硫化氢PPT课件.ppt

硫化氢防护 姓名 孙广亮单位 海洋石油培训中心 1 1 你了解硫化氢的特性及来源 2 你了解在含硫油气田钻井作业中的若干安全事项 3 你了解在含硫油气田采油作业中的安全事项及人身防护 4 你懂得硫化氢对金属腐蚀的两种类型及原理 5 你懂得影响硫化氢腐蚀的因素及油 套管 钻杆的防腐措施 6 你参加过硫化氢应急预案的编写工作 2 课程目标 a 熟练掌握硫化氢的两种检测方法并会使用防护用品 b 掌握硫化氢对人体的危害和如何进行防护及早期抢救措施 c 熟悉现场应急预案及在预案中的岗位职责 3 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 4 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 5 6 7 死亡243人 8 罗家16H井井场 9 几点感想 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 10 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22 6万人被紧急疏散 11 赵48井和罗家16H井井喷事故分析 赵48井罗家16H井试油钻井含硫油 气含硫气300g m3151g m3死亡7人死亡243人中毒464人中毒1千多人离村庄较远 700米离村庄近 30米 12 赵48和罗家16H井井喷事故分析 赵48井罗家16H井秋天9月28日冬季12月23日风大无风地形空旷山区疏散22 6万人疏散约6万人疏散及时35分钟后疏散群众抢险18小时抢险近4天时间 13 中原石油管理局 1997年8月15日 中原油田一采油厂在酸洗注水管线时发生硫化氢中毒事故 造成3人当场死亡 14 1998年3月22日 四川局温泉4井钻到1869米 发生溢流 关井后在准备压井泥浆和堵漏过程中 含有硫化氢的天然气通过煤层裂隙窜入四川开江县江翰田坝煤矿及乡镇小煤矿 导致在煤矿内作业的矿工死亡11人 中毒13人 烧伤1人的特大事故 地下井喷 15 天津市硫化氢中毒造成5名农民工死亡 2004年6月3日晚8点 天津市经济技术开发区泰丰泵站发生一起硫化氢中毒重大死亡事故 造成5名农民工死亡 经调查 天津泰达投资控股有限公司所属市政公司和中铁十八局集团第五工程有限公司在维修污水压力管线作业当中 双方既没有签订安全合同 明确各自职责 又没有制定预防硫化氢中毒 防因缺氧造成窒息事故预案 在未采取强制通风 污水管道内空气检测和佩戴空气呼吸器的情况下 施工单位违规指挥民工进入污水管道作业 在2个人进入管道出现异常情况后 另3名民工又在未采取任何安全措施的情况下 进入污水管道盲目施救 致使5人死亡 教训十分惨痛 16 1 硫化氢是我国急性化学中毒的主要因素之一按我国化学物质中毒人数 依次为一氧化碳 有机磷 氨 硫化氢 尽管排在第四位 但占死亡人数第二位 一氧化碳 硫化氢 在化工系统中占中毒人数和死亡人数均为第二位 17 2 石化系统硫化氢中毒特点 连续性 从有记录开始 1967年 2003年 几无间断 18 严重性死亡率高 33 49 全国调查500例 死亡率26 突发性影响大影响范围大 涉及炼制加工生产几乎所有环节 主要生产装置和一部分化工生产 19 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 20 物理化学性质 硫化氢是一种无色 剧毒 弱酸性气体 有臭鸡蛋气味 相对密度1 19 比空气重 燃点260 C 燃烧时带兰色火焰 当H2S与空气混合 浓度达4 3 46 时 形成爆炸混合物 H2S易溶于水和油 在20 1个大气压下 一体积水可溶解2 9体积的H2S 随温度升高溶解度下降 21 硫化氢气体的来源 1 石油中有机硫化物分解 2 石油中烃类和有机质通过储集层水中硫酸盐的高温还原 3 下部地层中硫化氢气体上窜 4 某些钻井液处理剂高温热分解 5 细菌作用产生硫化氢 6 某些丝扣油在高温中与游离硫反应生成硫化氢 7 钻入含硫化氢地层 地层流体侵入钻井液 这是钻井液中硫化氢的主要来源 22 H2S在油气田勘探开发生产作业中的分布 钻井试油井下作业采油 分布区域 分布物料 23 H2S在油气田勘探开发生产作业中的分布 单井进站的高压区 油气取样区 排污放空区 油水罐区 油气集输油气储存 分布区域 分布物料 24 H2S在油气田勘探开发生产作业中的分布 天然气净化厂 脱硫区 再生区 硫回收区 排污放空区 H2S主要集中在脱硫及硫回收单元 另外溶剂及尾气中也存在浓度较高的H2S 分布区域 分布物料 25 油气取样区 排污放空区 油水罐区 分布区域 分布物料 H2S在油气田勘探开发生产作业中的分布 油田注水 水处理 回注站 H2S主要集中在油气以及放空尾气中 26 序号类别H2S含量 1无硫气藏 0 0014 2低含硫气藏0 0014 0 3 3含硫气藏0 3 1 0 4中含硫气藏1 0 5 0 5高含硫气藏 5 0 气藏分类 27 