• Usafiri na vifaa vya kushughulikia vifaa - ndege na helikopta, huduma za baharini, ujenzi wa kazi nzito na vifaa vya kushughulikia vifaa.

Utilities

Iwapo shughuli za uchunguzi, uchimbaji na uzalishaji hufanyika ardhini au nje ya nchi, nishati, umeme mdogo na huduma zingine za usaidizi zinahitajika, ikijumuisha:

• Uzalishaji wa nguvu - gesi, umeme na mvuke
• Maji - ugavi wa maji safi, utakaso na matibabu na mchakato wa maji
• Maji taka na mifereji ya maji - maji ya dhoruba, matibabu ya usafi na matibabu ya maji taka (ya mafuta) na utupaji.
• Mawasiliano - simu, redio na televisheni, kompyuta na mawasiliano ya satelaiti
• Huduma - mwanga, joto, uingizaji hewa na baridi.

Masharti ya Kazi, Afya na Usalama

Kazi ya kuchimba visima kawaida huhusisha wafanyakazi wa chini wa watu 6 (msingi na sekondari wachimba visima, wachimba visima watatu au wasaidizi (wenye ukali) na paka mtu) kuripoti kwa msimamizi wa tovuti au msimamizi (kisukuma chombo) anayehusika na uendelezaji wa uchimbaji. Wachimbaji visima vya msingi na vya upili wana jukumu la jumla la shughuli za uchimbaji na usimamizi wa wafanyikazi wa kuchimba visima wakati wa zamu zao. Wachimba visima wanapaswa kufahamu uwezo na mapungufu ya wafanyakazi wao, kwani kazi inaweza kuendelea kwa haraka tu kama mshiriki mwepesi zaidi wa wafanyakazi.

Wachimbaji wasaidizi wamewekwa kwenye jukwaa ili kuendesha vifaa, kusoma vyombo na kufanya matengenezo ya kawaida na kazi ya ukarabati. Mtu wa paka anahitajika kupanda juu karibu na sehemu ya juu ya derrick wakati bomba la kuchimba visima linaingizwa au kutolewa nje ya shimo la kisima na kusaidia kuhamisha sehemu za bomba ndani na nje ya rundo. Wakati wa kuchimba visima, mtu wa paka pia anaendesha pampu ya matope na hutoa msaada wa jumla kwa wafanyakazi wa kuchimba visima.

Watu wanaokusanya, kuweka, kumwaga na kurejesha bunduki za kutoboa wanapaswa kupewa mafunzo, kufahamu hatari za vilipuzi na kuhitimu kushughulikia vilipuzi, kamba za msingi na vifuniko vya ulipuaji. Wafanyikazi wengine wanaofanya kazi ndani na karibu na maeneo ya mafuta ni pamoja na wanajiolojia, wahandisi, makanika, madereva, wafanyikazi wa matengenezo, mafundi umeme, waendeshaji bomba na vibarua.

Visima huchimbwa kila saa, kwa zamu ya saa 8 au 12, na wafanyakazi huhitaji uzoefu, ujuzi na stamina nyingi ili kukidhi mahitaji magumu ya kimwili na kiakili ya kazi. Kupanua wafanyakazi kupita kiasi kunaweza kusababisha ajali mbaya au jeraha. Kuchimba visima kunahitaji ushirikiano wa karibu na uratibu ili kukamilisha kazi kwa njia salama na kwa wakati unaofaa. Kwa sababu ya mahitaji haya na mengine, ni lazima izingatiwe kwa ari na afya na usalama wa wafanyakazi. Vipindi vya kutosha vya kupumzika na kupumzika, chakula bora na usafi unaofaa na vyumba vya kuishi, ikiwa ni pamoja na hali ya hewa katika hali ya hewa ya joto, unyevu na joto katika maeneo ya baridi, ni muhimu.

Hatari kuu za kazi zinazohusiana na shughuli za uchunguzi na uzalishaji ni pamoja na magonjwa kutokana na kufichuliwa na hali ya kijiografia na hali ya hewa, mkazo kutoka kwa kusafiri umbali mrefu juu ya maji au ardhi ngumu na majeraha ya kibinafsi. Matatizo ya kisaikolojia yanaweza kutokana na kutengwa kimwili kwa tovuti za uchunguzi na umbali wao kutoka kwa kambi za msingi na muda mrefu wa kazi unaohitajika kwenye majukwaa ya kuchimba visima nje ya pwani na maeneo ya mbali ya pwani. Hatari zingine nyingi haswa kwa shughuli za pwani, kama vile kupiga mbizi chini ya maji, zimefunikwa mahali pengine katika hili Encyclopaedia.

Kazi ya nje ya nchi ni hatari wakati wote, wakati wa kufanya kazi na nje ya kazi. Wafanyikazi wengine hawawezi kushughulikia mkazo wa kufanya kazi nje ya nchi kwa kasi kubwa, kwa muda mrefu, chini ya kizuizi cha jamaa na chini ya mabadiliko ya hali ya mazingira. Dalili za msongo wa mawazo kwa wafanyakazi ni pamoja na kuwashwa kusiko kwa kawaida, dalili nyingine za msongo wa mawazo, unywaji pombe kupita kiasi au uvutaji sigara na matumizi ya dawa za kulevya. Matatizo ya kukosa usingizi, ambayo yanaweza kuchochewa na viwango vya juu vya mtetemo na kelele, yameripotiwa na wafanyikazi kwenye majukwaa. Urafiki kati ya wafanyikazi na likizo ya mara kwa mara ya pwani inaweza kupunguza mkazo. Ugonjwa wa bahari na kuzama, pamoja na kufichuliwa na hali mbaya ya hali ya hewa, ni hatari zingine katika kazi ya pwani.

