硫化氢培训讲义

硫化氢防护基础知识,讲授:狄多林,目录 硫化氢气体的危害 含硫化氢气体井场布置及要求 怀疑有硫化氢时应采取的措施 钻井过程中硫化氢气体的处理 含硫化氢地区作业的应急预案 硫化氢的腐蚀特性和影响因素 硫化氢中毒途径及现场急救 硫化氢监测仪及防毒面具的使用 技能操作,一、概述,由于人类对石油、天然气及地热能源的需要，要钻探高压深井，在这类钻井中就可能钻遇含有硫化氢的地层。目前，我国已开发的油气田不同程度地含有硫化氢气体，甚至有的油田含量极高。,第一单元、硫化氢气体的危害,一、概述,如四川局H2S气田约占已开发气田的78.6%，其中卧龙河气田H2S含量高达10%（体积比），华北油田晋县赵兰庄H2S气田，H2S含量高达92%。H2S气体是仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体。一旦H2S气井发生井喷失控，将导致灾难性的悲剧。,第一单元、硫化氢气体的危害,一、概述,震惊中外的重庆“12.23”井喷特大事故，由于含H2S天然气的大量溢出，未能及时点火，造成周围居民243人中毒死亡，数千中毒治疗，数万人的大逃亡，其教训是十分沉重而令人心痛的。,第一单元、硫化氢气体的危害,一、概述,H2S气体不仅严重威胁着人们的生命安全，造成环境恶性污染，同时，它对金属设备、工具及用具也造成严重的腐蚀破坏。,第一单元、硫化氢气体的危害,二、硫化氢气体的物理化学性质,颜色：无色、剧毒、酸性气体。,密度；(相对空气) 1.176 ，比空气重，因此，极容易聚集在低凹处。,气味： H2S有一种令人讨厌的臭鸡蛋味。,爆炸极限：当H2S浓度在4.3%46%时，在空气中形成的混合气体遇火将产生强烈的爆炸。,可燃性：燃烧时产生兰色火焰，并生成危害人眼睛和肺部的SO2 。,可溶性：H2S易溶于水和油， H2S的溶解度随温度升高溶解度下降。,沸点：液态H2S的沸点很低，因次我们通常看到的是气态的H2S。,第一单元、硫化氢气体的危害,三、硫化氢的来源：,硫化氢气的地方石油工业能产生,第一单元、硫化氢气体的危害,钻井,修井,生产采油,炼厂,1、钻井：对于油气井中硫化氢来源可以归结为以下几个方面：1）热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解产生H2S。2）石油中的烃类和有机物质通过储集层中水的硫酸盐的高温还原作用而产生H2S。3）通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的H2S上窜而来。4）某些钻井液处理剂在高温热分解下产生H2S。,三、硫化氢的来源：,第一单元、硫化氢气体的危害,2、修井 在修井时循环罐和油罐是硫化氢的主要来源。循环罐、油罐和储浆罐周围有H2S气体，这是由于修井时循环、自喷或抽吸井内液体进入罐中造成的。硫化氢可以以气态的形式存在，也可存在于井内的钻井液中。,三、硫化氢的来源：,第一单元、硫化氢气体的危害,注意：井内液体中的硫化氢可以由于液体的循环、自喷、抽吸或清洗油罐释放出来。打开油罐的顶盖、计量孔盖和密闭油罐的通风管，都有可能有H2S向外释放，在井口、压井液、放喷管、循环泵、管线中也可能有H2S气体。,三、硫化氢的来源：,第一单元、硫化氢气体的危害,三、硫化氢的来源：,3、采油：在采油作业中有九处极易与硫化氢气体接触的场所，其中有六处与实际操作有直接关系。（1）水、油或乳剂的储藏罐。（2）用来分离油和水、乳剂和水的分离器。（3）空气干燥器。（4）输送装置、集油罐及其管道系统。（5）用来燃烧酸性气体的放空池和放空管线。（6）提高石油回收率也可能会产生硫化氢。,第一单元、硫化氢气体的危害,三、硫化氢的来源：,另有三处来源途径与设备所在地有关。（1）装载场所。（2）计量站调整或维修仪表。（3）气体输入管线系统之前，用来提高空气压力的空气压缩机。,第一单元、硫化氢气体的危害,三、硫化氢的来源：,4、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（包括冷凝装置）、排泄系统、取样凡尔以及其他破裂部位。处理装置是一种相当危险的地方。进入处理装置去清洗处理塔、清除污垢或进行其他维修作业，都可能有硫化氢中毒的危险。,第一单元、硫化氢气体的危害,四、职业性安全暴露极限，毒气的强度等级,1、硫化氢浓度概念 描述H2S浓度有两种方式： 即体积比浓度和重量比浓度。（1）体积比浓度： ppm表示。ppm浓度指百万分比浓度。 即：1ppm=1/1000000。（2）重量比浓度：H2S在一立方空气中的重量。 单位为：g/m3或mg/m3 。