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 28 一 H2S的职业危害介绍 1 侵入途径接触H2S的主要途径是吸入 H2S经粘膜吸收快 皮肤吸收甚少 误服含硫盐类与胃酸作用后产生H2S可经肠道吸收而引起中毒 29 2 毒理学简介H2S是一种神经毒剂 也是窒息性和刺激性气体 主要作用于中枢神经系统和呼吸系统 亦可造成心脏等多个器官损害 对其作用最敏感的部位是脑和粘膜 H2S的急性毒性作用器官和中毒机制 随接触浓度和接触时间变化而不同 浓度越高则对中枢神经抑制作用越明显 浓度较低时对粘膜刺激作用明显 一 H2S的职业危害介绍 30 一 H2S的职业危害介绍 空气中含量 ppm 危害后果 31 一 H2S的职业危害介绍 空气中含量 ppm 危害后果 32 一 H2S的职业危害介绍 空气中含量 ppm 危害后果 33 一 H2S的职业危害介绍 900 1500 1500 2250 空气中含量 ppm 危害后果 34 1 中枢神经系统损害最为常见 中枢神经症状极为严重 2 呼吸系统损害 可出现化学性支气管炎 肺炎 肺水肿 急性呼吸窘迫综合征等 3 心肌损害 3 硫化氢对人体造成的主要损害 35 二 现场救护技术 2 现场实施病员救护程序 36 离开毒气区 了解 气体的来源地 确定风向 如果中毒事件发生在室外 确定进出线路 避免自身中毒 报警器报警 安动报警器 并使报警器报警 如果报警器在毒气区里 或附近没有合适的报警系统 就大声警告在毒气区的其它人 1 现场实施病员救护程序 37 救护中毒者 估计中毒情况 是否有一些不寻常的因素要考虑 根据你所知道的中毒者的状态及地方 选择一个合适的救护技术 如果有可能 要求帮助救护中毒者 仔细注意中毒者的状态变化 戴呼吸装置 在安全地区 放置一个最近的设备 按照所要求的配戴程序戴好呼吸器 38 使中毒者复活 检查中毒者的中毒情况 进行口对口人工呼吸或心肺复苏直到 进行医疗帮助 对每一个受害者进行医疗帮助 不管他是否中毒倒下 继续抢救使受害者复活 一直到医疗帮助人员到达 如果中毒者已经救活 他们也必须让医生诊断救护 39 2 现场实施病员救护程序 病人的搬运方式 拖两臂法 拖衣服法 两人搬运法 40 拖两臂法 41 拖衣法 42 两人搬运法 43 现代复苏术起始于1958年Safar的口对口人工呼吸法 此法被确定为呼吸复苏的首选方法 1960年Kouwenhoven等发表了第一篇有关心外按压的文章 成为心肺复苏的里程碑 二者与1956年Zoll提出的体外电除颤法构成了现代复苏的三大要素 三 心肺复苏发展史 44 心搏完全停顿 是指心脏的收缩处于完全停顿的状态 心室纤维颤动 是指心室肌肉虽有不协调的颤动 但不能维持有效循环 心脏无效收缩 亦称心电机械分离 是指心脏虽然收缩 但心动无力 不能维持有效循环 四 心搏停止的类型和诊断 1 类型 45 意识突然丧失 或短暂的痉挛后意识丧失 大动脉 如颈动脉或股动脉 无呼吸喘息或呼吸停止 瞳孔散大 听不到心音 手术伤口出血停止 全身发紫 面色灰白 2 诊断 46 注意点 意识丧失和大动脉搏动消失为重要的诊断依据 诊断应分秒必争 防止反复触摸周围脉搏 听心音 测血压 查心电 更换医师而延误时间 因脑细胞经受4 6min的完全性缺血缺氧 即可引起不可逆损伤 因此 诊断必须迅速果断 及时着手复苏 47 时间就是生命 心脏骤停时间临床表现4秒钟 患者出现黑朦5 10秒 晕厥15秒 晕厥和抽搐20 30秒 持续昏迷 呼吸断续45秒 瞳孔散大1 2min 瞳孔固定8 10min 中枢神经系统不可逆损害 48 各脏器对无氧缺血的耐受能力 大脑 4 6分钟小脑 10 15分钟延髓 20 25分钟心肌和肾小管细胞 30分钟肝细胞 1 2小时肺组织 大于2小时 生存链chainofsurvival 49 无氧缺血时脑细胞损伤的进程 脑循环中断 10秒 脑氧储备耗尽20 30秒 脑电活动消失4分钟 脑内葡萄糖耗尽 糖无氧代谢停止5分钟 脑内能量代谢完全停止4 6分钟 脑神经元发生不可逆的病理改变6小时 脑组织均匀性溶解 50 传统的CPR按国际惯例分为三期九步法 第一阶段 ABC 基本生命支持期 BLS期 basiclifesupport当心搏停止4min以内开始第一阶段复苏术 第二阶段 DEF 进一步生命支持期 ALS期 advancedlifesupport在8min以内进行第二阶段复苏术时 最有可能救活生命且复苏率最高 第三阶段 GHI 长期生命支持期 PLS期 prolonglifesupport 其复苏是待循环功能恢复到某种程度后转入脑复苏和集中治疗 进入重症监测治疗 维持和恢复心肺脑功能至正常 3 步骤 51 2005国际心肺复苏指南 年龄划分 成人 8岁儿童 1 8岁婴儿 1岁新生儿 出生后第1h 还未离开医院的新生儿 52 保持气道通畅是复苏成功的首要步骤和重要措施 最快的方法是使患者平卧 头偏向一侧 同时向前推下颌 使口微张 此法可防止舌和咽阻塞气道 可直接观察咽部的变化 确定是否有上呼吸道阻塞 A 打开气道 53 