Magonjwa kama vile magonjwa ya njia ya upumuaji hutokana na kukabiliwa na hali ya hewa kali, maambukizo au magonjwa ya vimelea katika maeneo ambayo haya ni ya kawaida. Ingawa mengi ya magonjwa haya bado yanahitaji uchunguzi wa epidemiological katika wafanyikazi wa kuchimba visima, inajulikana kuwa wafanyikazi wa mafuta wamepata periarthritis ya bega na bega, epicondylitis ya humeral, arthrosis ya mgongo wa kizazi na polyneuritis ya miguu ya juu. Uwezekano wa magonjwa kutokana na kufichuliwa na kelele na vibration pia upo katika shughuli za kuchimba visima. Ukali na mara kwa mara ya magonjwa haya yanayohusiana na uchimbaji yanaonekana kuwa sawia na urefu wa huduma na kukabiliwa na hali mbaya ya kazi (Bata 1983; Ghosh 1983; Montillier 1983).

Majeraha wakati wa kufanya kazi katika shughuli za uchimbaji na uzalishaji yanaweza kutokana na sababu nyingi, ikiwa ni pamoja na kuteleza na kuanguka, kushughulikia bomba, kunyanyua bomba na vifaa, matumizi mabaya ya zana na kushughulikia vibaya vilipuzi. Kuungua kunaweza kusababishwa na mvuke, moto, asidi au matope yenye kemikali kama vile hidroksidi ya sodiamu. Ugonjwa wa ngozi na majeraha ya ngozi yanaweza kutokana na kuathiriwa na mafuta yasiyosafishwa na kemikali.

Uwezekano upo kwa mfiduo wa papo hapo na sugu kwa anuwai ya nyenzo na kemikali zisizo na afya ambazo zipo katika uchimbaji na uzalishaji wa mafuta na gesi. Baadhi ya kemikali na nyenzo ambazo zinaweza kuwepo kwa kiasi kinachoweza kuwa hatari zimeorodheshwa katika jedwali la 2 na ni pamoja na:

• Mafuta yasiyosafishwa, gesi asilia na gesi ya sulfidi hidrojeni wakati wa kuchimba visima na kulipua
• Metali nzito, benzene na vichafuzi vingine vilivyo kwenye ghafi
• Asbestosi, formaldehyde, asidi hidrokloriki na kemikali na vifaa vingine vya hatari
• Nyenzo za mionzi zinazotokea kwa kawaida (NORMs) na vifaa vyenye vyanzo vya mionzi.

usalama

Uchimbaji na uzalishaji hufanyika katika aina zote za hali ya hewa na chini ya hali tofauti za hali ya hewa, kutoka kwa misitu ya kitropiki na jangwa hadi Aktiki iliyoganda, na kutoka nchi kavu hadi Bahari ya Kaskazini. Wafanyakazi wa kuchimba visima wanapaswa kufanya kazi katika hali ngumu, chini ya kelele, vibration, hali mbaya ya hewa, hatari za kimwili na kushindwa kwa mitambo. Jukwaa, meza ya mzunguko na vifaa kawaida huteleza na hutetemeka kutoka kwa injini na operesheni ya kuchimba visima, na hivyo kuhitaji wafanyikazi kufanya harakati za makusudi na za uangalifu. Hatari ipo kwa kuteleza na kuanguka kutoka juu wakati wa kupanda kizimba na derrick, na kuna hatari ya kuathiriwa na mafuta yasiyosafishwa, gesi, matope na moshi wa moshi wa injini. Uendeshaji wa kukata kwa haraka na kisha kuunganisha bomba la kuchimba visima unahitaji mafunzo, ujuzi na usahihi wa wafanyakazi ili ufanyike kwa usalama wakati baada ya muda.

Wafanyakazi wa ujenzi, kuchimba visima na uzalishaji wanaofanya kazi nje ya pwani wanapaswa kukabiliana na hatari sawa na wafanyakazi wanaofanya kazi kwenye ardhi, na hatari za ziada maalum kwa kazi ya nje ya nchi. Hizi ni pamoja na uwezekano wa kuanguka kwa jukwaa baharini na masharti ya taratibu maalum za uokoaji na vifaa vya kuokoa katika tukio la dharura. Jambo lingine la kuzingatia wakati wa kufanya kazi nje ya pwani ni hitaji la kupiga mbizi kwenye kina kirefu cha bahari na maji ya kina kifupi ili kufunga, kutunza na kukagua vifaa.

Moto na mlipuko

Daima kuna hatari ya kulipuliwa wakati wa kutoboa kisima, na kutolewa kwa wingu la gesi au mvuke, ikifuatiwa na mlipuko na moto. Uwezo wa ziada wa moto na mlipuko upo katika shughuli za mchakato wa gesi.

Jukwaa la nje ya pwani na wafanyikazi wa kuchimba visima wanapaswa kutathminiwa kwa uangalifu baada ya uchunguzi wa kina wa mwili. Uteuzi wa wahudumu wa baharini wenye historia au ushahidi wa magonjwa ya mapafu, moyo na mishipa au mishipa ya fahamu, kifafa, kisukari, misukosuko ya kisaikolojia na uraibu wa dawa za kulevya au pombe unahitaji kuzingatiwa kwa uangalifu. Kwa sababu wafanyikazi watatarajiwa kutumia vifaa vya kinga ya kupumua na, haswa, wale waliofunzwa na walio na vifaa vya kupambana na moto, lazima watathminiwe kimwili na kiakili kwa uwezo wa kutekeleza majukumu haya. Uchunguzi wa kimatibabu unapaswa kujumuisha tathmini ya kisaikolojia inayoakisi mahitaji fulani ya kazi.

