井下作业硫化氢防护专题讲座PPT.ppt

,井下作业的硫化氢防护,含硫井下作业的日常管理要求,含硫井下作业中防硫的技术措施,1,含硫作业对井下作业设备及设施的配置要求,2,3,目录,一、含硫作业对井下作业 设备及设施的配置要求,井下作业的井控装置包括井口装置(油管头、采气树、转换法兰)、防喷装置闸板防喷器、内防喷工具(球阀、旋塞阀、回压凡尔、止回阀)、高压防喷管、测试控制头、地面流程。所有井口装置和井控装置（除控制装置外）的额定工作压力应高于或等于最高地层压力，应具有抗硫化氢、二氧化碳腐蚀的能力（包含密封件）。,井控装置,井控装置、井口装置安装好后，按额定工作压力试压合格；若安装的井控装置、井口装置的工作压力远大于地层压力，则其最低试压压力应大于地层压力的1.5倍，不大于额定工作压力；井口装置与井筒套管的整体试压不大于套管抗内压强度的80%。 预测井口关井压力70MPa 的气井，采气树4号总闸阀应采用液动平板阀。,井控装置,高温高压井及含硫化氢、二氧化碳井，应采用气密封特殊扣油管，下井管柱丝扣应涂专门丝扣密封脂，管柱下部应接高温高压伸缩补偿器、压力控制式循环阀和封隔器。 管柱设计的安全系数应为：抗拉大于1.8，抗外挤大于1.25，抗内压大于1.25。,管材及井下工具,在施工作业中，井内管柱预测最大关井井口压力35MPa，存在放喷生产工况的井下管柱应有封隔器，测试管柱还应有压力控制式循环阀、井下关闭阀（如测试阀）。 含硫化氢、二氧化碳井，下井管柱、仪器、工具应具有抗硫、抗二氧化碳腐蚀性能，压井液中应含有缓蚀剂。,管材及井下工具,组成：地面流程由蒸汽发生器或热交换器、分离器、节流控制管汇、管线、数据采集头、远控操作阀、安全阀等组成。地面流程所用的油管、弯头、短节、接头抗内压安全系数大于1.25。 功用：地面测试流程的一般具有替浆、洗井、放喷、求产、计量和压井等功能，但针对川东北海相碳酸岩含气区域复杂地质条件，系统的配置还应有保温、数据采集、自动紧急控制等功能。,地面流程,根据预测最大关井压力选择节流管汇,地面流程,蒸汽发生器或热交换器的供热能力应不小于20万大卡，按照压力容器有关规定进行检验。,地面流程,两相或三相抗硫分离器额定工作压力应至少为9.8 MPa，应配备相应级别的安全阀；并应按照压力容器有关规定进行检验。,地面流程,放喷管线应至少安装方向不同的两条，其夹角为90180，管线转弯处的弯头夹角不应小于120，并接出距井口不少于100m，管线应落地，短距离悬空应垫实垫牢，悬空距离超过10m时悬空两端应用水泥基墩地脚螺栓固牢，相临2条放喷测试,地面流程,管线的距离应大于0.1m，且方便压板的安装固定；,测试管线出口和放喷口应至少安装两种有效点火装置（至少应有一种有效自动点火装置）和缓冲式燃烧筒。缓冲式燃烧筒直径500 mm，长度1.2 m，上部150范围内全部打孔，孔径30 mm50mm，孔边距离60 mm150 mm，孔眼分布均匀，出口端上部开口1/22/3，内部为89 mm 割缝筛管，缝宽0.4 mm0.8 mm，均匀分布，筛管出口端为盲板。,地面流程,井口、节流管汇、分离器等位置宜配备数据自动采集系统。,地面流程,采气树双翼生产阀应各安装一条管线与一级节流管汇连接，对应管线应安装与井口同压力级别的远控操作阀；最后一级节流管汇台上至少安装一个与管汇配套的安全阀，其泄压管线接至放喷口。,在可能含硫地区进行钻井、试油（气）、修井作业时，现场应有监测仪器和呼吸保护设备。