开放气道的方法 推额抬颈法 开放气道不完全 且有损伤脊髓的危险 故目前多不主张应用 推额 仰头 提颏法 易于掌握 值得推广 方法为 一手放在患者前额 手掌用力向后推 使头部向后仰 另一手的手指放在下颌骨处 向上抬颏 使牙关紧闭 下颏向上抬动 下颌与耳垂连线和地面垂直 54 呼吸道梗阻推额抬颈法推额提颏法 55 施行人工呼吸前必须清除呼吸道内的异物或分泌物 在保持气道开放的情况下 观察胸廓起伏 静听呼气逸出声 鼻孔前气流的感觉来判断有无自主呼吸 若无自主呼吸时可采取如下人工呼吸 B 呼吸 56 口对口人工呼吸 仰头 抬颏手法来保持气道通畅 用拇指和食指捏住鼻孔后 用力吹气2次 吹气时间为1 1 5s 通气量为800 1200mL或儿童10ml kg 病人吸气后立即松开鼻孔并移去口 病人被动呼气 面罩加呼吸囊 或复苏囊 法 用面罩扣住患者的口鼻部 面罩的远端连接自动鼓起的呼吸囊 囊的另一接口与送氧管连接或与送空气管连接 57 患儿体位 胸部按压时患者必须置于水平仰卧位 硬板床上 这是因为即便按压恰当 到达的脑血流也是减少的 当头抬高于心脏时 脑血流将进一步减少或受限 而有效的心肺复苏 脑和心肌的血流分别能达正常的30 和60 C 循环 58 正确的手位 一只手的手掌根部置于胸骨的下半部 另一只手叠放于其上以使双手平行 抢救者手掌根部的长轴应放在胸骨的长轴上 这样可以维持按压的主要力量作用于胸骨并减少肋骨骨折的概率 手指可以伸展或者交叉放置 但应保持不挤压胸部 59 正确的按压技术 肘固定 臂伸直 垂直向下 双手不应该离开胸壁 也不应以任何方式改变位置 否则会失去正确的手位 按压深度大于8岁4 5cm 有改动 1 8岁2 4cm 婴儿及新生儿1 5 2cm 约胸廓厚度的1 3 1 2 60 按压时间及频率胸部按压压力消除后使血液流入胸部和心脏 在每次按压后必须使压力完全消除 使胸恢复到正常位置 频率为100次 min 61 按压 通气比率 不包括新生儿 非医务人员 30 2医务人员 成人患者 30 2患者 8岁单人时 30 2双人时 15 2 62 胸外心脏按压 63 64 CPR技术参数一览表 65 ABC顺序的认识进展 CAB顺序 在三阶段九步骤法的基础上 有人提出将ABC改为CAB 即主张对于心搏骤停患者 复苏时首先进行循环支持 理由是 患者在心搏骤停后可有1 2次自发性气喘 其张力的变化足以维持呼吸道的畅通及气体交换 心血管和肺内尚有氧合血液 立即心脏按压可使心脑得到血供 且按压时胸廓回弹 有助于肺通气 肺在正常呼吸时含有足够的氧 呼吸停止后30s内尚能维持正常的血氧含量 脑对缺氧的耐受性比缺血大 在整个复苏过程中呼吸均有可能保持满意状态 而一旦血流中断且缺氧加重 加重损害 66 ABC CAB 若先实行人工呼吸 即使得到局部 肺 血氧增加 由于无血流动力 仍不能起到应有作用 而且不熟练的人工呼吸反而浪费宝贵时间 Chandra等在犬心脏停跳后4min进行心脏按压经4min后测动脉血氧饱和度仍大于90 平均每分钟通气量达到 5 2 1 1 L m2 因此 心搏骤停早期仅做心脏按压足以维持机体基本需要 67 判断 心肺复苏有效判定 1 瞳孔由散大而缩小 有对光反应 2 面色转红3 神志渐清4 能摸到脉搏5 有自主呼吸6 肢体活动 68 死亡 终止复苏的条件 患者心脏骤停 呼吸停止 有效心肺复苏已30分钟 而出现下列情形可终止心肺复苏 1 瞳孔散大或固定 2 对光反射消失 3 呼吸仍未恢复 4 深反射活动消失 5 心电图成直线 69 给药途径的选择静脉通路复苏时建立静脉通道非常重要 D 药物 70 作心电图监测 明确心搏停顿 心室纤颤或心电机械分析 E 心电图 71 胸外电除颤除颤的操作方法简单 能量设置 充电 电极板所放的位置并不重要 一般是将一个电极板置于右锁骨下胸骨右缘第2肋间 另一个是在心尖外侧左4 5肋间 如果用扁平的电极板则置于左肩胛骨下方 而保证有足够的导电糊 或盐水纱垫 和施加一定的压力则是非常重要的 因为这些简单的措施可增加传递到患者体内的能量 F 心室除颤 72 第一阶段初期复苏要监测血流动力学包括血压 脉搏 心电图 呼吸和酸碱平衡 动脉血气分析 每30min 1h 心排量等 待心脏复跳后可连续监测脉率 血氧饱和度 测肛温 第二阶段后期复苏 除上述各项外 还要测尿量 每1h一次 颅内压 血常规 尿常规及电解质 G 监控 73 通过心肺复苏恢复了心搏和自主呼吸 称 部分复苏 在心肺复苏成功基础上争取使患者恢复中枢神经功能达脑复苏 称 完全复苏 脑死亡 是指脑不可逆性地丧失功能 H 脑复苏 74 室外呼吸新鲜空气 做适当的康复性训练 I 整体康复 75 CPR影片 76 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 77 硫化氢的检测方法 两种检测方法 1 现场取样化验室测定法 测量精度高 但测定程序繁琐 得到数据不及时2 现场直接测定法 测定迅速 利于现场使用 但测定误差较大 78 H2S在低浓度 0 13 4 6ppm 时可闻到臭鸡蛋味 