硫化氢防护与处理.ppt

硫化氢防护与处理,2003.12.23,开县特大井喷事故 2003、12、23日22点 事故损失特别惨烈，死亡人员之多（243人），遇难家庭190户，10175人入院观察治疗，约6万人星夜逃离家园，经济损失之大（4个亿），政治影响之坏，社会反映之强烈，是钻探史之最，是空前绝后的事故。,官兵为遇害者整理衣服,两名儿童的眼睛被有毒气体伤害,产生溢流到井喷的直接原因,（1）有关人员对罗家16H井这一天然气水平井的特高出气量预测不足； （2）目前高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟； （3）起钻与钻井液循环时间严重不够； （4）起钻过程中存在违章操作，钻井液灌注不符合规定； （5）未能及时发现溢流征兆。,井喷失控的直接原因,12月21日下钻的钻具组合中，有关人员去掉回压阀，违犯了“罗家16H井钻开油气层现场办公会要求”的明文规定，是导致井喷失控的直接原因。 （在出事这趟下钻时，更换了无线随钻测斜仪，仪器操作者认为不需要安装回压阀，是不懂不知回压阀在钻井安全中的重要性）,罗家16H经现场办公会文件,事故扩大的直接原因,在钻井队负有现场安全责任的钻井监督没有在最短的时间内安排放喷点火，失去了控制有害气体扩散的有利时机。 其后钻井二公司、川东钻探公司对本井是否应该采取点火措施制止硫化氢气体扩散的问题上，未能尽快做出果断的决策和明确的指令。,警示 第一如果付司钻不脱岗，就不会发生漏灌钻井液。 第二如果录井员不脱岗，就会早期发现井涌预兆。 第三如果不是应付安全检查，就会利用压缩空气呼吸器在发生井涌、井喷无失控时采取压井措施。(12.21本队的压缩空气呼吸器被H11井钻井队为应付四川石油管理局原局长陈应泉的检查而借走) 第四如果早有应急预案并经过预练，就不会发生井喷后忙乱中不采取措施而只知道井队人员撤退。,第五如果早有HSE管理中的变更管理程序，就不会发生王建东、宋涛和钻井监督违章拆掉回压凡尔，直接造成井喷失控，243人死亡，马富才引咎辞职。 第六如果我们的标准中有点火的批准程序，就不会发生川钻12队钻井队队长吴斌和钻井二公司经理李旭阳在发生井喷失控2小时后的点火方案被川东副总经理吴华一口否定。 第七如果吴华不一意孤行，就不会延误点火时间，起码243人死亡人数可以减少若干人。,第八如果四川石油管理局川东钻井公司不在三年前为压缩编制撤销钻井队专职安全员，就不会发生因过滤式呼吸器失效而造成钻井监督和井队生活员2人的死亡。 第九如果钻井队与地方有联防的应急预案，就不会造成撤退混乱，多人死亡。 第十如果16H井严格按照HSEMS办事，搞好地质设计和工程设计，就不会发生此事故。,影响： 1、给工业安全生产敲响了警钟 2、引咎辞职制度从口号变为现实 3、一把手的安全责任真正得到了体现 4、行业标准的修改完善 5、思想重视程度达到了前所未有的程度,深思： 1、基层工作未得到落实 罗家16H是一口国家重点工程科研项目水平井，已知是一个高含硫气井。从川东钻探公司到第二钻井公司没有组成一个组织或指定专人对此井负责，从挂牌上发现有一名钻探公司副经理是该井的安全承包人，也基本不到位，造成失控现象。,2、基本功差 按理2003年3月由四川石油局命名的金牌井队，应该是一个训练有素的钻井队，但从调查情况看，相当一部分井队人员没有经过井控和防硫化氢的培训，甚至有的副司钻都没有井控证。这样的队伍，这样的人员，钻这样的复杂井，必然会出这样的事故。,防范措施与改进建议,（一）切实加强技术管理，把确保硫化氢天然气井钻井的安全生产放到首位 1、进一步宣贯国家有关安全生产的法律、法规和标准。 2、恢复和建立健全安全组织机构，加强安全监督力度 。 （二）高含硫高产气田的有关技术标准应进行修订 （三）建议开展高含硫高气量天然气水平井钻井工艺中有关科研课题的攻关,如果你没有采取正确的预防措施 如果你没有遵循正确的程序 如果你没有使用正确的呼吸设备 如果正确的监视设备没有被留意观察,你可能成为无形杀手的下一个牺牲品,你所学的将挽救你的生命,培训目的：帮助那些在有硫化氢或硫化氢侵入的环境区域内的工作人员，指明其可能存在、扩散的场所，在气体扩散的紧急情况下，怎样进行自救。,在我国，硫化氢中毒占职业性急性中毒的第二位，仅次于一氧化碳中毒,人员培训的要求,对于有可能接触到硫化氢生产的作业者，应该告知包括雇员、服务公司和承包商在内的所有人员，说明在他们的工作中可能遇到硫化氢浓度超过10ppm和二氧化硫浓度超过20ppm的可能性。 