（3）体积比浓度与度重量比浓度之间的换算： 1ppm= 1.42mg/m3,第一单元、硫化氢气体的危害,2、硫化氢气体的职业性直接暴露的安全归定如下： (1)阈限值： 几乎所有工作人员长期暴露都不会产生不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。硫化氢的阈限值为15mg/m3(10ppm)；二氧化硫的阈限值为5.4mg/m3(2ppm)。（2）安全临界浓度：工作人员在露天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓度为30mg/m3 (20ppm)。（3）危险临界浓度：达到此浓度时，对生命和健康会产生不可逆转的或延迟性的影响，硫化氢的危险临界浓度为150mg/m3 (100ppm) 。,四、职业性安全暴露极限，毒气的强度等级,第一单元、硫化氢气体的危害,四、职业性安全暴露极限，毒气的强度等级,不同浓度硫化氢对人体的危害,第一单元、硫化氢气体的危害,五、硫化氢对人体的危害：,（1）硫化氢是一种有毒气体，与它接触可以使人从极微弱的不舒适到死亡。（2）H2S气体是仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体。它的毒性为一氧化碳的5-6倍。一个人对H2S的敏感性随其与H2S接触次数的增加而减弱，第二次接触就比第一次危险，依次类推。,第一单元、硫化氢气体的危害,五、硫化氢对人体的危害：,（3）硫化氢被吸入人体，通过呼吸道，经肺部，由血液运送到人体各个器官。首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，严重时将灼伤；眼睛被刺痛，严重时将失明；刺激神经系统，导致头晕、丧失平衡，呼吸困难；心脏加速跳动，严重时心脏缺氧而死亡。（4）H2S进入人体，将与血液中的溶解氧发生反应。当H2S浓度极低时，它被氧化，对人体威胁不大。而H2S浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。,第一单元、硫化氢气体的危害,中毒症状： 1.急性中毒 吸入高浓度的H2S气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当H2S浓度大于700ppm时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡。而当H2S浓度大于2000ppm时，人体只需吸一口气，就很难抢救而立即死亡。 2.慢性中毒 人体暴露在低浓度H2S环境(如50-100ppm)下，将会慢性中毒，症状是：头痛、晕眩、兴奋、恶心、口干、昏睡、眼睛剧痛、连续咳嗽、胸闷及皮肤过敏等。长时间在低浓度H2S,中毒症状： 1.急性中毒 吸入高浓度的H2S气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当H2S浓度大于700ppm时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡。而当H2S浓度大于2000ppm时，人体只需吸一口气，就很难抢救而立即死亡。 2.慢性中毒 人体暴露在低浓度H2S环境(如50-100ppm)下，将会慢性中毒，症状是：头痛、晕眩、兴奋、恶心、口干、昏睡、眼睛剧痛、连续咳嗽、胸闷及皮肤过敏等。长时间在低浓度H2S,条件下工作，也可能造成人员窒息死亡。当人受H2S伤害时，往往神智不清、肌肉痉挛、僵硬，随之重重的摔倒、碰伤和摔死。 石油天然气行业标准SY/T5087-2005含硫化氢油气井安全钻井推荐作法规定：工作人员可在露天安全工作8小时,而对身体无损害的安全临界浓度为30mg/m3(约20ppm)。,条件下工作，也可能造成人员窒息死亡。当人受H2S伤害时，往往神智不清、肌肉痉挛、僵硬，随之重重的摔倒、碰伤和摔死。 石油天然气行业标准SY/T5087-2005含硫化氢油气井安全钻井推荐作法规定：工作人员可在露天安全工作8小时,而对身体无损害的安全临界浓度为30mg/m3(约20ppm)。,六、硫化氢对金属的腐蚀,硫化氢溶于水新成弱酸，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。,第一单元、硫化氢气体的危害,氢脆： 化学腐蚀产生的氢原子，在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢和软钢发生氢鼓泡、高强度钢产生裂纹，使钢材变脆,硫化物应力腐蚀开裂 钢材在足够大的外拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用发生的破裂,第一单元、硫化氢气体的危害,六、硫化氢对金属的腐蚀,七、硫化氢能加速非金属材料的老化,在地面设备、井口装置、井下工具中，都有橡胶、浸油石墨、石棉绳等非金属材料制作的密封件。