当浓度达到4 6ppm时 会使人的嗅觉钝化 如果硫化氢在空气中的含量达到100ppm以上 嗅觉会迅速钝化 而感觉不到空气中H2S的存在 因此根据嗅觉器官来判断H2S是否存在是极不可靠 十分危险的 应该采用检测仪器来确定的存在及其含量 79 化学测量法 1 醋酸铅试纸法试液配方 10克醋酸铅 100毫升醋酸 或蒸馏水 测量原理Pb CH3COO 2 H2S PbS 棕色或黑色 2CH3COOH 80 2 比长式硫化氢测定管结构 81 采气管 82 比长式硫化氢测定管 2 测定范围 0 250mg m33 测定温度 3 30 4 使用方法 用医用100ml注射器或专用采气筒 一次采气样100ml 把测定管两侧打开 按箭头方向将硫化氢测试管插入采气筒 将采气筒中气样用100ml min的速度注入测定管 要检测的H2S气体与指示胶起反应 产生一个变色柱或变色环 由变色柱或变色环上所指示的高度可直接从测定管上读出H2S气体含量 ml m3 83 一般价格贵 具有声光报警和H2S浓度显示功能 有的还能实现远距离探测 便携式 具有灵敏度高 感应快 体积小 重量轻 便于携带 固定式 现场需要24小时连续监测硫化氢浓度时应采用固定式硫化氢检测仪 二 电子监测仪法 84 检测报警仪 1 用途 是一种个人便携式气体检测报警仪 适用于在工矿环境中连续检测硫化氢气体 它的传感器反应灵敏 采用液晶屏以ppm形式直接显示环境中的硫化氢气体浓度 如果被测空气中的H2S气体浓度超过设定的报警值 仪器将发出声光报警 85 86 1 工作原理电化学传感器以扩散方式工作 它能直接与扩散在环境气体中的硫化氢反应 产生线性电信号 印刷电路板从传感器获得电信号经放大 模 数转换后在液晶屏上直接显示出所测气体的浓度 当浓度达到设定值 蜂鸣器和发光二极管发出声光报警信号 移动式检测报警仪 87 当空气中浓度大于阀限值10ppm时应能自动报警当大于安全临界浓度20ppm时场工作人员应配戴正压式空气呼吸器 第三级报警值应该在危险临界浓度100ppm时 应与二级报警信号有明显的区别 警示立即组织现场人员撤离 88 2 使用注意事项a 仪器每10秒红色指示灯闪一下 表示仪器正常工作 b 电池可连续供电1000小时 约1 5月 c 电池不足是发出间隔10秒的短促声响 同时显示缺电符号 d 注意防水 防尘e 不要在无线电发射台附近校准仪器 f 长期不用时 应关机 取下电池 置于干燥环境g 传感器中含有硫酸 更换时小心勿损坏 伤人 检测报警仪 89 固定式检测报警仪 现场需要24小时连续监测硫化氢浓度时应采用固定式硫化氢检测仪 这种检测仪的主机一般多装于中心控制室 探头数可根据现场气样测定点的当量来确定 探头置于硫化氢易泄漏或聚集的区域 如钻井的井口 钻台上 出口槽 振动筛 钻井液罐等位置 90 固定式检测报警仪 一旦探头接触硫化氢 它将通过连接线 传到中心控制室 显示硫化氢的浓度 并有声光报警 91 固定式检测报警仪 1 工作原理传感器应用了定电压电解法原理 内有三个电极 即工作电极 对电极和参比电极 被测气体透过电极间的薄膜达到工作电极 发生氧化还原反应 传感器产生一输出电流 此电流与硫化氢浓度成正比 此电流信号经放大后 送至模 数转换电路 将模拟量转换成数字显示出来 92 固定式有毒气体检测探头型号 SP 1104 93 日常维护及注意事项 应由专人维护 其他人一得随意乱动 每个月校准一次仪表零点 为保证测量精度 要每三个月用标准气体标定一次 定期清理探头的防雨罩 防止堵塞 通电情况下严禁拆卸 94 正压式空气呼吸器 当周围的空气变得不能呼吸时 空气呼吸装置可为人们提供一个立即可用的呼吸保护器在硫化氢或二氧化硫的浓度值可能超过作用级别 不应该将空气净化器及负压呼吸设备用于油气井钻井 服务和修井作业 应该使用带全面罩的正压式呼吸保护设备 95 1 空气呼吸器的结构 空气呼吸器包括以下七个部分 储存压缩空气的气瓶 支承气瓶和减压阀的背托架 安装在背托架上的减压阀 面罩 安装于面罩上的供气阀 中压导管及快速接头 压力指示器和残余气体报警器 96 97 2 工作原理 贮存天高压气瓶内的压缩空气通过气瓶阀进入减压阀 变成0 7MPa的中压气体后 输入到联接在面罩上的供气阀 供气阀按使用者的要求能提供大于300L min流量的空气 吸气时供气阀自动开户 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户 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 98 适用于有害气体 粉尘及缺氧环境 不适用于水下作业 强酸 强碱环境 99 用前检查 1 气瓶压力 28 30MPa 2 整个呼吸器的气密性 密封性 3 警报器警报试验 100 3 使用方法 气密检查和警报器试验 气瓶阀完全打开后要检查压力表上的读数 其值应在28 30MPa之间 关闭气瓶阀后 5分钟内压力下降值不大于0 583MPa 表明高中压系统气密性良好 1min 0 5Mpa 打开气瓶阀开关 稍后关闭 