气体钻井HSE教程-3.ppt

1 气体钻井HSE教程 渤钻钻技服欠平衡打捞中心 2 气体钻井安全教程 APIRP541992 修订 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐作法 关于 天然气 空气或充气钻井作业 标准APIR614 2 20 空气 天然气钻井安全规范 SY6426 2005 钻井井控技术规程 3 12条要求SY5087 2005 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 7 2 9条要求现场作业岗位操作标准 3 1 APIRP541992 1996修订 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐作法 关于 天然气 空气或充气钻井作业 标准 17 1概述1 1本章之规定仅使用于陆地井场 1 2除本章内容外 本出版物其他章节所有使用的推荐作法也都适用于天然气 空气或雾状钻井作业 17 2培训2 1与天然气 空气或雾状钻井作业有直接关系的雇员应该接受使用紧急开关 防喷器和救火设备的现场培训 2 2雇员应当熟悉天然气或空气供给系统和循环系统 4 17 3设备3 1如果地形许可 空气压缩机应置于离井口至少100英尺处 以免造成钻机周围的拥挤现象 3 2如果有可能 空气压缩机应置于司钻看的见的地方 3 3空气压缩机应配备诸如泄压阀 排出温度计和排出压力表 发动机调速器和发动机停车阀等安全装置 3 4钻机发动机截止阀应当安装在司钻控制台附近 以便紧急时使用 3 5每台空气压缩机的排出管线应配备单向阀和截断阀 3 6为防止因气缸润滑油聚集在供气管线中而引起爆炸 选用合适的润滑油很重要 同样道理 在每级压缩之后应用刮子除去残留的油 3 7空气压缩机应配备后冷却器 以使其下游的管线的温度保持在某一限度内 影响制氮膜寿命 5 3 8在低压井 井口压力小于500psi 的防喷器总成上可以安装自封头 压力较高的井应安装旋转防喷器 3 9岩屑排出管线和放空管线的长度至少应为150ft 45 8m 或必须采取相应的安全措施 岩屑排出管线和放空管线应位于钻机的下风 根据当地的盛行风方向定 一侧 对于其他风向应采取相应的安全措施 这些管线应从井口尽可能直地铺设 尽可能不要有垂度 并牢固的固定住 3 10岩屑排出管线的直径应等于或大于旋转头入岩屑排出管线口的直径 3 11岩屑排出管线和放空管线应牢固地固定 以防止压力波动时产生位移 对于雾状钻井 这一点尤为适用 3 12应当在方钻杆顶部安装一个全开型快关阀 旋塞 以封住钻柱内的压力 6 3 13应当在立管中装两个阀 一个装在钻台上人够得着的位置 另一个装在钻台以下的地面位置 这两个阀用于控制供给井眼的空气或天然气量 3 14 进行天然气钻井作业时 在主供气管线上离井口至少150ft 45 8m 处应装一个截止阀 进行空气钻井时 该截止阀应装在主供气管线靠近空气压缩机的位置 3 15与岩屑排出管线连接的岩样采集器的结构应能保护人员不受空气流天然气流中偏流出来的岩屑伤害 参见右图 7 3 16不应允许在岩屑排出管线的末端进行人工采集岩样 3 17用天然气钻井时 应当用旋绳代替旋管链条上紧钻杆接头 以减少因机械打火而引起的火灾危险 3 18在钻头紧上方的钻柱内应当安装一个浮阀 无论是重型带突板球阀还是活瓣阀都可以 3 19每次起出钻头时都应当检查钻柱中的浮阀 如果有损坏应予及时更换 3 20燃料和油料的存放地点应当远离空气压缩机至少50ft 15 2m 3 21液体燃料或液化石油气供给管线的储罐端和发动机端都应配备截止阀 3 22天然气燃料主管线上应当有一个总阀 总阀应位于任何空气压缩机上游至少50ft 15 2m 处 3 23除正常需要的至少4个容量为20lb的B C级灭火器 参NFPA10标准 外 在作业现场还应设置一个干化学剂容量至少为150lb或与之相当的B C级灭火器 8 依据可燃物质及其燃烧特性 美国NFPA10标准将火灾分为如下种类 A类火灾 普通可燃材料的火灾 如木材 棉毛 纸 橡胶及多种塑料 B类火灾 易燃液体 油 油脂 焦油 油基油漆 天然漆及易燃气体的火灾 C类火灾 针对电气设务的火灾 灭火介质的电绝缘性是很重要的 当设备不带电时 用 类火灾的灭火器也可以安全使用 D类火灾 可燃金属的火灾 如镁 钛 锆 钠 锂 钾 9 按美国NFPA规范中的规定 灭火器选择的类型应符合 1 对于灭火A类火灾应选择水型 多功能干粉灭火器 2 