在硫化氢或二氧化硫的浓度可能超过作用级别的地区中工作的所有人员，都宜在其进行工作之前得到硫化氢防护知识的培训。,最低限度的培训,硫化氢及二氧化硫的危害性，特征和特性。 硫化氢及二氧化硫的来源。 在工地上正确使用探测仪探测硫化氢及二氧化硫浓度的方法。 在工地上，对硫化氢及二氧化硫探测系统发出的警告信号的辨认和正确响应。 硫化氢暴露的征兆；二氧化硫暴露的征兆。 对暴露于硫化氢及二氧化硫的受害者的救援技术和急救。 在有硫化氢及二氧化硫的大气下工作使用的呼吸设备的正确使用和保养，按合适的理论和操作实践熟练演示。,最低限度的培训,h. 为了保护作业人员不受硫化氢和二氧化硫的危害，已建立起工作场所实际操作和有关维护的程序； 知道风向及出口路线。 j. 有限空间和封闭设施的进入程序（如果适用的话） k. 已为设施或作业所建立的应急响应程序。 l. 安全设备的存放位置及应用。 m. 应急集合区的位置。,培训来访者和其他非定期派遣的人员,在进入一个可能有危险的地区之前，应向来访者和其它非定期派遣的人员简单介绍有关出口路线、紧急集合位置、适用的警报信号和在紧急情况下如何响应的方法，需要时还包括个人防护性设备培训。在介绍了应急行动和撤离程序后，只有在受过培训的人员在场时才可以允许这些人员进入潜在危险区。在紧急情况下，应该立即撤离这些人员。,硫化氢的防护与处理,1、硫化氢气体的性质和危害 2、硫化氢的腐蚀特征及影响因素 3、防硫化氢安全设施的基本配置 4、空气呼吸装备及硫化氢检测系统 5、钻井、试油、修井过程中硫化氢的防护 6、含硫化氢气体地区作业应急预案 7、公共区的撤离 8、硫化氢中毒途径及现场急救,第一单元 硫化氢气体的危害,目前，我国已开发的油田不同程度地含有硫化氢气体，甚至有的油田含量极高。如四川石油管理局含硫化氢气田约占已开发气田的78.6，其中卧龙河气田含硫化氢高达10（体积比），华北油田晋县赵兰庄硫化氢气田，硫化氢含量高达92。,赵48井井喷事故分析,1993年9月28日15时，位于河北省石家庄市附近赵县的华北油田一口预探井，在试油射孔作业中发生井喷，地层中大量硫化氢气体随着喷出井口，毒气扩散面积达l0个乡镇80余个村庄。这起事故造成7人死亡，中等中毒24人，轻度中毒440余人。当地附近村民226万人被紧急疏散。,赵48井井喷事故分析,这口井在赵县各子乡宋城村北约700米处，编号为赵48井，该井在钻探中见到良好的含油显示，为搞清地下情况，决定对该井逐层进行试油。担负作业的是华北石油管理局井下作业公司试油3大队作业20队。,赵48井井喷事故分析,28日下午，由华北油田井下作业公司物理站射孔一队对该油井进行射孔，l0分钟后引爆射孔弹。在开始上提电缆时，井口发生外溢，外溢量逐渐增大，溢出的水中有气泡。当电缆全部从井提出后，作业队副队长李某立即带领当班的5名工人抢装事先备好的总闸门。在准备关闭套管闸门时，因有硫化氢气体随同压井液、轻质油及天然气一同喷出，使现场一名工人中毒昏迷。其他人员迅速将这名工人抬离现场，当其他人再想返回时，终因喷出的硫化气浓度加大，工人们不得不从井口撤离。,赵48井井喷事故分析,撤出井场后，李某及时向上级汇报并通知村民转移。 从28日夜至29日上午，抢险指挥部组织专家深入实地考察，制定抢险方案，筹备抢险设备、机具。29日上午，由石油天然气总公司钻井局总工程师孙某带领的16人抢险小分队配带防毒面具接近井口，根据井口和井喷情况，在当地驻军防化兵和井烃煤矿抢险队的支援下，华北油田5名抢险队员关闭了井口左右两翼套管闸门。9点20分，抢险队完全控制了井喷，从井喷到控制井喷历时18个小时。,赵48井井喷事故分析,赵48井井喷事故分析,硫： 硫是一种普通元素，又称硫磺，为黄色针状结晶体或无固定形固体。硫是构成生命载体蛋白质的基本元素，决定着蛋白质分子的立体构形。硫对环境的污染主要是硫化物和硫化氢。,硫化氢气体的来源：,硫化氢生成于有机物腐败的天然过程，有机植物和动物的腐败和分解产生了不同含量的硫化氢。目前，有70多种职业有机会接触硫化氢。人为产生的硫化氢每年约为300万吨。,油气井 造纸厂 污水坑 炼油厂 沼泽 阴沟 硫矿 地下矿井 胶合厂 啤酒厂 实验室 制气厂,注意石油工业区都可能是硫化氢存在的场所，为了准确检测硫化氢的位置，你首先要了解这种气体的物理性质和化学性质。只有了解硫化氢的性质以及危害的途径，才能避免因直接与这种气体接触受到伤害，甚至于死亡。