转动供气阀的旁通阀手轮缓慢放气 观察压力表指针的下降 当压力下降至4 6MPa时报警器应发出哨笛报警信号 101 102 旁通阀 冲泄阀 1 当供气阀内部机构发生故障时 可作人工供气 2 关闭气瓶后放掉中压管线内的残余气体 节气开关 103 背呼吸器 104 面罩佩戴说明 尽量将四条头带放松 将头带戴在头的后部 将面罩盖住脸 拉紧四条头带 调整面罩与头部配合严密 先调节颈部的带子 然后调整头前部的带子做正压和负压密合性检查 105 106 107 108 4 使用中的注意事项 使用中应使气瓶阀处于完全打开状态 在使用过程中 应随时观察压力表的批示数值 当压力下降到5 6MPa时 应及时撤离现场 使用中感觉呼吸阻力增大 呼吸困难 出现头晕等不适现象要及时撤离现场 109 l 弯腰将双臂穿入肩带 2 双手卡住气瓶中间 缓慢举过头顶 背在身后 3 拉紧肩带 固定腰带 4 将面罩上的一条长脖带套在脖子上 面罩跨在胸前 5 由下向上戴上面罩 6 收紧面罩系带 用手堵住进气口 用力吸气 检查面罩的气密性 7 打开气瓶阀 吸气阀与面罩对接 8 正常使用 9 用完后 卸下呼吸器 关闭气阀 用清水冲洗干净装入包箱内 正压式空气呼吸器操作步骤 110 维护保养制度 用前检查 用后维护保养 定期检查 维护保养 用软布清除呼吸器 可用中性清洁液 消毒液洗涤 然后用清水冲刷掉洗涤液和消毒液 自然晾干 各组件都不能浸入水中 111 5 使用结束后 脱下面罩 按下供气阀上的手动开关 关闭供气阀 卸下呼吸器 关闭气瓶开关 打开旁通阀 放空系统管内的余气 再关闭旁通阀 112 硅脂 定期在供气阀的密封圈上涂硅脂 检漏 4份水 份洗涤剂 清洗剂 中性肥皂液或清洁剂 餐用洗洁剂 与温水 最高43 混合 消毒 医用酒精 113 定期检查 维护保养人员应定期进行检查 检查周期不超过一个月 并填好 定期操作检查记录 保证呼吸器装具处于完好备用状态 钢质气瓶至少每三年 碳纤维复合气瓶至少每五年检测一次 气瓶使用后应保留一定压力 以免处界的有毒气体或潮湿空气进入气瓶内 114 滤毒罐防护范围及质量标准 115 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 116 井口 钻台 节流管汇 远控台 放喷管线接出井场100m 机房 钻井泵 循环池 大土池 钻井液罐 搅拌器 除泥器除砂器 振动筛 除气器 柴油罐 发电房 工程室泥浆室地质室值班室 防护室 井场布置示意图 117 在施工过程中应注意 1 井场入口处应有防护设计 2 井场所有设备的安放必须留有空间 并设置多个风向标 4 在无风和微风时 用鼓风机或排风扇对一定方向吹风 3 进入气层前50米 对二层台 钻台周围做相应的保护 118 6 确保24小时通讯畅通 7 泥浆槽 钻井液池 振动筛附近和钻台等处 安装硫化氢监测仪及音响报警器 钻台人员配备便携式硫化氢监测器 5 发电机必须与井眼保持一定距离 119 1 报警信号 报警标志和风向标等 要设在井架上 山顶上 桅杆上 钻井平台上 2 振动筛 钻井液池和录井房等处有警告标志 有值班人员脱离危险的通道 3 守护船应在平台上风方向停泊 密闭救生设备齐全 周围边界受制约的井场 120 怀疑有硫化氢时应采取的措施 合理的钻井设计 含硫油气田钻井的安全操作 井控设备的安装和材质 121 合理的钻井设计 1 注明含硫地层及其深度和预计含量 4 钻井液安全附加密度在规定的油井标准0 05 0 10g cm3 气井标准0 07 0 15g cm3上选用上限值 2 若H2S压力大于0 21KPa时 必须使用抗硫套管 钻杆等其它管材 3 高压含硫地区可采用厚壁钻杆 122 5 井队必须有足量的高密度钻井液和加重材料 6 钻井液的PH值始终控制在9 5以上 若采用铝制钻具时 PH值不得超过10 5 7 限制在含硫地层用常规中途测试工具进行地层测试工作 123 含硫油气田钻井的安全操作 1 在钻入含硫地层前 对钻井队进行一次防H2S的安全培训 2 在高含硫地区即将钻进油气层时 以及发生井涌 井喷后 应有医生 救护队在井场值班 3 严格按设计钻井液密度配制钻井液 4 做到及时发现溢流显示 5 利用除气器和除硫剂将钻井液中H2S控制在75mg m3以下 124 6 前10根立柱起钻速度应控制在0 5m s以内 7 当取心工具离地面还有五柱时 钻台作业人员带上防毒面具 直到取出岩心筒 9 在H2S含量超过安全临界浓度时 必须佩带防护器具 且至少两人同在一起工作 10 放喷点火时 点火人员应佩带防护器具 在上风方向 离火口不得少于10m 用点火枪远程射击 11 控制住井喷后 应对可能聚集H2S的地方进行检测 8 在油气层钻进时 动用电气焊按规定报批执行 125 1 根据地层和压力梯度配备防喷器组合及井控管汇等设备 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 并接出井场100m以外 4 压井管线至少有一条在季节风的上风方向 5 井控设备在安装 使用前应进行无损探伤 设备安装 126 油基钻井液 