Huduma za matibabu ya dharura kwenye mitambo ya uchimbaji visima nje ya nchi na majukwaa ya uzalishaji lazima zijumuishe masharti ya zahanati ndogo au zahanati, inayohudumiwa na daktari aliyehitimu kwenye bodi kila wakati. Aina ya huduma ya matibabu inayotolewa itaamuliwa na upatikanaji, umbali na ubora wa huduma zinazopatikana za pwani. Uokoaji unaweza kuwa kwa meli au helikopta, au daktari anaweza kusafiri hadi kwenye jukwaa au kutoa ushauri wa matibabu kwa njia ya redio kwa daktari wa ndani, inapohitajika. Meli ya matibabu inaweza kuwekwa mahali ambapo idadi ya majukwaa makubwa yanafanya kazi katika eneo dogo, kama vile Bahari ya Kaskazini, ili kupatikana kwa urahisi zaidi na kutoa huduma kwa haraka kwa mfanyakazi mgonjwa au aliyejeruhiwa.

Watu ambao hawafanyi kazi kwenye mitambo ya kuchimba visima au majukwaa pia wanapaswa kupewa kazi ya mapema na uchunguzi wa matibabu wa mara kwa mara, haswa ikiwa wameajiriwa kufanya kazi katika hali ya hewa isiyo ya kawaida au chini ya hali mbaya. Mitihani hii inapaswa kuzingatia mahitaji fulani ya kimwili na kisaikolojia ya kazi.

Ulinzi wa kibinafsi

Mpango wa ufuatiliaji na sampuli za usafi wa kazini, pamoja na mpango wa uchunguzi wa kimatibabu, unapaswa kutekelezwa ili kutathmini kwa utaratibu kiwango na athari za mfiduo wa hatari kwa wafanyikazi. Ufuatiliaji wa mivuke inayoweza kuwaka na mfiduo wa sumu, kama vile sulfidi hidrojeni, unapaswa kutekelezwa wakati wa shughuli za utafutaji, uchimbaji na uzalishaji. Kwa kweli hakuna mfiduo wa H₂S inapaswa kuruhusiwa, haswa kwenye majukwaa ya pwani. Njia bora ya kudhibiti mfiduo ni kwa kutumia matope ya kuchimba visima ipasavyo ili kuweka H₂S kutoka kwenye kisima na kwa kuongeza kemikali kwenye matope ili kugeuza H₂S. Wafanyakazi wote wanapaswa kufundishwa kutambua uwepo wa H₂S na kuchukua hatua za kuzuia mara moja ili kupunguza uwezekano wa mfiduo wa sumu na milipuko.

Watu wanaojishughulisha na shughuli za uchunguzi na uzalishaji wanapaswa kuwa na vifaa vinavyofaa vya ulinzi wa kibinafsi ikiwa ni pamoja na:

• Kinga ya kichwa (kofia ngumu na laini zinazozuia hali ya hewa)
• Kinga (glavu zinazostahimili mafuta, glavu za kazi zisizo kuteleza, maboksi ya moto au mafuta inapohitajika)
• Kinga ya mikono (mikono mirefu au nguo zisizo na mafuta)
• Ulinzi wa miguu na miguu (buti zinazolindwa na hali ya hewa, zisizo na mafuta na vidole vya chuma na nyayo zisizo skid)
• Kinga ya macho na uso (glasi za usalama, miwani na ngao ya uso kwa kushughulikia asidi)
• Ulinzi wa ngozi dhidi ya joto na baridi (marashi ya kuzuia jua na barakoa za uso wa hali ya hewa ya baridi)
• Nguo zinazopinga hali ya hewa na hali ya hewa (mbuga, vifaa vya mvua)
• Inapohitajika, zana za kuzima moto, nguo zinazostahimili miali ya moto na aproni au suti zinazostahimili asidi.

Vyumba vya kudhibiti, vyumba vya kuishi na nafasi zingine kwenye majukwaa makubwa ya pwani kwa kawaida hushinikizwa ili kuzuia kuingia kwa angahewa hatari, kama vile gesi ya salfidi hidrojeni, ambayo inaweza kutolewa inapopenya au kwa dharura. Kinga ya upumuaji inaweza kuhitajika ikiwa shinikizo la tukio linashindwa, na wakati kuna uwezekano wa kufichuliwa na gesi zenye sumu (sulfidi hidrojeni), vipumuaji (nitrojeni, dioksidi kaboni), asidi (floridi hidrojeni) au uchafu mwingine wa anga wakati wa kufanya kazi nje ya maeneo yenye shinikizo. .

Wakati wa kufanya kazi karibu na visima vya shinikizo la joto / jotoardhi, glavu zilizowekwa maboksi na suti kamili za kinga ya joto na mvuke zilizo na hewa ya kupumua zinapaswa kuzingatiwa, kwani kugusa mvuke na mvuke wa moto kunaweza kusababisha kuchoma kwa ngozi na mapafu.

Viunga vya usalama na njia za kuokoa maisha zinapaswa kutumika wakati wa kutembea kwenye njia za miguu na magenge, hasa kwenye majukwaa ya pwani na katika hali mbaya ya hewa. Wakati wa kupanda rigs na derricks, harnesses na njia za maisha na counterweight masharti zinapaswa kutumika. Vikapu vya wafanyikazi, vinavyobeba wafanyikazi wanne au watano waliovaa vifaa vya kuelea vya kibinafsi, mara nyingi hutumiwa kuhamisha wafanyikazi kati ya boti na majukwaa ya nje ya pwani au vifaa vya kuchimba visima. Njia nyingine ya kuhamisha ni kwa "kamba za kubembea." Kamba zinazotumika kuzungusha kutoka kwenye boti hadi kwenye majukwaa huning’inizwa moja kwa moja juu ya ukingo wa kutua kwa mashua, huku zile za kutoka jukwaa hadi boti zining’inie futi 3 au 4 kutoka ukingo wa nje.