,硫化氢 物理化学性质,颜色,气味,密度,爆炸极限,可燃性,可溶性,沸点,和水相似， 成等腰三角形,SH键长134pm, 键角为92度,极性分子， 极性比水弱,硫化氢的物理化学性质,、颜色：硫化氢是无色、剧毒、酸性气体，人的肉眼看不见 、气味：硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味,、密度：硫化氢是一种比空气重的气体，其相对密度为1.176 (因此它存在于地势低的地方，象地坑，地下室，大容器里) 、爆炸极限：硫化氢气体以适当的比例（4.346）与空气或氧气混合，就会爆炸,、可燃性：硫化氢易燃，燃烧时发出兰色火焰 并产生另一种危险气体二氧化硫，燃烧过程并不是所有的硫化氢都转换成二氧化硫，仅仅是80%，余下的20%是游离的硫和硫化氢。 二氧化硫对人体非常腐蚀，并特别影响眼睛和呼吸道。一旦吸入这种硫化氢的副产物将是特别危险的。能使遇害者由于化学性肺炎和肺水肿而失去生活能力。,二氧化硫特性：,无色 比空气重 不易燃 腐蚀大多数普通金属 有一种特征性的辛辣气味 刺激眼睛、喉咙和呼吸系统,二氧化硫（SO2）是主要的大气污染物之一。自然界产生的二氧化硫数量很少，多为人为排放。排放90%以上集中在北半球的城市和工业区，造成了这些地区大气污染问题。英国伦敦曾多次发生有煤烟引起的大气污染的烟雾事件，这类事件被称为伦敦烟雾。 SO2一般在大气中只存留几天，除被降水冲洗和地面物体吸收的部分外，都被氧化成为硫酸物和硫酸盐气溶胶，硫酸盐在大气中可存留一个星期以上，能漂移1000公里以外造成远距离污染源处的污染或广域污染。,二氧化硫对人体的影响,体积百万分之一（ppm） 二氧化硫暴露的典型特征,1 2 5 12 100 150,辛辣气味可能引起呼吸变化 允许暴露水平线 灼烧眼睛、呼吸刺激和较小的喉咙刺激 喉咙刺激咳嗽、胸部压抑、流泪恶心 对生命健康有立即威协 特别刺激、只能忍耐几分钟,API标准推荐二氧化硫门限值为8小时加权平均值2ppm，超15分钟短期暴露量平均值5ppm。,、可溶性：硫化氢能在液体中溶解 、沸点：液态的硫化氢的沸点很低，我们通常看到的是气态的硫化氢,我们应熟记硫化氢的下列特性： 1致命性剧毒气体 2无色 3，比空气重通常聚积于低洼地带 4容易被风或气流驱散 5燃烧时有蓝色火焰，生成二氧化硫，也是一种有毒气体。 6臭蛋味仅在极低含量时能闻到，并且会很快扼杀人的嗅觉-千万别靠嗅觉来检测硫化氢是否存在。 7对金属有高腐蚀作用 8毒性几乎与氰化氢气(HCN)相同，较一氧化碳的毒性大五至六倍。,硫化氢气体的来源,钻井,修井,采油,炼油,注水,酸洗,硫化氢气体的来源,一、钻井,在钻井中，硫化氢是因地质构造生成的。但是这种气体能从钻井液中释放到井口，围绕在防喷器，喇叭口，井架底座，振动筛，除气装置，节流管汇周围，或从钻井液管线处释放出来。,石油中的烃类和有机质 通过储集层水中的硫酸 盐的高温还原作用而产 生硫化氢,钻井,通过裂缝等通道， 下部地层中硫酸盐 层的硫化氢上窜而来,某些钻井液处理剂在 高温热分解作用下， 产生硫化氢,二、修井,循环罐和油罐是硫化氢在修井时的主要来源途径,这是由于修井时循环，自喷或抽吸井内的液体进入罐中造成的。 油罐的顶盖，计量孔盖和封闭油罐的通风管，井口、压井液、放喷管、循环泵、管线中都是2 向外释放的途径。,采 油,、水、油或乳化剂的储藏罐 、用来分离油和水，乳化剂和水的分离器 、空气干燥器 、输送装置，集油罐及其管道系统 、用来燃烧酸性气体的放空池和放空管汇 、提高石油采收率也可能会产生硫化氢,装载场所。油罐车一连数小时的装油，装卸管线时管理不严，司机没有经过专门培训，而引起硫化氢气体泄露。 计量站调整或维修仪表。 气体输入管线系统之前，用来提高空气压力的空气压缩机。,炼厂 炼厂里释放硫化氢的途径归为七种：密封件、连接件、法兰、处理装置（包插冷凝装置）、排泄系统、取样凡尔、以及其它破裂部位.,注 水,石油不一定一开始就是酸性，从注入液体中的硫酸盐分解细菌带来的对地层的污染，能在地层中产生硫化氢气体并在整个生产过程中增加硫化氢含量。