对于灭B类火灾应选择泡沫 CO2 干粉及卤代烷灭火器 3 对于灭C类火灾应选择CO2 干粉及卤代烷灭火器 10 17 4程序4 1每班至少应当检查一次旋转头内的橡胶芯子 如果发现泄露 则应采取补救措施 4 2所有通向井口或从井口引出的天然气或空气管线接头都应当拧紧而无泄露 4 3开始钻井作业之前 用泥浆压井所需的全套设备和材料就应准备好并应完好可用 如果估计气温回降到零下 则应采取措施保证泥浆系统正常工作 4 4在起下钻期间 开始作业之前或拆卸旋转头橡胶芯子之前应检查岩屑排出管线中的流量变化 11 4 5进行天然气钻井作业期间 无论何时 起下钻时除外 都必须在排出管线的末端点燃一个火炬 以便保证无论排出的气量多少都能点燃 4 6进行空气钻井作业时 起下钻期间应有一台空气压缩机保持运转 使空气经岩屑排出管线排走 4 7接单根时 卸开钻杆接头之前应将立管阀关闭 并将放喷管线打开 4 8在天然气钻井作业过程中 一次起下钻将钻柱下到井底时 点燃火炬之前应循环天然气 以保证将循环系统中所有的空气替出 4 9为消除或尽可能减少弥漫在岩屑排出管线出口周围的粉尘 应将适量的水引入岩屑排出管线以湿润岩屑 12 17 5尽量减少火源5 1未经批准的人员不应进入井场 5 2井架底座应通风良好 利用可靠的自然循环或使用风扇均可 5 3发电机房 宿舍和更衣室应当离开井口100ft 30 5m 或采取相应的安全措施 5 4所有的汽车应停放在离井口至少100ft 30 5m 处或采取相应的安全措施 5 5钻机发动机的排气管应安装吸收装置和火花消除器 5 6所有用于天然气钻井作业的天然气发动机或汽油发动机应配备屏蔽式低压点火系统 5 7只允许在指定的区域内使用火炉 明火或其他可能的火源 电动工具 双向无线电设备等 在钻台上或钻台附近只允许使用安全的加热设备 5 8钻机发动机应配备熄火开关 并应设在司钻控制台上以备应急之用 13 2 APIR614 2 20 空气 天然气钻井安全规范 2002年 1 用于钻井的空气和天然气压缩机应距井口150 45 8米 英尺 且远离进气管和排气管方向 2 连接钻井井口的进气管和排气管要尽量成直线 长度不低于150英尺 进气管应该安全牢固的固定以防止移动 排除管出口要尽可能延长至钻机的下风方向 3 所有易燃物质应该与排除管保持至少100英尺的距离 4 从空气压缩机接出到立管的管线应该能承受空气压缩机最大工作压力 压缩机操作工每天应该检查是否有明显的损坏和缺陷 14 5 所有的小车 卡车 拖车式活动房等应该停在距井口至少75英尺的场地 运送设备和材料的车除外 6 当空气或天然气钻井时 在距井口半径75英尺内 禁止抽烟 7 要培训现场操作人员 会使用井控设备和所有灭火设备 如封井器 灭火器等 8 应该培训从事空气或天然气钻井的雇员 在气体钻井时 怎样完成 使用 紧急停车程序 设备 9 紧固所有从井口接进 出 的天然气 空气管线 且经常检查是否发生漏失 11 在使用天然气钻井时 紧急关闭阀应该安装在主进气管线上 其位置应距井口150英尺 且尽量靠近气体压缩机 12 当接单根时上扣时 立管阀门应保持关闭状态 卸扣前 泄压阀应打开 13 B C型灭火器容量不能低于150磅 干粉灭火器或相关灭火器 至少一个B C型灭火器 靠近工作场地 15 3 SY6426 2005 钻井井控技术规程 3 12条要求 3 12欠平衡钻井应在地层情况等条件具备的井中进行 欠平衡钻井施工设计书中应制订确保作业安全 防止井喷 井喷失控或着火以及防硫化氢等有害气体伤害的安全措施 解释 拟采用欠平衡钻井的地层应具备以下条件 地层孔隙压力和地质情况较清楚 地层稳定性较好 不易发生跨塌 地层孔隙压力虽然较高 但渗透率较低 不含硫化氢或微含硫化氢 因而 欠平衡钻井通常是在油气田的开发井和储层能量已衰减的老油气田使用 16 欠平衡钻井作业中也存在井控安全问题 必须给予高度重视 否则 会因欠平衡钻井的优点而忽视其潜在的风险 酿成井喷或失控着火事故 在作业安全上提出以下建议 1 欠平衡钻井是一种特殊钻井作业 应由具有较高素质的专业队伍施工 施工前还应对井队人员进行技术交底和培训 2 所有配套作业的井控设备的安装 调试 验收都按平衡钻井的相关标准执行 3 防火 防爆 防硫化氢措施 消防器材 工具的配套按井控有关规定 标准执行 必须配备自动点火设备 4 精心设计和随钻监测欠平衡钻井作业中相关参数 如井口压力 钻井液性能 充气速率 环空流体密度等 不仅可使井内循环系统工作优化 较稳定的欠平衡压差 更有效的岩屑运移 