Kutoa vifaa vya kuosha kwa wafanyakazi na nguo na kufuata kanuni za usafi ni hatua za kimsingi za kudhibiti ugonjwa wa ngozi na magonjwa mengine ya ngozi. Inapohitajika, vituo vya dharura vya kuosha macho na mvua za usalama vinapaswa kuzingatiwa.

Hatua za ulinzi wa usalama

Mifumo ya kuzima kwa jukwaa la mafuta na gesi hutumia vifaa na wachunguzi mbalimbali ili kuchunguza uvujaji, moto, kupasuka na hali nyingine za hatari, kuamsha kengele na kuzima shughuli katika mlolongo uliopangwa, wa mantiki. Inapohitajika kwa sababu ya asili ya gesi au ghafi, mbinu za kupima zisizoharibu, kama vile ultrasonic, radiografia, chembe ya sumaku, ukaguzi wa rangi ya kioevu au ukaguzi wa kuona, inapaswa kutumika kubaini kiwango cha ulikaji wa bomba, mirija ya hita, vipodozi. na vyombo vinavyotumika katika uzalishaji na usindikaji wa mafuta yasiyosafishwa, condensate na gesi.

Vali za kufungia ndani ya uso na chini ya uso hulinda mitambo ya pwani, visima moja kwenye maji ya kina kirefu na majukwaa ya uchimbaji na uzalishaji wa maji ya kina kirefu ya bahari, na huwashwa kiotomatiki (au kwa mikono) katika tukio la moto, mabadiliko muhimu ya shinikizo; kushindwa kwa janga kwenye kichwa cha kisima au dharura nyingine. Pia hutumiwa kulinda visima vidogo vya sindano na visima vya kuinua gesi.

Ukaguzi na utunzaji wa korongo, winchi, ngoma, kamba ya waya na vifaa vinavyohusiana ni jambo muhimu la kuzingatia usalama katika uchimbaji. Kudondosha kamba ya bomba ndani ya kisima ni tukio kubwa, ambalo linaweza kusababisha upotevu wa kisima. Majeraha, na wakati mwingine vifo, vinaweza kutokea wakati wafanyikazi wanapigwa na kamba ya waya ambayo hukatika wakiwa chini ya mvutano. Uendeshaji salama wa kifaa cha kuchimba visima pia unategemea kazi za kuteka zinazoendeshwa vizuri, zilizodumishwa vizuri, na vichwa vya kichwa vilivyorekebishwa vizuri na mifumo ya breki. Unapofanya kazi kwenye ardhi, weka korongo umbali salama kutoka kwa waya za umeme.

Ushughulikiaji wa vilipuzi wakati wa shughuli za uchunguzi na uchimbaji unapaswa kuwa chini ya udhibiti wa mtu aliyehitimu mahsusi. Tahadhari kadhaa za usalama zinazopaswa kuzingatiwa wakati wa kutumia bunduki ya kutoboa ni pamoja na:

• Usipige kamwe au kuangusha bunduki iliyopakiwa, au kuangusha bomba au nyenzo nyingine kwenye bunduki iliyopakiwa.
• Futa mstari wa moto na uwaondoe wafanyikazi wasio wa lazima kutoka kwa sakafu ya kuchimba visima na sakafu iliyo chini huku bunduki ya kutoboa inapoteremshwa ndani na kutolewa kutoka kwa shimo la kisima.
• Dhibiti kazi juu au karibu na kisima wakati bunduki iko kwenye kisima.
• Zuia matumizi ya redio na uzuie kulehemu kwa arc huku bunduki ikiwa imeunganishwa kwenye kebo ili kuzuia kutokwa na msukumo wa umeme usiotarajiwa.

Mipango na uchimbaji wa maandalizi ya dharura ni muhimu kwa usalama wa wafanyikazi kwenye uchimbaji wa mafuta na gesi na mitambo ya uzalishaji na majukwaa ya pwani. Kila aina tofauti ya dharura inayoweza kutokea (km, moto au mlipuko, kutolewa kwa gesi inayoweza kuwaka au yenye sumu, hali ya hewa isiyo ya kawaida, mfanyikazi kupita kiasi, na hitaji la kuachana na jukwaa) inapaswa kutathminiwa na mipango mahususi ya kukabiliana na kutayarishwa. Wafanyikazi wanahitaji kufundishwa juu ya hatua sahihi za kuchukua wakati wa dharura, na kufahamu vifaa vya kutumika.

Usalama na uhai wa helikopta katika tukio la kuanguka ndani ya maji ni mambo muhimu ya kuzingatia kwa uendeshaji wa jukwaa la pwani na maandalizi ya dharura. Marubani na abiria wanapaswa kuvaa mikanda ya usalama na, inapohitajika, gia za kujiokoa wakati wa kukimbia. Vests za maisha zinapaswa kuvaliwa wakati wote, wakati wa kukimbia na wakati wa kuhamisha kutoka kwa helikopta hadi jukwaa au meli. Uangalifu wa uangalifu wa kuweka miili na vifaa chini ya njia ya blade ya rotor inahitajika wakati wa kuingia, kuondoka au kufanya kazi karibu na helikopta.