,职业性安全暴露极限和毒气的强度等级,一、职业性安全暴露极限 、15mg/m3（10PPM）限时加权平均值是日工作8小时的暴露安全极限 、22mg/m3（15PPM）为短期暴露限制 、30 mg/m3（20PPM）是最大暴露限制,二、毒气的强度等级 1PPM 有明显难闻的气味 10PPM 暴露工作8小时尚安全 20PPM 暴露工作的最高限度 100PPM 25分钟内丧失嗅觉，咽喉肿痛、头痛、恶心 200PPM 眼痛、喉咙痛、迅速失去知觉,500PPM 失去理智和平衡能力，215分钟，呼吸困难，必须做人工呼吸 700PPM 立刻神志不清，大、小便失控，如不立即抢救就会导致死亡 1000PPM 知觉立刻丧失，如不立即抢救就会导致死亡或造成大脑的永久性损伤,硫化氢对人体的危害,、一个人对硫化氢的敏感性随其与硫化氢接触次数的增加而减弱. 、硫化氢被吸入人体,首先剌激呼吸道,其次，刺激神经系统，导致头晕，丧失平衡，呼吸困难，心跳加速，严重时，心脏缺氧而死亡,1、硫化氢进入人体的途径 硫化氢侵入人体的途径有三条： （1）通过呼吸道吸入 （2）通过皮肤吸收 （3）通过消化道吸收,吸入低浓度硫化氢会导致以下症状： 疲劳、眼痛、头痛、头晕、兴奋、恶心和肠胃反应、咳嗽、昏睡。 吸入高浓度的硫化氢会导致以下症状： 气喘、脸色苍白、肌肉痉挛、瘫痪。,硫化氢对金属材料的腐蚀,硫化氢溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有: 电化学失重腐蚀 氢脆和硫化物应力腐蚀开裂 以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。,硫化物应力腐蚀破裂和氢脆二者没有本质区别，不同的是：前者是从材料表面，往往发生在应力集中部位；后者是从钢材内部，往往发生在有缺陷的部位。,硫化氢加速非金属材料老化,橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性 浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效,失去弹性,油被溶解,非金属材料,硫化氢污染钻井液,硫化氢主要是对水基钻井液具有较大的污染 密度、PH值下降 粘度上升 形成不动胶，颜色变深,第二单元 硫化氢的腐蚀特征和影响因素,硫化氢不仅对人的生命易造成威胁，同时，对钻井设备、工具都会造成很大的破坏。如川局在双龙构造上所钻的双井，双井，两井均在发生井喷的处理中，钻具氢脆断裂，无法压井，而被迫完钻。,在常温常压下，干燥的硫化氢对金属材料无腐蚀破坏作用，但是，硫化氢易溶于水而形成湿硫化氢环境，钢材在湿硫化氢环境中才易引发腐蚀破坏。,一、硫化氢的腐蚀机理,硫化氢对钢材的腐蚀从腐蚀机理上来说属于电化学腐蚀的范畴，而主要的表现形式就是应力腐蚀开裂。它是在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下发生的金属材料的破断现象。,应力腐蚀开裂需同时具备三个基本条件，即：1、 一定的拉应力。产生应力腐蚀的系统中存在一个临界拉应力值，它低于材料的屈服点，2、敏感材料。纯金属一般不发生应力腐蚀，合金或含有杂质的金属才易发生。通常，材料的强度水平越高，越易发生应力腐蚀。3、特定环境。只有在特定的腐蚀介质中才会发生，当然介质中的杂质对应力腐蚀发生的影响也是很大的。,硫化氢应力腐蚀开裂是造成油气田及石化设备众多事故的重要破坏形式之一，且发生的事故往往是突然的、灾难性的，发生之前无明显的先兆，比较难于提前预防。 美国杜邦化学公司曾分析在4年中发生的金属管道和设备的685例破坏事故，有近60是由于腐蚀引起，而在腐蚀造成的破坏中，应力腐蚀开裂占13.7。根据各国大量的统计，在不锈钢的湿态腐蚀破坏事故中，应力腐蚀开裂甚至高达60，居各类腐蚀破坏事故之冠。,二、硫化氢引起氢损伤的腐蚀类型,湿H2S环境中的开裂有氢鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂、应力导向氢致开裂（即氢脆）四种形式。,三、硫化氢应力腐蚀开裂失效断口特征,硫化物应力腐蚀和氢致开裂均属于延迟破坏，开裂可能在钢材接触H2S后很短时间内（几小时、几天）发生，也可能在数周、数月或几年后发生，但无论破坏发生迟早，往往事先无明显预兆。,1、破裂断口平整无塑性变形 2、在拉应力时才产生，且主裂纹的方向一般总是和拉应力方向垂直 3、破坏多发生在设备、工具使用不久后，发生低应力下破裂 4、应力腐蚀破裂的破口多发生在导致应力集中的部位，如伤痕、焊件的焊缝等 5、应力腐蚀属于低应力下的破坏，这种断裂多为突然断裂，无任何先兆,四、硫化氢腐蚀破坏的影响因素,1. 