,硫化氢防护,固定式气体监测仪,便携式硫化氢监测仪,试油作业队在井场的施工人员应每人配备1 套正压式空气呼吸器，备用气瓶不少于5 个；正压式空气呼吸器应放在作业人员能迅速取用的方便位置。,硫化氢防护,为正压式空气呼吸器进行充气的空气压缩机的额定压力和排量应满足现场应急需要。,试气、作业现场消防器材，应配备35kg干粉灭火器4个，8kg干粉灭火器4个，5kg二氧化碳灭火器1个，消防斧2把，防火铲3把，消防钩1只，消防桶3只，防火砂2m3，消防水龙带100m以上，开花水枪1支，直流水枪1支，消防泵1台或消防车1台。在野营房区也应配备一定数量的消防器材。,硫化氢防护,含硫化氢层的试气作业施工中，在钻台上、井口旁、循环罐、油嘴（节流）管汇、分离器等重要部位应放置大功率防爆排风扇各1台。,硫化氢防护,职工生活区距离井口应不小于300m； 井场锅炉房、值班房、储油罐距离井口不小于25m； 远程控制台应距井口不小于25m，并在周围保持2m以上的人行通道； 放喷排污池、火炬或燃烧筒出口距离井口应大于100m； 测试高压节流管汇距井口应大于10m。 值班房与锅炉房、储油罐、高压节流管汇、排污池的距离应不小于15m。 井场边缘、建筑物、森林等设施与主、副放喷池边缘的距离应大于50m。 火炬或燃烧筒应设定隔火带，隔火带距放喷池周边宽度不小于50m。 对特殊情况，应采取或增加相应的安全保障措施，达到安全施工的需要。,二、含硫井下作业中防硫的技术措施,井场设施的安全间距,队伍资质 具有中石化乙级以上队伍资质，天然气施工资质和HSE体系认证资质。 驻井试气队技术干部不少于2人，熟悉试气工艺全过程，能妥善处理突发事件；工人具有中级工以上(含中级工)资历，3年以上试油(气)工作经验，吃苦耐劳。,队伍资质及人员要求,人员资质 现场施工人员应持有经主管部门批准的培训部门培训考核核颁发的“井控操作合格证”。 现场施工人员及相关管理人员均应接受硫化氢、二氧化碳等有毒、有害气体的培训，并取得“H2S防护技术培训合格证”。 现场所有施工人员及相关管理人员应持有经主管部门授权批准的培训部门考核和颁发的“安全、环境与健康培训合格证(HSE证)”。 锅炉工、司钻、电(气)焊工等特殊工种应持证。,队伍资质及人员要求,地面流程的材质要求 必须采用抗硫油管、抗硫管汇台和抗硫热交换器、抗硫泥气分离器。 井口与管汇台、管汇台之间、放喷管线采用抗硫油管（短节），并采用丝扣或法兰连接。 井口关井压力大于45MPa的井井口与管汇台必须采用法兰联接,地面作业流程的要求,流程安装要求 放喷、压井、回浆管线应用油管连接紧密，安装平直；转弯处宜采用大于120的弯头。含硫气井地面流程应安装两套成90180的放喷、测试管线，主出口位于下风方向。 流程固定要求 管汇台、分离器、转弯的弯头两端、放喷口及平直段小于15m，用水泥基墩地脚螺栓和钢质压板固定，压板与管线之间用垫子垫好，上紧压板螺丝。管线应落地固定，悬空长度超过10m，必须采用刚性支撑并固定。 流程固定基础要求 固定分离器、节流管汇、放喷及测试管线的水泥基墩坑长大于0.8m，宽大于0.6m，深度大于0.8m，深固定放喷口的水泥基墩坑长大于1.5m，宽大于1.0m，深度大于1.0m，距喷口应小于0.5m；水泥基墩应采用混凝土浇筑。,地面作业流程的要求,流程试压 放喷、测试管线用清水冲洗和试压，试压过程和试压区域不应有人聚集和走动，操作人员和观察人员应处于安全位置。 