Mafunzo ya wafanyikazi wa pwani na nje ya nchi ni muhimu kwa operesheni salama. Wafanyakazi wanapaswa kuhitajika kuhudhuria mikutano ya usalama iliyopangwa mara kwa mara, inayojumuisha masomo ya lazima na mengine. Kanuni za kisheria zimetungwa na mashirika ya serikali, ikiwa ni pamoja na Utawala wa Usalama na Afya Kazini wa Marekani, Walinzi wa Pwani wa Marekani kwa ajili ya shughuli za nje ya bahari, na sheria zinazolingana na hizo nchini Uingereza, Norway na kwingineko, ambazo hudhibiti usalama na afya ya wafanyakazi wa uchunguzi na uzalishaji, nchi kavu na nje ya nchi. Kanuni ya Utendaji ya Shirika la Kazi Duniani Usalama na Afya katika Ujenzi wa Ufungaji Usiobadilika wa Offshore katika Sekta ya Petroli (1982) hutoa mwongozo katika eneo hili. Taasisi ya Petroli ya Marekani ina idadi ya viwango na mbinu zinazopendekezwa zinazohusu usalama na afya zinazohusiana na shughuli za uchunguzi na uzalishaji.

Hatua za ulinzi na kuzuia moto

Uzuiaji na ulinzi wa moto, haswa kwenye vifaa vya kuchimba visima vya pwani na majukwaa ya uzalishaji, ni jambo muhimu katika usalama wa wafanyikazi na shughuli zinazoendelea. Wafanyakazi wanapaswa kufundishwa na kuelimishwa kutambua pembetatu ya moto, kama ilivyojadiliwa katika Moto sura, kama inavyotumika kwa vimiminika vya hidrokaboni vinavyoweza kuwaka na kuwaka, gesi na mivuke na hatari zinazoweza kutokea za moto na milipuko. Ufahamu wa kuzuia moto ni muhimu na unajumuisha ujuzi wa vyanzo vya kuwasha kama vile kulehemu, miali ya moto wazi, joto la juu, nishati ya umeme, cheche tuli, vilipuzi, vioksidishaji na vifaa visivyooana.

Mifumo yote miwili tulivu na inayofanya kazi ya ulinzi wa moto hutumiwa ufukweni na baharini.

• Mifumo ya passiv ni pamoja na kuzuia moto, mpangilio na nafasi, muundo wa vifaa, uainishaji wa umeme na mifereji ya maji.
• Vigunduzi na vitambuzi vimesakinishwa ambavyo huwasha kengele, na vinaweza pia kuwasha mifumo ya ulinzi otomatiki, inapotambua joto, mwali, moshi, gesi au mivuke.
• Ulinzi wa moto unaofanya kazi ni pamoja na mifumo ya maji ya moto, usambazaji wa maji ya moto, pampu, mifereji ya maji, hoses na mifumo ya kunyunyiza ya kudumu; mifumo ya kiotomatiki ya kemikali kavu na vizima moto vya mwongozo; mifumo ya haloni na dioksidi kaboni kwa maeneo yaliyofungwa au yaliyofungwa kama vile vyumba vya kudhibiti, vyumba vya kompyuta na maabara; na mifumo ya maji ya povu.

Wafanyakazi ambao wanatarajiwa kupambana na moto, kutoka kwa moto mdogo katika hatua za mwanzo hadi moto mkubwa katika maeneo yaliyofungwa, kama vile kwenye majukwaa ya nje ya pwani, lazima wapewe mafunzo na vifaa vinavyofaa. Wafanyakazi waliopewa kazi kama viongozi wa kikosi cha zima moto na makamanda wa matukio wanahitaji uwezo wa uongozi na mafunzo maalum ya ziada katika mbinu za juu za kuzima moto na kudhibiti moto.

Kulinda mazingira

Vyanzo vikuu vya uchafuzi wa hewa, maji na ardhi katika uzalishaji wa mafuta na gesi asilia ni kutokana na umwagikaji wa mafuta au uvujaji wa gesi ardhini au baharini, salfidi ya hidrojeni iliyopo kwenye mafuta na gesi kutoroka angani, kemikali hatari zinazopatikana katika kuchimba matope na kuchafua maji au ardhi. na bidhaa za mwako za moto wa visima vya mafuta. Madhara yanayoweza kutokea kwa afya ya umma ya kuvuta pumzi ya chembechembe za moshi kutoka kwa moto mkubwa wa mafuta yamekuwa ya wasiwasi mkubwa tangu moto wa visima vya mafuta uliotokea Kuwait wakati wa Vita vya Ghuba ya Uajemi mnamo 1991.

Udhibiti wa uchafuzi kwa kawaida hujumuisha:

• Vitenganishi vya API na vifaa vingine vya kutibu taka na maji
• Udhibiti wa kumwagika, ikiwa ni pamoja na booms kwa kumwagika juu ya maji
• Vizuizi vya kumwagika, mitaro na mifereji ya maji ili kudhibiti umwagikaji wa mafuta na kuelekeza maji yenye mafuta kwenye vituo vya matibabu.

Muundo wa mtawanyiko wa gesi unafanywa ili kubaini eneo linalowezekana ambalo lingeathiriwa na wingu la kutoroka kwa gesi yenye sumu au inayoweza kuwaka au mvuke. Masomo ya jedwali la maji chini ya ardhi yanafanywa ili kuonyesha kiwango cha juu zaidi cha uchafuzi wa maji ikiwa uchafuzi wa mafuta utatokea.

Wafanyakazi wanapaswa kufundishwa na kuhitimu kutoa majibu ya huduma ya kwanza ili kupatanisha umwagikaji na uvujaji. Wakandarasi wanaobobea katika urekebishaji wa uchafuzi kwa kawaida hujishughulisha na kudhibiti majibu makubwa ya kumwagika na miradi ya kurekebisha.