材料因素,（1）、 显微组织,就材料显微组织而言，总的来说，越是能使金属内部各相达到平衡的热处理方法，就愈能提高材料对硫化氢的应力腐蚀开裂和氢致开裂抗力。,（2）、 强度和硬度,材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22的情况下，因此，通常HRC22可作为判断钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。,（3）、热处理,对于几乎所有的低合金钢以及碳素钢，高温回火是保证提高在硫化物中应力腐蚀稳定性的主要方法。,（4）、冷加工和焊接的影响： 一般说来钢材随着冷加工量的增加，硬度增大，敏感性增强。（焊后都建议在温度不小于620下进行回火，以得到均匀组织并减少内应力）,2. 环境因素的影响 （1）、 硫化氢浓度,（）、PH值的影响： 在PH值9，就很少发生硫化物腐蚀开裂。,（3）、温度的影响： 一是化学反应，成正比；后两者有个范围一般-5到90。,第三单元 防硫化氢安全设备 的基本配备,钻井、原钻机试油和大修,周围不受制约的井场,周围受制约的井场,1、一号急救站,应位于上风位置距井口大约90米的井场 主入口处 ，主要设施包括：,（1）总容积大约8立方米的气瓶组或空气呼吸器,（2）两个备用的便携式空气呼吸装置,（3）硫化氢和二氧化硫比色管气体检测器一套,（4）爆炸量表,（5）带备用架盒的点火枪,（6）救生索(150米)和安全皮带,（7）拖车的正面书写“急救站NO ” (应能在黑暗中发光),1、一号急救站,（8）张贴：“医疗急救程序”和 “紧急呼叫电话号码”,（9）插在拖车上有旋转托架杆的风向袋,（10）黑板、粉笔或白板、水笔,（11）便携式输氧袋和一个备用氧气瓶,（12）带固定索的担架，带子和毯子,（13）带蒸馏水瓶的紧急眼睛冲洗台,（14）蛇咬紧急处理工具箱,（15）骨折固定夹板箱,（16）二氧化碳灭火器,1、一号急救站,（17）带电池的扩音器,（18）各种维修设备和备用低压软管，调节器等,（19）在拖车上安装声音和灯光报警器,（20）能为气瓶充气的空气压缩机,2、二号急救站,设置于与一号急救站成90度角的出口路口处,（1）总容积大约8立方米的气瓶组或空气呼吸器,（2）两个备用的便携式空气呼吸装置,（3）黑暗中发光的第二号急救站标志,（4）插在拖车上有旋转托架杆的风向袋,（5）如有必要在第二条逃生路口插上 “只许出去”的标志,3、固定式硫化氢检测仪,检测仪主机应安装在录井拖车和总监或平台经理办公室,探头应位于： （1）1号探头：钻台台板上，大约齐膝盖高的位置； （2）2号探头：钻台下靠近喇叭口处，但要便于 取出和检查以及校正； （3）3号探头：靠近振动筛； （4）4号探头：靠近泥浆混和装置,注意：探头不要置放于能被化学或高湿度如蒸汽 污染的地方或者置放于振动筛上方有烟雾； 的地方探头线应保证畅通。,4、警报,低级警报应为视觉警报，视觉与听觉警报一起 出现时成为高级报警。,硫化氢的警报位置应可见和可听到： 司钻操作台（声响、灯光） 动力间（声响、灯光） 泥浆房（声响） 生活区（每一层的声响） 每个建筑层的中心区（声响、灯光） 控制间,注：高音量贯穿井场，区别于其它声光源。,5、便携式呼吸器,应放置于紧急救助和逃生用得着的地方。 1个放置于钻井液座岗房内； 4个放置于值班经理房和监督房内； 2个放置于录井拖车内； 1个放置于泥浆工程师的办公房内； 2个放置于1号急救站； 2个放置于2号急救站； 1个放置于发电机房； 3个放置于钻工值班房内； 1个放置于井架二层平台上； 2个放置于动力机房内。,6、工作呼吸面罩,应放置于工作人员可以在工作区域进行有效 工作的地方。,设置情况为： 6个在钻井台上； 3个在1号急救站； 3个在2号急救站； 2个在靠近振动器的栏杆上； 2个在靠近泥浆混和区的托架上； 1个在井架(为井架工准备)。,6、工作呼吸面罩,在情况出现变化时，放置位置可以改变， 这些放置地点包括： 1)燃烧管线的点火器处； 2)远距离蓄电池处等等。,注：每套呼吸器应保持清洁卫生，在室内条件下应挂起来，如果可能，钻井工的工作呼吸器应装置一个对讲装置。,7、风向袋和风向指示器,每个井场应至少有3个装在插竿上的风向袋，它们的位置为： （1）每个急救站 （2）井架顶 （3）钻工值班房的房顶； 风向指示器应在这些地方指示方向 1)高于钻台，钻台以外的位置 2)与第一个指示器成直角的位置 3)微风情况下即可引起人们的注意,8、警告标示,（1）大门入口处，至少有一个1.2米X1.2米大小的入口警告牌。 （2）大门入口处，至少有一个1.2米X1.2米的指示牌，内容如： 黄色：表示有潜在危险 桔红色：表示中等程度危险 红色：表示极度危险 有些公司使用两种附加颜色： 绿色：表示无危险； 黑色：表示放弃(弃置)。,8、警告标示,（3）至少一个“非经培训者未经许可人员请勿 进入”警示牌 （4）“警告：硫化氢有毒气体” （5）此处严禁烟火 （6）两块(黑暗中能发光)“第X号急救站”标牌 （7）张贴：“医疗急救程序”和“紧急电话号码”于下述位置： 1)安全拖车(急救站)； 2)钻工值班房； 3)甲方监督、值班经理办公室； （8）如有必要“只准出去”标志设置于第二条逃 生道路的入口,9、通风与排气,排气扇在下述区域有作用： （1）地下室和通向坑洼区的地方。 （2）振动筛。 （3）钻台。 （4）修井或试油中的集液罐。,10、钻井架通讯联络,通讯装置应安装在下述地点： （1）司钻操作台 （2）井架二层台 （3）钻井液工程师室和座岗房 （4）录井房 （5）现场监督住处 （6）储存罐控制室 （7）经理值班房和生活区,11、辅助照明,辅助灯光应考虑设置于下述位置 （1）入口警告标志 （2）风向袋 （3）临时指挥站(急救站) （4）生活居住区应装备一旦停电或因为油井问题断电时，可自动启动的电池供电紧急照明系统。,12、应急发电机,在钻遇（试油、修井）可能硫化氢超标井时，就有必要考虑有一套独立的30至50千瓦发电机，装在可移动的滑轮上，离钻井（试油、修井）架至少60米90米的地方，提供动力给： （1）生活居住区； （2）硫化氢防护设备处； （3）排气扇； （4）便携式照明； （5）指挥站外的应急灯光； （6）急救站。,第四单元 呼吸装备和硫化氢检测系统,空气呼吸器,正压空气呼吸器的主要结构,一、便携式正压空气呼吸器,正压空气呼吸器的主要结构,E.RPP20B/12型,1、E.RPP-20B/12型空气呼吸器主要结构,a.储存压缩空气的气瓶; b.支承气瓶和减压阀背托架; c.安装在背托架上的减压阀; d.面罩; e. 供气阀。,面 罩,a.面窗; b.面窗密封圈; c.口鼻罩; d.两个传声器组件; e.系带。,供 气 阀,a.红色冲泄阀 b.用橡胶罩保护 的节气开关,气 瓶 总 成,a.气瓶总成是由气瓶和气瓶阀组成，气瓶阀上装有安全膜片，可在气瓶内压力过高时自动卸压,b.碳纤维复合气瓶是在铝合金内胆外用碳纤维和玻璃纤维等高强度纤维缠绕制成。,减 压 器,减压器安装在背托架上，包括一个用以连接气瓶总成的手轮、一个连接到肩部的压力表、一个中压安全阀、一个向供气阀供气的中压管和一个报警器,背 托 架,a.背架 b.肩带 c.腰带 d.固定气瓶的 瓶箍带,2、便携式正压空气呼吸器工作原理,打开气瓶阀，充装在气瓶内的高压空气经减压阀减压，输出0.7Mpa的中压气体，经中压管送至供气阀。吸气时供气阀自动开启，供使用者吸气。呼气时，供气阀关闭，呼气阀打开呼出体外。在一个呼吸循环过程中，面罩上的呼气阀和口鼻罩上的单向阀门都为单方向开启，所以整个气流是沿着一个方向，构成一个完整的呼吸循环过程。,3、使用方法及注意事项,（）使用前缓慢打开气瓶阀，随着系统压力上升，报警器会发出短暂哨音，气瓶阀完全打开后，检查压力表上的读数值，其值应在28-30a之间，关闭气瓶阀门，观察压力表的读数。在分钟内压力下降值不大于0.583a，表明高中压系统气密性良好。,3、使用方法及注意事项,（）使用时气瓶背在身后，拉紧肩带，固定腰带、系牢胸带。,3、使用方法及注意事项,（）将面罩上的长脖带套在脖子上，面罩跨在胸前。一手握住面罩的进气口，另一只手抓住面罩系带。由下向上戴， 不要让头发或其它物体压在 面罩的密合框上，然 后收紧系带。,3、使用方法及注意事项,用手掌堵住进气口，检查面罩的气密 性，深吸一口气，面罩内就会产生负 压，这时面罩体就会向人体面部移 动，人就会感到呼吸困难。明面罩的 气密性好，可以使用。系带不必收得 过紧，以与面部贴合良好，且面部感 觉舒适为合适。然后马上打开气瓶阀 门，连结供气阀和面罩进气口，就可 以正常呼吸了 。,3、使用方法及注意事项,（）在使用过程中，应随时观察压力表的指示数值，当压力下降到56a时，应及时撤离现场。同时报警器也会发出报警声响，提醒使用者及时撤离现场。 （）用完后，卸下呼吸器，关闭气瓶阀用清水冲洗干净装入包箱内。 （）气瓶只能用纯净的空气不能用氧气。