井口至一级节流管汇、一级节流管汇至第二级节流管汇、二级节流管汇至三级节流管汇应按相连两者耐压级别低者的额定压力进行清水试压，试压压力超过20 MPa 后应分级加压，每级加压5 MPa至设计工作压力的1.2 倍，稳压5 min 无渗漏、无压降为合格。 放喷管线和最后一级节流管汇后的测试管线应试压至10 MPa，30 min 压降小于0.5 MPa 为合格。,地面作业流程的要求,为延缓H2S腐蚀，采用抗H2S腐蚀的合金钢油管；合金钢油管表面有伤痕会加剧腐蚀，因此在起下合金钢油管时，必须使用合金钢油管专用作业设备。起下抗硫生产管柱时应使用微牙痕液压大钳、微牙痕吊卡等专用的作业设备，不允许使用普通的管钳、液压钳等； 井下作业时应尽量使用抗H2S腐蚀钻具，若条件不允许的情况，也可采用低钢级钻具进行作业施工，但必须保证修井液PH值为9.511。 井下作业入井工具，应尽量使用抗H2S腐蚀的材质的工具，若条件不允许的情况，也可采用低钢级工具进行作业施工，但必须保证修井液PH值为9.511。,入井工具、作业管柱的要求,维持修井液PH值为9.511，以避免发生能将硫化氢从修井液中释放出来的可逆反应。 修井液中应添加适量的除硫剂、缓蚀剂，并密切监测修井液中除硫剂的残留量，控制硫化氢含量小于50mg/m3； 应另外储备井筒容积2倍，密度大于在用修井液密度0.2g/cm3以上的压井液； 应储备足量的泥浆加重材料及除硫剂，加重材料不少于200t，能配制1倍以上井筒容积的压井液。 对易漏失层，还应储备堵漏材料，应备有能配制堵漏液100m3以上的堵漏材料。,压井液的要求,硫化氢监测,对外围人员的疏散、警戒做到：提前通知、提前到位、正式施工前检查； 消防、气防、医疗、监测、点火等岗位提前到位，施工前检查； 现场具有对有害气体、返排液体的监测、分析器材、药品、手段及人员； 污水治理单位的污水处理设备、药品、人员提前到达现场；此外现场作好污水转运工作； 按设计要求做好技术交底，并制定相应的应急预案；同是还应制定出相应的下步操作手册及注意事项，并传达到各个相关小组； 测试工作前提前将管汇区工具（管钳、油嘴扳手、呆扳手）、油嘴、堵头等摆放到位；点火组人员将气防器具、监测设施、点火材料、油料、设施准备到位，射孔前将长明火点燃。,三、含硫井下作业的日常管理要求,人员培训,课堂培训（理论培训） 硫化氢及二氧化硫的危害、特性； 对于硫化氢及二氧化硫中毒者的救援技术和急救方法； 正确使用和保养气防器具和检测仪器，包括理论培训和实践操作演练； 限制空间和封闭设施的进入程序； 应急本能反应培训；,人员培训,现场培训 硫化氢及二氧化硫的来源和暴露征兆； 硫化氢、二氧化硫监测仪器的使用、校验和维护及监测系统警示信号的辩认； 工作场所中预防硫化氢和二氧化硫实际的操作和维护程序； 施工场所和作业的应急预案，特别是紧急集合区的位置、危险区域、风向判断及逃生路线选择。,人员培训,基本培训人员应包括所有进入含硫化氢天然气井井场作业的施工人员。 培训时间：含硫化氢油气井作业相关人员应进行专门的硫化氢防护培训，首次培训时间不少于15h，每二年复训一次，复训不少于6h。,人员培训,来访者和其他非定期派遣人员的培训 在进入危险区之前，应对来访者进行登记，同时由现场安全人员对来访者和其他非定期派遣的人员进行防硫化氢知识的安全教育，简要介绍有关出口路线、紧急集合区位置、适用的警报信号和在紧急情况下的响应方法和个人防护设备的使用，并要求穿戴好防护用品。 只有在受过培训的人员随同下，才允许来访者和其他非定期派遣人员进入危险区。 