在250 C以下 干燥的H2S几乎无腐蚀 油基钻井液大量吸收H2S气体 进入液相溶液中 而不形成自由气泡 从而降低对钻杆 套管及下井工具的应力腐蚀和氢脆破坏 127 水基钻井液处理方法 1 维持一定的PH值 加成膜防腐剂 2 加入抑制剂 128 放喷点火管线 太阳能点火装置 129 点火枪 气管线 130 控制钻柱浸泡时间 严格限制在深部地层用常规中途测试工具 若必须进行 应减少钻柱浸泡时间 131 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 132 电化学腐蚀氢脆硫化物应力腐蚀开裂 一 硫化氢对金属材料的腐蚀 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 133 二 硫化氢电化学腐蚀过程 阳极 Fe 2e Fe2 阴极 2H 2e Had Had 2H H2 H 钢中扩散其中 Had 钢表面吸附的氢原子 H 钢中的扩散氢 阳极反应产物 Fe2 S2 FeS 134 注 钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁 该产物通常是一种有缺陷的结构 它与钢铁表面的粘结力差 易脱落 易氧化 且电位较正 因而作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池 对钢基体继续进行腐蚀 135 三 硫化氢引起氢损伤的腐蚀类型 反应产物氢一般认为有两种去向 一是氢原子之间有较大的亲和力 易相互结合形成氢分子排出 另一个去向就是由于原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢 H 而渗入钢的内部并溶入晶格中 溶于晶格中的氢有很强的游离性 在一定条件下将导致材料的脆化 氢脆 和氢损伤 136 四 湿H2S环境中的开裂类型 氢鼓泡 HB 氢致开裂 HIC 硫化物应力腐蚀开裂 SSCC 应力导向氢致开裂 SOHIC 137 1 氢鼓泡 HB 腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散 在钢材的非金属夹杂物 分层和其他不连续处易聚集形成分子氢 由于氢分子较大难以从钢的组织内部逸出 从而形成巨大内压导致其周围组织屈服 形成表面层下的平面孔穴结构称为氢鼓泡 其分布平行于钢板表面 它的发生无需外加应力 与材料中的夹杂物等缺陷密切相关 138 2 氢致开裂 HIC 在氢气压力的作用下 不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接 形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂 裂纹有时也可扩展到金属表面 HIC的发生也无需外加应力 一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织有关 139 3 硫化物应力腐蚀开裂 SSCC 湿H2S环境中腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部固溶于晶格中 使钢的脆性增加 在外加拉应力或残余应力作用下形成的开裂 叫做硫化物应力腐蚀开裂 140 硫化氢应力腐蚀和氢致开裂是一种低应力破坏 甚至在很低的拉应力下都可能发生开裂 一般说来 随着钢材强度 硬度 的提高 硫化氢应力腐蚀开裂越容易发生 甚至在百分之几屈服强度时也会发生开裂 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 141 4 应力导向氢致开裂 SOHIC 在应力引导下 夹杂物或缺陷处因氢聚集而形成的小裂纹叠加 沿着垂直于应力的方向 即钢板的壁厚方向 发展导致的开裂称为应力导向氢致开裂 其典型特征是裂纹沿 之 字形扩展 有人认为 它也是应力腐蚀开裂 SCC 的一种特殊形式 142 143 144 使用14年后弯头的壁厚减薄 内壁应力腐蚀开裂裂纹形貌 145 五 硫化氢腐蚀的影响因素 1 材料因素 在油气田开发过程中钻柱可能发生的腐蚀类型中 以硫化氢腐蚀时材料因素的影响作用最为显著 材料因素中影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织 强度 硬度以及合金元素等等 146 显微组织 对应力腐蚀开裂敏感性按下述顺序升高 铁素体中球状碳化物组织 完全淬火和回火组织 正火和回火组织 正火后组织 淬火后未回火的马氏体组织 注 马氏体对硫化氢应力腐蚀开裂和氢致开裂非常敏感 但在其含量较少时 敏感性相对较小 随着含量的增多 敏感性增大 147 2 强度和硬度 随屈服强度的升高 临界应力和屈服强度的比值下降 即应力腐蚀敏感性增加 材料硬度的提高 对硫化物应力腐蚀的敏感性提高 材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22 相当于HB200 