Back

Mnamo 1993, uzalishaji wa umeme ulimwenguni kote ulikuwa saa za kilowati trilioni 12.3 (Umoja wa Mataifa 1995). (Saa ya kilowati ni kiasi cha umeme kinachohitajika kuwasha balbu kumi za watt 100 kwa saa 1.) Mtu anaweza kuhukumu ukubwa wa jitihada hii kwa kuzingatia data kutoka Marekani, ambayo peke yake ilizalisha 25% ya jumla ya nishati. Sekta ya matumizi ya umeme ya Marekani, mchanganyiko wa mashirika ya umma na ya kibinafsi, ilizalisha saa za kilowati trilioni 3.1 mwaka wa 1993, kwa kutumia zaidi ya vitengo 10,000 vya kuzalisha (Idara ya Nishati ya Marekani 1995). Sehemu ya sekta hii ambayo inamilikiwa na wawekezaji binafsi huajiri watu 430,000 katika uendeshaji na matengenezo ya umeme, na mapato ya dola za Marekani bilioni 200 kila mwaka.

Umeme huzalishwa katika mitambo inayotumia mafuta ya kisukuku (petroli, gesi asilia au makaa ya mawe) au kutumia nishati ya nyuklia au nishati ya maji. Mnamo 1990, kwa mfano, 75% ya nguvu za umeme za Ufaransa zilitoka kwa vituo vya nguvu vya nyuklia. Mnamo 1993, 62% ya umeme unaozalishwa ulimwenguni ulitoka kwa nishati ya kisukuku, 19% kutoka kwa nguvu ya maji, na 18% kutoka kwa nishati ya nyuklia. Vyanzo vingine vya nishati vinavyoweza kutumika tena kama vile upepo, jua, jotoardhi au biomasi huchangia sehemu ndogo tu ya uzalishaji wa umeme duniani. Kutoka kwa vituo vya kuzalisha, umeme hupitishwa kupitia mitandao iliyounganishwa au gridi hadi mifumo ya usambazaji ya ndani na kupitia kwa watumiaji.

Wafanyakazi wanaofanya haya yote yawezekane huwa hasa wanaume na wana kiwango cha juu cha ujuzi wa kiufundi na ujuzi wa "mfumo". Majukumu ambayo wafanyakazi hawa hufanya ni tofauti kabisa, yana vipengele vinavyofanana na ujenzi, utengenezaji, ushughulikiaji wa vifaa, usafirishaji na tasnia ya mawasiliano. Nakala chache zifuatazo zinaelezea baadhi ya shughuli hizi kwa undani. Makala kuhusu viwango vya matengenezo ya umeme na masuala ya mazingira pia yanaangazia mipango mikuu ya udhibiti wa serikali ya Marekani inayoathiri sekta ya matumizi ya umeme.

Back

Wanadamu walijifunza kutumia nishati ya maji ya bomba milenia nyingi zilizopita. Kwa zaidi ya karne moja, umeme umetolewa kwa kutumia nguvu za maji. Watu wengi huhusisha matumizi ya nishati ya maji na uwekaji mabwawa wa mito, lakini nishati ya umeme wa maji inaweza pia kuzalishwa kwa kutumia mawimbi.

Operesheni za uzalishaji wa umeme wa maji hupitia eneo kubwa na hali ya hewa nyingi, kutoka kwa barafu ya Aktiki hadi msitu wa mvua wa Ikweta. Eneo la kijiografia la kiwanda cha kuzalisha litaathiri hali ya hatari inayoweza kuwepo, kwa kuwa hatari za kazi kama vile wadudu na wanyama wakali, au hata mimea yenye sumu, zitatofautiana kutoka eneo hadi eneo.

Kituo cha kuzalisha haidrojeni kwa ujumla huwa na a bwawa ambayo hunasa kiasi kikubwa cha maji, a njia ya kumwagika ambayo hutoa maji ya ziada kwa mtindo unaodhibitiwa na a nguvu. Dykes na miundo mingine ya kuzuia na kudhibiti maji inaweza pia kuwa sehemu ya kituo cha nguvu za maji, ingawa hazihusiki moja kwa moja katika kuzalisha umeme. Nguvu ina mikondo ya kupitishia maji ambayo huelekeza maji kupitia turbine ambazo hubadilisha mtiririko wa maji kuwa mtiririko unaozunguka. Maji yataanguka kupitia vile vya turbine au vinginevyo yatatiririka kwa mlalo kupitia kwao. Turbine na jenereta zimeunganishwa kwa kila mmoja. Kwa hivyo, mzunguko wa turbine husababisha mzunguko wa rotor ya jenereta.

Uwezo wa nguvu za umeme kutoka kwa mtiririko wa maji ni bidhaa ya wingi wa maji, urefu ambao huanguka na kuongeza kasi ya mvuto. Misa ni kazi ya kiasi cha maji kinachopatikana na kiwango cha mtiririko wake. Muundo wa kituo cha nguvu utaamua urefu wa maji. Miundo mingi huchota maji kutoka karibu na sehemu ya juu ya bwawa na kisha kuyamwaga chini kwenye mto uliopo chini ya mto. Hii huongeza urefu huku ikidumisha mtiririko unaofaa na unaoweza kudhibitiwa.

Katika vituo vingi vya kisasa vya kuzalisha umeme wa maji, turbogenerators huelekezwa kwa wima. Hizi ni miundo inayojulikana inayojitokeza juu ya sakafu kuu katika vituo hivi. Hata hivyo, karibu muundo wote iko chini ya kile kinachoonekana kwenye ngazi kuu ya sakafu. Hii inajumuisha shimo la jenereta, na chini ya shimo la turbine na bomba la ulaji na kutokwa. Miundo hii na njia za kuelekeza maji huingizwa mara kwa mara.