在紧急情况下，应立即撤离来访者和其他非定期派遣人员。,周边公众区域警示和保护,施工队应对不低于距离井口500m范围以内的所有居民及其他有关人员发放安全告知书。 施工队与所在地乡（镇）人民政府签订应急疏散协议，明确双方的责任和义务，要求施工所在地乡（镇）人民政府根据施工队报批备案的应急预案，制定规定范围之内的所有居民的疏散方案，明确应急疏散片区负责人，组织并参加施工方主持的防硫化氢知识培训。,周边公众区域警示和保护,当井喷失控、硫化氢、二氧化硫释放发生时，油气生产经营单位代表或其授权的现场总负责人应及时与地方政府联络沟通，启动油地联合应急预案。 井场附近地区的硫化氢浓度可能达到有75mg/m3（50ppm）时，施工队应及时通知当地乡（镇）人民政府组织邻近居民进行应急疏散撤离。,周边公众区域警示和保护,对可能遇有硫化氢的钻井与井下作业井场应有明显、清晰的警示标志，并遵守以下要求： 处于受控状态，但存在对生命健康的潜在或可能的危险硫化氢浓度小于15mg/m3（10ppm），应挂绿色警示标志； 对生命健康有影响硫化氢浓度15mg/m3（10ppm）30mg/m3（20ppm），应挂黄色警示标志； 对生命健康有威胁硫化氢浓度大于或可能大于30mg/m3（20ppm），应挂红色警示标志。,周边公众区域警示和保护,预计有二氧化硫、硫化氢等有毒有害气体产出的施工作业，如射孔、放喷、酸化、节流压井等施工前，应对井口周围500m范围内的居民进行疏散。,硫化氢的检测,固定式硫化氢监测系统 用于油气井钻井、试气、修井作业的固定式硫化氢监测系统，应能同时发出声光报警，并安装声级不低于135dB的防空报警器，能确保整个作业区域的人员都能听到。 硫化氢监测传感器应安装在方井、喇叭口、振动筛、钻井液循环罐、司钻或操作员位置、井场工作室及其他硫化氢可能聚集的区域；同时在喇叭口、振动筛处安装可燃气体、二氧化碳监测传感器。,硫化氢的检测,便携式硫化氢监测仪 钻井、试气、修井作业的现场，应按一个班次实际人数配备便携式硫化氢监测仪，配备大量程（1000ppm）便携式硫化氢监测仪2套, 试气、修井作业现场，在放喷、节流压井等有天然气产出工况，应配备无线遥测多功能便携式监测仪1套。,硫化氢的检测,警报的设置 当空气中硫化氢含量超过阈限值时15mg/m3（10ppm），监测仪应能自动报警。 第一级报警值应设置在阈限值硫化氢含量15mg/m3（10ppm），达到此浓度时启动报警，提示现场作业人员硫化氢的浓度超过阈限值。 第二级报警值应设置在安全临界浓度硫化氢含量30mg/m3（20ppm） 第三级报警值应设置在危险临界浓度硫化氢含量150mg/m3（100ppm），报警信号应与二级报警信号有明显区别。,硫化氢的检测（需修改）,监测设备的检查、校验和检定 在极端湿度、温度、灰尘和其他有害环境的作业条件下，检查、校验和测试的周期应缩短。 监测设备应由中石化集团公司安全主管部门认可的资质单位定期进行检定。 检查、校验和测试应做好记录，并妥善保存，保存期至少1 年。 设备警报的功能测试至少每天一次。,硫化氢的检测,二氧化硫的防护 施工前应作入井液配伍及化学反应实验，进行安全风险论证，确定其入井后是否产生有毒有害物质，尽量避免产生二氧化硫、硫化氢等有毒有害物质；若产生有毒有害物质，应作好有毒有害物质的防护；特别是入井液中的材料，与酸和地层进行化学反应后，不能产生二氧化硫、硫化氢等有毒有害物质。,人员呼吸保护,基本要求 现场施工人员应熟练掌握正压式空气呼吸器的使用方法。 