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 油气开采及加工工业对不昂贵的 可焊性好的钢材的需要 基本上决定了研究的工作方向就是优先研制抗硫化物腐蚀开裂的低合金高强度钢 148 合金元素及热处理 碳 C 增加钢中碳的含量 会提高钢在硫化物中的应力腐蚀破裂的敏感性 有害元素 Ni Mn S P 有利元素 Cr Ti 镍 Ni 提高低合金钢的镍含量 会降低它在含硫化氢溶液中对应力腐蚀开裂的抵抗力 原因是镍含量的增加 可能形成马氏体相 所以镍在钢中的含量 即使其硬度HRC 22时 也不应该超过1 含镍钢之所以有较大的应力腐蚀开裂倾向 是因为镍对阴极过程的进行有较大的影响 在含镍钢中可以观察到最低的阴极过电位 其结果是钢对氢的吸留作用加强 导致金属应力腐蚀开裂的倾向性提高 149 铬 Cr 一般认为在含硫化氢溶液中使用的钢 含铬0 5 13 是完全可行的 因为它们在热处理后可得到稳定的组织 不论铬含量如何 被试验钢的稳定性未发现有差异 也有的文献作者认为 含铬量高时是有利的 认为铬的存在使钢容易钝化 但应当指出的是 这种效果只有在铬的含量大于11 时才能出现 钼 Mo 钼含量 3 时 对钢在硫化氢介质中的承载能力的影响不大 钛 Ti 钛对低合金钢应力腐蚀开裂敏感性的影响也类似于钼 试验证明 在硫化氢介质中 含碳量低的钢 0 04 加入钛 0 09 Ti 对其稳定性有一定的改善作用 150 锰 Mn 锰元素是一种易偏析的元素 研究锰在硫化物腐蚀开裂过程的作用十分重要 当偏析区Mn C含量一旦达到一定比例时 在钢材生产和设备焊接过程中 产生出马氏体 贝氏体高强度 低韧性的显微组织 表现出很高的硬度 对设备抗SSCC是不利的 对于碳钢一般限制锰含量小于1 6 少量的Mn能将硫变为硫化物并以硫化物形式排出 同时钢在脱氧时 使用少量的锰后 也会形成良好的脱氧组织而起积极作用 在石油工业中是制造油管和套管大都采用含锰量较高的钢 如我国的36Mn2Si钢 提高硬度 151 硫 S 硫对钢的应力腐蚀开裂稳定性是有害的 随着硫含量的增加 钢的稳定性急剧恶化 主要原因是硫化物夹杂是氢的积聚点 使金属形成有缺陷的组织 同时硫也是吸附氢的促进剂 因此 非金属夹杂物尤其是硫化物含量的降低 分散化以及球化均可以提高钢 特别是高强度钢 在引起金属增氢介质中的稳定性 磷 P 除了形成可引起钢红脆 热脆 和塑性降低的易熔共晶夹杂物外 还对氢原子重新组合过程 Had Had H2 起抑制作用 使金属增氢效果增加 从而也就会降低钢在酸性的 含硫化氢介质中的稳定性 152 冷加工 经冷轧制 冷锻 冷弯或其他制造工艺以及机械咬伤等产生的冷变形 不仅使冷变形区的硬度增大 而且还产生一个很大的残余应力 有时可高达钢材的屈服强度 从而导致对SSCC敏感 一般说来钢材随着冷加工量的增加 硬度增大 SSCC的敏感性增强 153 2 环境因素的影响 硫化氢浓度 从对钢材阳极过程产物的形成来看 硫化氢浓度越高 钢材的失重速度也越快 对应力腐蚀开裂的影响 高强度钢即使在溶液中硫化氢浓度很低 体积分数为1 10 3mL L 的情况下仍能引起破坏 硫化氢体积分数为5 10 2 6 10 1mL L时 能在很短的时间内引起高强度钢的硫化物应力腐蚀破坏 但这时硫化氢的浓度对高强度钢的破坏时间已经没有明显的影响了 硫化物应力腐蚀的下限浓度值与使用材料的强度 硬度 有关 154 pH值对硫化物应力腐蚀的影响 随pH的增加 钢材发生硫化物应力腐蚀的敏感性下降 pH 6时 硫化物应力腐蚀很严重 6 pH 9时 硫化物应力腐蚀敏感性开始显著下降 但达到断裂所需的时间仍然很短 pH 9时 就很少发生硫化物应力腐蚀破坏 155 温度 在一定温度范围内 温度升高 硫化物应力腐蚀破裂倾向减小 温度升高硫化氢溶解度减小 在22 左右 硫化物应力腐蚀敏感性最大 温度大于22 后 温度升高硫化物应力腐蚀敏感性明显降低 对钻柱来说 由于井底钻井液的温度较高 因而发生电化学失重腐蚀严重 而上部温度较低 加上钻柱上部承受的拉应力最大 故而钻柱上部容易发生硫化物应力腐蚀开裂 156 4 流速 流体在某特定的流速下 碳钢和低合金钢在含H2S流体中的腐蚀速率 通常是随着时间的增长而逐渐下降 平衡后的腐蚀速率均很低 如果流体流速较高或处于湍流状态时 由于钢铁表面上的硫化铁腐蚀产物膜受到流体的冲刷而被破坏或粘附不牢固 钢铁将一直以初始的高速腐蚀 从而使设备 管线 构件很快受到腐蚀破坏 因此 要控制流速的上限 以把冲刷腐蚀降到最小 通常规定阀门的气体流速低于15m s 相反 如果气体流速太低 可造成管线 设备低部集液 而发生因水线腐蚀 垢下腐蚀等导致的局部腐蚀破坏 因此 通常规定气体的流速应大于3m s 157 5 氯离子 在酸性油气田水中 带负电荷的氯离子 基于电价平衡 它总是争先吸附到钢铁的表面 因此 氯离子的存在往往会阻碍保护性的硫化铁膜在钢铁表面的形成 但氯离子可以通过钢铁表面硫化铁膜的细孔和缺陷渗入其膜内 使膜发生显微开裂 于是形成孔蚀核 由于氯离子的不断移入 在闭塞电池的作用下 