Katika vituo vya mavuno ya zamani, turbogenerator inaelekezwa kwa usawa. Shaft kutoka kwa turbine hutoka kwenye ukuta hadi kwenye nyumba ya nguvu, ambapo inaunganisha kwa jenereta. Jenereta inafanana na motor kubwa sana, ya zamani, ya wazi ya umeme. Kwa ushuhuda wa kubuni na ubora wa ujenzi wa vifaa hivi, baadhi ya vifaa vya kugeuka kwa karne bado vinafanya kazi. Baadhi ya stesheni za kisasa zinajumuisha matoleo yaliyosasishwa ya miundo ya vituo vya zamani. Katika vituo hivyo, njia ya maji inazunguka kabisa turbogenerator na kuingia hupatikana kwa njia ya casing ya tubular ambayo inapita kupitia njia ya maji.

Sehemu ya sumaku huhifadhiwa kwenye vilima vya rotor kwenye jenereta. Nguvu za uga huu hutolewa na benki za betri za nickel cadmium zilizojaa asidi ya risasi au caustic. Mwendo wa rotor na uwanja wa sumaku uliopo katika vilima vyake husababisha uwanja wa umeme kwenye vilima vya stator. Sehemu ya sumakuumeme inayosababishwa hutoa nishati ya umeme ambayo hutolewa kwa gridi ya umeme. Voltage ya umeme ni shinikizo la umeme linalotokana na maji yanayotiririka. Ili kudumisha shinikizo la umeme-yaani, voltage-katika ngazi ya mara kwa mara inahitaji kubadilisha mtiririko wa maji kwenye turbine. Hili litafanywa kadiri mahitaji au masharti yatakavyobadilika.

Mtiririko wa umeme unaweza kusababisha arcing umeme, kama kwa mfano, katika mkutano exciter katika rotor. Arcing umeme inaweza kuzalisha ozoni, ambayo, hata katika viwango vya chini inaweza kuathiri vibaya mpira katika hose moto na vifaa vingine.

Jenereta za umeme wa maji huzalisha mikondo ya juu sana na voltages ya juu. Wafanyabiashara kutoka kwa jenereta huunganisha kwenye kibadilishaji cha kitengo na kutoka kwa hili hadi kwenye kibadilishaji cha nguvu. Transformer ya nguvu huongeza voltage na inapunguza sasa kwa maambukizi kwa umbali mrefu. Sasa ya chini hupunguza upotezaji wa nishati kwa sababu ya kupokanzwa wakati wa usambazaji. Mifumo mingine hutumia gesi ya sulfuri hexafluoride badala ya mafuta ya kawaida kama kizio. Uwekaji wa umeme unaweza kutoa bidhaa za uharibifu ambazo zinaweza kuwa hatari zaidi kuliko hexafluoride ya sulfuri.

Mizunguko ya umeme ni pamoja na wavunjaji ambao wanaweza kukata jenereta kwa kasi na bila kutabirika kutoka kwa gridi ya nguvu. Baadhi ya vitengo hutumia mlipuko wa hewa iliyobanwa ili kuvunja muunganisho. Kitengo kama hicho kinapoingia, kitatoa kiwango cha juu sana cha kelele ya msukumo.

Utawala na Uendeshaji wa Kituo

Watu wengi wanafahamu masuala ya utawala na uendeshaji wa kituo cha uzalishaji wa maji, ambayo kwa ujumla huunda wasifu wa umma wa shirika. Utawala wa mitambo ya kuzalisha umeme unatafuta kuhakikisha kuwa mtambo huo unatoa huduma ya uhakika. Utawala unajumuisha wafanyikazi wa ofisi wanaohusika katika shughuli za biashara na kiufundi, na usimamizi. Wafanyikazi wa shughuli za kituo ni pamoja na wasimamizi wa mitambo na wasimamizi, na waendeshaji mchakato.

Uzalishaji wa haidrojeni ni shughuli ya mchakato lakini tofauti na shughuli zingine za mchakato, kama zile za tasnia ya kemikali, vituo vingi vya kuongeza hidrojeni havina wafanyikazi wanaoendesha. Vifaa vya kuzalisha vinaendeshwa na udhibiti wa kijijini, wakati mwingine kutoka kwa umbali mrefu. Takriban shughuli zote za kazi hutokea wakati wa matengenezo, ukarabati, urekebishaji na uboreshaji wa mitambo na vifaa. Njia hii ya utendakazi inadai mifumo madhubuti ambayo inaweza kuhamisha udhibiti kutoka kwa uzalishaji wa nishati hadi matengenezo ili kuzuia kuanza kusikotarajiwa.

Hatari na muundo wa usimamizi

Huduma za umeme zinasimamiwa jadi kama mashirika ya "chini-juu". Hiyo ni, muundo wa shirika umetoa jadi njia ya uhamaji wa juu ambayo huanza na nafasi za ngazi ya kuingia na kusababisha usimamizi mkuu. Ni watu wachache wanaoingia kwenye shirika kwa upande. Hii ina maana kwamba usimamizi na usimamizi katika shirika la nishati kuna uwezekano kuwa wamepata hali ya kufanya kazi sawa na watu ambao kwa sasa wanashikilia nafasi za kuingia. Muundo kama huo wa shirika unaweza kuwa na athari kuhusiana na mfiduo wa wafanyikazi kwa mawakala hatari, haswa wale ambao wana athari sugu. Kwa mfano, fikiria kelele. Wafanyikazi ambao kwa sasa wanahudumu katika nyadhifa za usimamizi wangeweza wenyewe kupata hasara kubwa ya kusikia walipoajiriwa katika kazi ambazo zilikuwa na kelele za kazini. Upotevu wao wa kusikia unaweza kwenda bila kutambuliwa katika programu za upimaji wa sauti za kampuni, kwa kuwa programu kama hizo kwa ujumla hujumuisha wale tu wafanyikazi ambao kwa sasa wanakabiliwa na viwango vya juu vya kelele kazini.