当环境空气中硫化氢浓度超过30mg/m3（20ppm）时，应佩带正压式空气呼吸器，正压式空气呼吸器的有效供气时间应大于30min。 使用者应接受关于正压式空气呼吸器的限制和正确使用正压式空气呼吸器方法的指导和培训。（加上建立呼吸时间）,人员呼吸保护,存放、检查和维护 正压式空气呼吸器应存放在人员能迅速取用的安全位置，并应根据应急预案的要求配备额外的正压式空气呼吸器。 对所有正压式空气呼吸器应每月至少检查1次，并且在每次使用前后都应进行检查，以保证其维持正常的状态。月度检查记录（包括检查日期和发现的问题）应至少保留12 个月。,人员呼吸保护,存放、检查和维护 应对正压式空气呼吸器加以维护并存放在清洁、卫生的地方，以避免损坏和污染。 正压式空气呼吸器每次使用后都应进行清洁和消毒。需要修理的正压式空气呼吸器，应作好明显标记并将其从设备仓库中移出，直至磨损或损坏的部件已经被及时修理和替换为止。 对执行含硫油气井有关作业任务需使用正压式空气呼吸器的人员，应进行定期检查和演练，以使其生理和心理适应这些设备的使用。,人员呼吸保护,空气供应 正压式空气呼吸器空气的质量应满足下述要求： 气含量19.523.5； 空气中凝析烃的含量等于或小于510-6（体积分数）； 一氧化碳的含量小于或等于12.5mg/m3（10ppm）； 二氧化碳的含量小于或等于1960mg/m3（1000ppm）； 没有明显的异味。,应急管理,基本要求 钻井和试气、井下作业各级单位应制定各级防硫化氢的应急预案，按规定进行评审，施工单位编制的应急预案报当地乡（镇）人民政府备案，甲方编制单井防硫化氢应急预案报当地县级安监主管部门备案。各方人员都应掌握应急预案的相关内容。应急预案应考虑硫化氢和二氧化硫浓度可能产生危害的严重程度和影响区域，还应考虑硫化氢和二氧化硫的扩散特性。,应急管理,应急预案编制 施工现场各施工单位应编制联合应急预案，应急预案中应包括各施工单位的组织机构和负责人，并应明确应急现场总负责人及各方人员在应急中的职责。应急预案编制内容包括但不限于： 应急组织机构； 应急岗位职责； 现场监测制度； 应急程序（报告程序、 人员撤离程序、 点火程序）； 培训与演习。,应急管理,应急响应 当硫化氢浓度达到15mg/m3（10ppm）的阈限值时启动应急程序，现场应： 立即安排专人观察风向、风速以便确定受侵害的危险区； 切断危险区的不防爆电器的电源； 安排专人佩戴正压式空气呼吸器到危险区检查泄露点； 非作业人员撤入安全区。,应急管理,当硫化氢浓度达到30mg/m3（20ppm）的安全临界浓度时，按应急程序应： 戴上正压式空气呼吸器； 向上级（第一责任人及授权人）报告； 指派专人至少在主要下风口100m、500m、1000m处进行硫化氢监测，需要时监测点可适当加密； 实施井控程序，控制硫化氢泄露源； 撤离现场的非应急人员； 清点现场人员； 切断作业现场可能的着火源； 通知救援机构。,应急管理,当井喷失控，井口主要下风口100m以远测得硫化氢浓度达到30mg/m3（20ppm）时，按应急程序应： 由现场总负责人或其指定人员向当地政府报告，协助当地政府作好井口500 m范围内居民的疏散工作，并根据监测情况，决定是否扩大疏散范围； 关停生产设施； 设立警戒区，任何人未经许可不得入内； 请求援助。,应急管理,当井喷失控，井场硫化氢浓度达到150mg/m3（100ppm）的危险临界浓度时，现场作业人员应按预案立即撤离井场。现场总负责人应按应