加速了孔蚀破坏 在酸性天然气气井中与矿化水接触的油套管腐蚀严重 穿孔速率快 与氯离子的作用有着十分密切的关系 158 五 硫化氢腐蚀的预防措施 1 选用抗硫化氢材料 抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料 同时采用低硬度 强度 和完全淬火 回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的 159 抗H2S腐蚀钢材的基本要求 成分设计合理 材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关 因此常常加入Cr Mo Nb Ti Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度 超细晶粒原始奥氏体经淬火后 形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织 是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径 采用有害元素 包括氢 氧 氮等 含量很低纯净钢 良好的淬透性和均匀细小的回火组织 硬度波动尽可能小 回火稳定性好 回火温度高 600 良好的韧性 消除残余拉应力 160 2 添加缓蚀剂 实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法 缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高 针对性很强 不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同 甚至同一种介质 当操作条件 如温度 压力 浓度 流速等 改变时 所采用的缓蚀剂可能也需要改变 用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂 通常为含氧的有机缓蚀剂 成膜型缓蚀剂 有胺类 米唑啉 酰胺类和季胺盐 也包括含硫 磷的化合物 如四川石油管理局天然气研究所研制的CT2 l和CT2 4油气井缓蚀剂及CT2 2输送管道缓蚀剂 在四川及其他含硫化氢油气田上应用均取得良好的效果 161 3 控制溶液pH值 提高溶液pH值降低溶液中H 含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力 维持pH值在9 11之间 这样不仅可有效预防硫化氢腐蚀 又可同时提高钢材疲劳寿命 4 金属保护层在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上Au Ag Ni Cr Zn Sn等金属 保护内层不被腐蚀 5 保护器保护将被保护的金属如铁作阴极 较活泼的金属如Zn作牺牲性阳极 阳极腐蚀后定期更换 6 阴极保护外加电源组成一个电解池 将被保护金属作阴极 废金属作阳极 162 1 硫化氢事故案例分析 2 硫化氢的特性 3 硫化氢中毒症状和早期抢救措施 4 硫化氢的检测与防护装备 5 含硫化氢油气田作业的安全 6 含硫油气设备的腐蚀与防腐 7 硫化氢泄漏应急与救援程序 163 硫化氢防护演习 1 所有必要人员都要戴上呼吸器 井队的HSE监督检查管道空气系统上的呼吸空气供应阀 2 平台上的鼓风机工况良好 熄灭所有明火 3 防止任何人单独出入H2S污染区 4 不必要人员带上呼吸器离开现场 5 发出解除信号 6 填写H2S防护演习记录 7 演习后 对应急计划进行讨论 164 HSE监督应做到 用检查仪检测低洼区 空气不通区 以及钻机周围有无H2S聚集 给自持式呼吸器充气 汇报各种检测设备 防护设备等有无破损情况 信号解除后 检查呼吸器 空气软管等 判断可能出现的故障 进行整改 165 天气情况 钻井深度 完钻所需时间 参加练习的队员名单 在钻台和安全汇报点活动的简单描述 注明队员的不规范操作或设备的故障 内容包括 日期 培训 填写H2S防护演习记录 166 疏散 1 所有不必要人员迅速离开现场 2 所有无事可做的必要人员转移到安全区域 3 必要时协助居民疏散 4 未经许可 无关人员不得进入现场 167 应急程序 1 一旦H2S探测仪或录井仪器发出警报 则首先发现报警的人员立即通知司钻 并赶赴报警点发出警报 2 司钻立即停止作业 实施关井 司钻 内外钳工戴上防毒面具后留在井上 其它人员全部撤离到上风集合地点 3 应急小组赶赴井场 检测H2S的含量 同时应急小组组长将井上情况向外方监督通报 4 若H2S的含量低于10ppm 可进行循环观察 若高于10ppm 则进行循环压井 直至最终控制住气侵 5 险情解除后 井队安全员写出险情报告 168 应急管理 可能存在硫化氢泄漏的单位应制定和建立应急救援预案和急救网络 对预案应定期演练 并及时进行修订完善 在含硫化氢区域或新探区作业 应建立防硫化氢应急预案 并报当地县 乡政府审查和备案 预案中应将硫化氢的危害 安全事项 撤离程序等内容告知3