而且能保证作业安全 如欠平衡压差设计 北美 软地层 0 35 0 7MPa硬地层 3 5 7MPa通常在3 5以下川渝 2 5MPa 17 5 定期对旋转防喷器的旋转总成 尤其是橡胶元件的磨损情况进行检测以保证其动密封能力 6 气液分离器出现故障时应立即停钻或关井或压井抢修 为保证欠平衡钻井作业安全 必须严格执行 SY T6543 1 2003 欠平衡钻井技术规范第一部分 设计方法 SY T6543 2 2003 欠平衡钻井技术规范第二部分 井口压力控制装置及地面装置配备要求 其他相关标准的规定 18 4 SY5087 2005 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 APIRP492001的7 2 9条要求 7 2 9不允许在含硫油气地层进行欠平衡钻井解释 含硫化氢天然气 指天然气总压等于或大于0 4Mpa 60psia 而且该气体中硫化氢分压等于或高0 0003Mpa 或硫化氢含量大于75毫克 立方米 50ppm 19 酸性油和多项流体 最大气油比为1000方 吨 5000SCF bbl 气相中硫化氢的体积含量最高为15 气相中硫化氢分压最高为0 07Mpa地面操作压力最高为1 8Mpa 20 5 现场作业岗位操作标准 1 增压机岗位安全操作规程增压机是整套空气钻井设备的气体增压部分 也是高压高温部分 操作人员日常工作时必须遵守以下安全规程 以保证设备正常运转和人员安全 所有人员进入工作场地必须穿工作服 戴好安全帽 并服从HSE工作人员的检查和命令启动前 应将增压器机安置在水平地面上 在任何方向的最大倾斜角度都不应超过50 不能将增压器安置在距离其他机器或建筑物8英尺以内的地方 也不能将增压器安置在任何闭塞不通风的地方 应保证压力开关能自动卸压 21 检查发动机 油泵和冷却剂量 应从滤清器入口和分离器排干液体 检查吸入软管是否清洁 如空气软管没有系安全链 则不能施工 如安全装置有问题 则不能施工 如空气在系统内 则不能启动 应对压风机螺杆端进行预热 启动步骤1 关闭吸入阀门和排出阀门 2 关闭滤清器入口和分离器阀门 3 应保证紧急停车按扭处于伸长位置 4 应将旁通 自动加载按扭拨至旁通处 5 应将关闭 运行 旁通按扭拨至旁通处 6 重置出错按钮 22 9 增压器在10秒内应保持不动 直至转速达到1400RPM 10秒过后 增压器转速将自动增加至施工速度 10 打开吸入阀门和排出阀门 11 增压器进口压力达到100psig 150psig时 方可启动 12 直到冷却剂温度达到130OF时才能对增压器进行加载 13 增加 减少发动机转速至合适值 增压器自动加载 1 将旁通 自动加载按扭拨至自动加载 2 如果有足够的载荷 增压器将开始加压 3 依据开关设置的压力 增压器将自动旁通和加载 常规关闭步骤 1 将旁通 自动加载按扭拨至旁通处 2 将发动机转速至1600RPM 3 允许增压器运行5分钟以使温度下降 4 关闭吸入阀门和排出阀门 5 将关闭 运行 旁通按扭拨至关闭处 6 打开滤清器防砂盖和分离器罐的阀门 23 紧急关机步骤1 在仪表盘的侧面 按下紧急停车按扭 2 关闭吸入阀门和排出阀门 3 打开滤清器进口阀门和分离器阀门 4 将关闭 运行 旁通按扭拨至关闭处 5 将关闭 运行 旁通按扭拨至旁通处 24 2 空压机岗位安全操作规程空压机是空气钻井设备的气源部分 也是高压高温部分 操作人员日常工作时必须遵守以下安全规程 以保证设备正常运转和人员安全 所有人员进入工作场地必须穿工作服 戴好安全帽 并服从HSE工作人员的检查和命令启动前 应将压风机放置在开阔且通风的位置 应保证压风机处于安全工作状态 最大倾斜角度不得超过15度 应保证压风机备有足够的柴油 冷却剂 润滑油 应关闭压风机送气阀门 应确保没有任何人在压风内机或压风机上 25 启动 将电源开关拨至开位 即 ON 位 如在寒冷的天气启动压风机 应先将控制保暖设备的按扭拨至开位 即将 CONTROLHEATERS 拨至 ON 位 并等待60秒 按下旁通按扭 即 BYPASS 并保持10至15秒 同时将旁通键和开始键即 BYPASS 和 START 键按下 直至发动机运转 在寒冷的天气 应谨慎按下注入乙醚键 即 ENTERINJECT 键 当发动机速度达到1000RPM是时 释放 BYPASS 键 允许发动机进行热启动 5 10分钟 按下送气键 即 SERIVEAIR 键 打开送气阀门 26 停机 关闭送气阀门 并使发动机静止3 5分钟 将所有的开关拨至关位 即