Matengenezo ya Vifaa vya Kuzalisha

Matengenezo ya vifaa vya kuzalisha hugawanya katika aina mbili kuu za shughuli: matengenezo ya umeme na matengenezo ya mitambo. Ingawa aina zote mbili za kazi zinaweza kutokea kwa wakati mmoja na kando, ujuzi na kazi zinazohitajika kufanya hizi ni tofauti kabisa.

Matengenezo yanaweza kulazimisha kuzima na kubomoa kitengo. Mtiririko wa maji kwenye ulaji unadhibitiwa na lango kuu. Headgates ni miundo ya chuma ambayo hupunguzwa kwenye njia ya ulaji ili kuzuia mtiririko wa maji. Kuzuia mtiririko huruhusu maji kukimbia kutoka kwa njia za ndani. Kiwango cha maji tulivu kwenye bomba kutoka kwa turbine (tube ya rasimu) iko chini ya kiwango cha kipochi cha kusogeza na vile vya kiendesha turbine. Hii inaruhusu ufikiaji wa miundo hii. Kipochi cha kusongesha ni muundo uliopinda, wenye umbo la ond ambao unaelekeza mtiririko wa maji kuzunguka kiendesha turbine kwa njia inayofanana. Maji hupita kutoka kwa kipochi cha kusogeza kupitia vani za mwongozo zinazotiririka moja kwa moja, na vani zinazohamishika (milango ya wiketi) ambazo hudhibiti sauti.

Inapohitajika, jenereta na turbine zinaweza kuondolewa kutoka kwa maeneo yao ya kawaida na kuwekwa kwenye sakafu kuu ya nguvu. Kuondolewa kunaweza kuwa muhimu kwa urekebishaji au upunguzaji wa mafuta na ukarabati na uingizwaji wa vilima, fani, breki au mifumo ya majimaji.

Wakati mwingine vile vile vya mkimbiaji, pamoja na lango la wiketi, vifuniko vya mwongozo na miundo ya kuendesha maji kwenye sanduku la kusongesha na bomba la rasimu, huendeleza uharibifu kutoka kwa cavitation. Cavitation hutokea wakati shinikizo katika maji huanguka chini ya shinikizo la mvuke wake. Hili linapotokea, mapovu ya gesi huunda na mtikisiko unaosababishwa na vipovu hivi humomonyoa nyenzo ambazo maji hugusa. Inaweza kuwa muhimu kutengeneza vifaa vilivyoharibiwa kwa kulehemu, au kwa kutengeneza na kurejesha nyuso za chuma na saruji.

Miundo ya chuma inaweza pia kuhitaji kukarabati na kupakwa upya ikiwa imeharibika.

Hatari

Kuna aina mbalimbali za hatari zinazohusiana na uzalishaji wa nishati ya umeme wa maji. Baadhi ya hatari hizi hushirikiwa na wafanyikazi wote wanaofanya kazi katika tasnia, wakati zingine zinazuiliwa kwa wale wanaohusika katika shughuli za matengenezo ya umeme au mitambo. Hatari nyingi zinazoweza kutokea zimefupishwa katika jedwali la 1 na jedwali la 2, ambalo pia linatoa muhtasari wa tahadhari.

Jedwali 1. Kudhibiti mfiduo wa hatari zilizochaguliwa za kemikali na kibaolojia katika uzalishaji wa umeme wa maji

Jedwali 2. Kudhibiti mfiduo wa hatari zilizochaguliwa za kemikali na kibaolojia katika uzalishaji wa umeme wa maji

Athari za Mazingira

Uzalishaji wa umeme wa maji umekuzwa kuwa rafiki wa mazingira. Bila shaka, inatoa faida kubwa kwa jamii kupitia utoaji wa nishati na uimarishaji wa mtiririko wa maji. Lakini kizazi kama hicho cha nishati hakiji bila gharama ya mazingira, ambayo katika miaka ya hivi karibuni imepokea kutambuliwa zaidi na umakini wa umma. Kwa mfano, sasa inajulikana kuwa mafuriko ya maeneo makubwa ya dunia na miamba kwa maji yenye asidi husababisha kuvuja kwa metali kutoka kwa nyenzo hizi. Mrundikano wa kibayolojia wa zebaki umepatikana katika samaki ambao wamevuliwa kwenye maji kutoka maeneo hayo yaliyofurika.

Mafuriko pia hubadilisha mifumo ya mtikisiko katika maji na vile vile kiwango cha oksijeni. Yote haya yanaweza kuwa na madhara makubwa ya kiikolojia. Kwa mfano, samaki wanaokimbia wametoweka kwenye mito yenye mabwawa. Upotevu huu umetokea, kwa sehemu, kwa sababu samaki hawawezi kupata au kuvuka njia ya kiwango cha juu cha maji. Kwa kuongezea, maji yamekuja kufanana na ziwa zaidi ya mto, na maji tulivu ya ziwa hayaendani na salmoni.

Mafuriko pia huharibu makazi ya samaki na yanaweza kuharibu maeneo ya kuzaliana kwa wadudu, ambayo samaki na viumbe vingine hutegemea kwa ajili ya lishe. Katika baadhi ya matukio, mafuriko yameharibu mashamba yenye tija ya kilimo na misitu. Mafuriko ya maeneo makubwa pia yameibua wasiwasi kuhusu mabadiliko ya hali ya hewa na mabadiliko mengine katika usawa wa ikolojia. Kuzuiwa kwa maji safi ambayo yalikuwa yamekusudiwa kutiririka ndani ya maji ya chumvi pia kumezua wasiwasi kuhusu mabadiliko ya chumvi.

Back