呼吸器应有专人保管。应贮存在通风、干燥的阴凉处。,4、不同劳动强度下消耗空气量,t=10pv/qv,5、呼吸空气的质量,a.氧气含量19.5% - 23.5%。 b.每立方米空气中凝析烃的含量等于或小于5毫克。 c.一氧化碳的含量为10ppm或更低。 d.二氧化碳的含量为1000ppm或更低。 e.没有明显的臭味。,二、空气呼吸站,三、硫化氢检测仪,、比长式硫化氢测定管检测法 结构如图11所示,测定范围0250mg/m3。 测定温度30C300C。 使用方法 注意事项 1） 测定管打开后不要放置时间过久，以免影响测定结果。 2） 测定管应储放在阴凉处，不要碰坏两端，否则，不能使用。,、便携式硫化氢检测仪,工作原理,便携式硫化氢检测仪,便携式硫化氢检测仪,便携式硫化氢检测器,移动式硫化氢检测仪,使用方法 开启电源 检查电源电压 零点校正 正常测试,硫化氢检 测仪校验台,校正方法 仪器在使用过程中应定期进行调校并严格记录(一般每半年调校一次)。 在清洁空气中将仪器零点调整显示000后，开泵从仪器强吸口通入标准气体待显示稳定后，调整仪器校正电位器“S1”使显示数字达到标准气体浓度数值。(一般在标准气体流量控制台上进行) 关闭标准气体使仪器抽入清洁空气，仪器应恢复到零点。否则重新进行校正操作，使两者均达到符合标准规定允许值。 注意没有标准气体不得随意调节校正电位器“S1”,使用注意事项 硫化氢监测仪为精密仪器,不得随意拆动,一免破坏防暴结构 使用前应详细阅读使用说明书，严格遵守使用方法 特别潮湿环境中存放请加防潮袋。 防止从高出跌落，或受到剧烈震动。 仪器长时间不用也应定期对仪器进行充电处理（每月一次） 仪器使用完后应关闭电源开关 一般仪器校正电位器“S1”出厂时已标定好不得随意,、固定式硫化氢检测器,工作原理,固定式硫化氢检测器,固定式硫化氢检测器,固定式硫化氢检测仪探头,主机的安装 一般将主机安放到有人坚守的值班室内,安装 安装探头 a.安装位置:一般安装在离可能泄漏硫化氢气体地点处一米范围内 b.安装方法遵守一个原则将传感器防雨罩的圆柱面指向地面,零点调节 经极化稳定后，在现场没有被检测气体的情况下，将探头顶盖打开，调节调零电位器“Z”，使主机先是为“000”，并测量探头输出信号应为+400±5mv 探头校正 探头一般每三个月校正一次,使用维护及注意事项 硫化氢检测仪属于精密安全仪器，不得随意拆动，以免破坏防爆结构 每月校准一次零点 保护好防爆部件的隔爆面，不得损伤 为保证传感器探头的检测精度用户应根据要求定期进行标定(具体时间按说明书要求) 经常或定期清洗探头的防雨罩，用压缩空气吹扫防虫网，防止堵塞 在通电情况下严禁拆卸探头 在更换保险管时要关闭电源,第五单元 钻井、试油、修井过程中硫化氢的防护,一、合理的钻井设计 1、 在设计中应注明含硫化氢地层及其深度和估计含量，以提醒施工人员注意； 2、若预计硫化氢分压大于0.21kPa时，必须使用抗硫套管、钻杆等其它管材。 3、当井下温度高于930C时，套管和钻铤可不考虑其抗硫性能。 4、高压含硫地区可采用厚壁钻杆。 5、设计井身结构时，应考虑到裸眼地层能承受较大的井底压力；,6、钻开含硫化氢地层，设计的钻井液密度应有较大的安全附加压力当量值，以阻止硫化氢进入井筒； 7、井队必须有足量的重钻井液和加重材料储备。 8、在钻进含硫化氢地层后，要求钻井液的PH值始终控制在9.5以上； 9、必须对井场周围探井3公里，生产井2公里以内的居民住宅、学校、厂矿等进行勘测，并在设计上标明位置。 10、在钻井设计中不仅有钻井、完井设计，而且还要有弃井设计。,二、井 场的 布 置,1、井场选址时应尽量远离民房、学校、工厂、医院等公共区域，井口距以上位置至少要在500米以上，距井队生活区要在300米以上。 2、井场入口处要有防护设计和急救站 3、井场所有设备的安放必须留有空间。 4、测试设备、辅助设备和机动车辆，应尽量远离井口，至少在25米以外 5、在无风和微风的时侯，应当用大的鼓风机或排风扇对一定风向吹风,6、进入气层前50米应将二层台，钻台周围设置的防风护套和其它类的围布拆除 、发电机必须与井眼保持一段有效距离。井场夜间必须有足够的探照灯 8、确保通讯24小时畅通，在钻入气层前和医院、消防部门取得联系,、在井场硫化氢容易积聚的地方，应安装数台硫化氢监测仪及音响报警器。