أمثلة أنظمة الوقاية الإشعاعية وحماية البيئة لمحطة متنقلة لتنظيف المعدات الملوثة بالمواد المشعة الطبيعية في حقول النفط

Abstract

تعد صناعة النفط والغاز إحدى الصناعات التي يتعرض العاملون فيها لخطر المواد المشعة ترافق المواد المشعة )Naturally Occurring Radioactive Materials) NORM الطبيعية الطبيعية النفط المستخرج من باطن الأرض، لتتوضع على الجدران الداخلية للأنابيب ومستودعات فصل النفط أو خزنه على شكل رواسب حرشفية أو كدارة. ويعود تكون هذه التوضعات إلى عوامل فيزيائية تغيرات في درجة الحرارة والضغط وكيميائية خلال مراحل فصل السوائل النفط والماء المرافق له تؤدي إلى خفض انحلالية الأيونات لدى وصولها إلى سطحالأرض فتتبلور بذلك أملاح عديدة، مثل كبريتات أو كربونات الباريوم والسترونسيوم. وبسبب تشابه الخواص الكيميائية للراديوم والكالسيوم والباريوم والسترونسيوم فإنها تترسب معاً، مشاركة في تكوين أملاح الكربونات أو الكبريتات المركبة، التي تتراكم على هيئة رواسب في الأنابيب والمعدات فوق سطح الأرض. هذا وتتعلق كمية الرواسب المتراكمة بعدة عوامل، منها معدل الضخ وزمن وصول الماء المرافق أو المنتج من الحوض النفطي إلى سطح الأرض، وبنية الحوض الجيولوجية، وطبيعة مياه الحقن المستخدمه في رفع الضغط في الأحواض النفطيه. درست ظاهرة تكون الرواسب كثير من قبل الكثير، لما تسببه من خفض في فعالية عمل المعدات، نتيجة تراكم والتصاق الرواسب بها، مما يدعو إلى تنظيفها بين الفينة والأخرى، وهذا ليس بالأمر السهل، ولقد جرى استخدام طرائق كيميائية وفيزيائية عديدة للحيلولة دون تكون هذه الرواسب. سعت العديد من الدول ومن بينها سورية إلى إنشاء وتشغيل محطات لتنظيف المعدات النفطية والتي تعتمد بشكل رئيسي على استخدام الماء المضغوط، وتعد محطة إزالة الراواسب الحرشفيه في حقل العمر بدير الزور والتي تقوم هيئة الطاقة الذريه بتشغيلها منذ العام 2000 أولى المحطات في منطقة الشرق الأوسط. تنقل المعدات والأنابيب الملوثة من أماكن تواجدها في الحقول إلى موقع محطة إزلة الرواسب الحرشفيه لتنظيفها وإعادتها للخدمة أو الاستفادة منها كمادة خام في معامل الحديد. (8)ظهر في الآونة الأخيرة حاجة لدى عدد من شركات النفط التي تستخرج النفط من مناطق شاسعة تقضي بضرورة تنظيف كمية محددة من المعدات والأنابيب دون الحاجة إلى نقلها من مسافات بعيدة إلى موقع المحطة الثابتة، ناهيك عن موضوع مسؤولية التخلص من النفايات الناتجة عن عملية التنظيف، والتي يجب أن تتحملها الشركة صاحبة المعدات الملوثة ويصعب تمييزها في منشأة كبيرة ثابتة لدى تنظيف معدات وأنابيب من شركات مختلفة.ولهذا، هدف العمل الحالي إلى دراسة إمكانية إنشاء محطة متنقلة صغيرة الحجم للقيام بمثل هذا الدور مع التركيز في الدراسة الحالية بشكل كبير على أمثلة أنظمة الوقاية الإشعاعية والبيئية الواجب توافرها في مثل هذا النوع من المحطات. جرى في البحث الحالي وضع مقترح تصميمي لمحطة متنقلة لإزالة الرواسب الحرشفية عن المعدات النفطية تتألف المحطة المنتقلة من عدة وحدات معدنية حاويات معدنية - ISO containers بطول 13.5 أعظمياً سهلة النقل والتركيب. درست الأخطار الإشعاعية المرافقة لعمل المحطة المقترحة أثناء التشغيل الروتيني وفي حالات الحوادث كما جرى وضع برنامج للوقاية الإشعاعية وخطة للطوارئ. من جهة أخرى، جرى أيضاً تقييم إطلاقات المحطة المختلفة للبيئة المجاورة ودرست الآثار البيئية المحتملة الناجمة عن عمليات إنشاء المحطة وتشغيلها والحالات الطارئة. أظهرت نتائج تحليل المخاطر الإشعاعية احتمال ونوع أربع حوادث رئيسية يرافقها تعرض إشعاعي وهي : خسارة الكدارة من خزانات ترقيد الرواسب الحرشفية حيث تبين أن أعظم قيمة للجرعة الإشعاعية التي يمكن أن يتلقاها العاملين هي ( 21.3 * 10 ^ - 6 وأحد أفراد الجمهور -( 2.4 * 10 ^ - 9 سقوط حزمة من الأنابيب الملوثة بالمواد المشعة الطبيعية على الأرض وانتشار التلوث في المكان، حيث بلغت الجرعة المتوقع تلقيها من قبل العاملين قرابة 1.07 * 10 ^ - 7

(S) والجمهور قرابة ( 3.6 * 10 10. حالات فشل نظام التهوية في وحدات المحطة وتم تمييز حالتين: الحالة الأولى وهي فشل نظام السحب حيث بلغت الجرعة المتوقعة للعاملين ( ( 12.95 * 10 ^ - 6 وللجمهور . (6 * 10 ^ - 11 * Sv) أما الحالة الثانية فكانت حدوث مشكلة في فلاتر الهواء مما يؤدي إلى جرعة إشعاعية للعاملين حوالي ( ( 1.9 * 10 ^ - 3 والجمهور ( 4.4 * 10 ^ - 9 (Sv الخطورة الناتجة عن حصول خطأ في الاحتواء في مخزن النفايات تم تمييز حالتين: الأولى وهي انتشار التلوث الإشعاعي نتيجة وقوع برميل نفايات مشعة تؤدي إلى جرعة إشعاعية للعامل قدرها (4.4 * 10 ^ - 7 * Sv) والجمهور (أما الحالة الثانية فهي تحطم طائرة فوق مخزن النفايات مما قد يؤدي إلى فقدان محتويات المخزن و خزانات الترقيد بالكامل مترافق بحدوث حريق وهذا يؤدي إلى جرعة إشعاعية للجمهور *( 1.5 * 10 ^ - 9 (1.36 * 10 ^ - 6) وقدرها ومن جهة أخرى، جرى تقييم الآثار البيئة لمشروع إنشاء وتشغيل المحطة المتنقلة لثلاث مراحل وهي: خزن المعدات الملوثة بالمواد المشعة الطبيعية تركيب وإنشاء محطة إزالة التلوث تشغيل المحطة دلت نتائج التقييم أن مجمل تأثيرات الفعاليات المتبعة في المحطة على البيئة من الناحية السلبية مهملة، بالمقابل كان للمحطة المقترحه أثر إيجابي أكبر في حماية البيئة و العمال الجمهور أو كفائده اقتصادية وفرتها المحطة المقترحة كونها متنقلة وصغيرة الحجم مما يؤدي إلى خفض في كلفة عمليات التنظيف.