钻台人员必须配备便携式硫化氢监测器 、开钻前应绘制一张包括距井口2公里范围内所有建筑物的地图,三、合理的井控装置 1、井控装置的配备 含硫化氢油气田，井控装置应包括以下六个部分： （1）以液压防喷器为主体的钻井井口装置（包括四通、套管头、过度法兰等）； （2）以节流管汇为主的井控管汇（包括放喷管线、注水管线和灭火管线）； （3）钻具内防喷工具（包括钻具回压阀，方钻杆上、下旋塞阀等）； （4）以监测和预报地层压力为主的井控仪器、仪表； （5）钻井液净化，钻井液加重、起下钻灌钻井液设备； （6）适于特殊作业和井喷失控后处理事故的专用设备和工具（包括自封头、不压井起下钻装置、灭火设备等）； （7）井控装置和管材及其配件必须具有良好的抗硫化氢性能。,2、井控装置的安装要求 （1）根据地层的压力梯度配备相应压力等级的防喷器组合及井控管汇等设备，并按要求进行安装、固定和试压。 （2）钻井井口和套管的连接，每条防喷管线的高压区都不允许焊接； （3）放喷管线应装两条，其夹角为90度，并接出井场100m远，以保证风向改变时，至少有一条能安全使用； （4）压井管线至少有一条在盛行风的上风方向，以便必要时放置其他设备； （5）井控装置和管材在使用前应进行无损探伤，不允许有微小裂纹存在。 （6）井控设备（和管材）及其配件在储运过程中，需采取措施避免碰撞和被敲打；应注明钢级、严格分类保管并带有产品合格证和说明书,四、钻井安全操作 1、必须制定一个完整的对井队进行救援的计划。在进入气层前应和医院、消防部门取得联系。 2、在即将钻入含硫地层时，应对钻井队进行一次防硫化氢安全教育，并向当班的各岗位人员发出警告信号。 3、在高含硫地区即将钻入油气层和在油气层中钻进时，以及发生井涌、井喷后，应有医生、救护车、技安人员在井场值班。,4、严格按设计钻井液密度配制钻井液。未征得上级技术部门的同意，不得修改设计钻井液密度。经随钻压力监测发现地层压力异常时，应及时调整钻井液密度以保持井内压力平衡。 5、做到及时发现溢流显示，迅速控制井口，并尽快调整钻井液密度压井。 6、利用钻井液除气器和除硫剂，控制钻井液中硫化氢的含量在75mg/m3以下，并随时对钻井液的PH值进行监测。,7、在油气层和油气层以上起钻时，前十根立柱起钻速度应控制在0.5m/s以内。 8、在油气层和钻过油气层进行起下钻作业时，必须进行短程起下钻。 9、在含硫地层取心起钻，当取心工具离地面还有五柱时，钻台作业人员应戴上防毒面具，直到取出岩心筒。 10、钢材，尤其是钻杆，其使用拉应力需控制在钢材屈服极限的60%以下。,11、在油气层钻进时，若在井场动用电、气焊，必须采取绝对安全的防火措施，并报上级安全部门批准。 12、当在硫化氢含量超过安全临界浓度的污染区进行必要的作业时，必须配带防护器具，且至少有两人同在一起工作，以便相互救护。 13、井队在现有条件下不能实施井控作业而决定放喷点火时，点火人员应配带防护器具，并在上风方向，离火口距离不得少于10m，用点火枪远程射击。 14、控制住井喷后，应对井场各个岗位和可能积聚硫化氢的地方进行浓度检测。只有在安全临界浓度以下时，人员方能进入。,五、合理选择管材,、钢材 ：钢的屈服极限不得大于655002千帕，硬度最大为HRC22 、非金属材料 应具有在硫化氢环境中能长期使用而不失效的性能。 、钢材拉应力应尽量控制在钢材屈服极限的60以下 、厚壁钻杆可以降低内应力，延长其使用寿命,六、石油作业中防硫化氢设备配备标准,钻井队配备防H2S设备标准 、正压式空气呼吸器10套 、40升空气钢瓶一套 、固定式硫化氢监测仪一套 、便携式硫化氢监测仪至少4台(数量根据情况而定),试油过程,正压式空气呼吸器6套 40升空气钢瓶一套 固定式硫化氢监测仪一套 便携式硫化氢监测仪(数量根据情况而定),测井过程,空气呼吸器（条件好的可以配备正压式空气呼吸器） 撤离型空气呼吸器四套 救护型空气呼吸器两套 便携式硫化氢检测仪（数量根据情况而定）,集输站 正压式空气呼吸器配备配备数量应与当班人数相等 与空气呼吸器气瓶压力相应的空气压缩机 固定式硫化氢监测仪一套,天然气净化厂 正压式空气呼吸器配备数量应与当班人数相等 与空气呼吸器气瓶压力相应的空气压缩机 固定式硫化氢监测仪一套,七、硫化氢探测报警系统 报警器装置应设置在钻机各个不同的区域。应让在井场或共场附近工作的所有员工了解各种报警信号的不同含义。 1、一级报警：应检查泄露点和加强通风。挂绿牌，表明处于受控状态，但有潜在或可能危险。 2、二级报警：戴空气呼吸器，挂黄牌，表明对生命健康有中等威胁。,3、三级报警：设置在100p