它们在硫化氢环境中使用一定时间后，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。,第一单元、硫化氢气体的危害,非金属材料,八、硫化氢对钻井液的污染,硫化氢主要是对水基钻井液具有较大的污染，它会使钻井液性能发生很大的变化，如密度下降，pH下降，粘度上升，以至形成不的动胶冻，颜色变为瓦灰色、墨色和墨绿色。,第一单元、硫化氢气体的危害,一、周围边界不受制约的井场,井场及钻机设备的安放位置，应与盛行风向一致。井场周围要空旷，尽量在前后或左右方向能让盛行风通过，并吹过钻机设备。井场布置如右图。,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,一、周围边界不受制约的井场,在施工过程中应注意以下几点：(1)井场入口处要有防护设计,以便一旦发生硫化氢紧急情况时使用。井场要有一条辅助的安全通道以便遇到风向转变，造成灾祸时通行，井场所有入口处都要安装适当的报警信号和旗帜。(2)井场所有的安装必须留有空间。钻台下井口装置周围禁止堆放杂物以便空气流通，避免硫化氢在方井及其周围聚集。在井架顶端、井场盛行风入口、防护室及井场入口等地应设风向标。全体人员必须自觉地注意观察风向，要养成在紧急情况下钻井人员向上风向疏散的思维意识。,一、周围边界不受制约的井场,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,(3)气测车等辅助设备和机动车辆，应尽量远离井口，至少25米以外。(4)井场值班室、工程室、地质室和钻井液室等，应设置在井场盛行风的上风向。在无风和微风的时候，应当用大的鼓风机或排风扇对一定风向吹风。(5)进入层气前50米应将二层台、钻台周围设置的防风护套和其他围布拆除。(6)发电机距井口50米,所有用电线路、装置和照明应符合有关安全规定的要求。井场夜间必须有足够的探照灯。,一、周围边界不受制约的井场,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,(7)井场周围的要害地方，要设立“不准吸烟”的标志牌。(8)确保通讯24小时畅通，尤其是与上级调度的联系不能中断。在钻入气层前和医院、消防部门取得联系。,合理的井场布局,一、周围边界不受制约的井场,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,(9)在井场硫化氢容易积聚的地方，特别是方井、循环池、振动筛附近和钻台等常有井队人员的地方，应安装硫化氢监测仪及音响报警系统，且能同时开启使用。钻台上必须配置便携式硫化氢监测仪。,一、周围边界不受制约的井场,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,(10)含硫地层作业现场，必须对井场周围2Km以内的居民住宅、学校、机关、厂矿等进行勘测，并在应急救援预案上标明方位和撤离路线。并建立通讯联系，必要时通知上述单位迅速撤离。,合理的井场布局,第二单元、含硫化氢气体井的井场布置及要求,二、周围边界受制约的井场,(1)井场入口处必须有防护设计,以应付硫化氢紧急事故的发生。井场要有辅助的安全通道,以便遇到风向转变，造成灾祸时通行。(2)防护室要与井眼有一定的距离, 应设置在盛行风的上风向。(3)报警信号、报警标志、风向标要设置在井架、山顶上、钻井平台等各个地点的人员都能看到的地方。(4)振动筛、钻井液池和录井车旁一定要有警告标志，而且在布局时要有值班人员脱离危险的通道。并增设鼓风机。(5)危险区通风设备的动力应符合防爆要求。,一、合理的钻井设计,第三单元：怀疑有硫化氢时应采取的措施,(1)在设计中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)对含硫油气层上部的非油气矿藏开采层应下套管封住，并超过开采层垂深100m以上。(3)钻开含硫地层，设计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。(4)井队应储备井筒容积的1.5-2倍的大于在用钻井液密度0.1g/cm3的高密度钻井液。,(5)在钻开含硫地层前50米，将钻井液的pH值调整到9.5以上直至完井。若采用铝制钻具时，pH值控制在9.5至10.5之间。(6)必须对井场周围一定范围以内的居民住宅、学校、厂矿等进行勘测，并在设计书上标明位置。在有硫化氢溢出井口的危险情况下，通知上述单位人员迅速撤离。(7)必须制定一个完整的、后勤人员对井队进行救援的计划。,第三单元：怀疑有硫化氢时应采取的措施,一、合理的钻井设计,二、合理的井控装置,第三单元：怀疑有硫化氢时应采取的措施,(1)钻井设计中有关井控装置的配套应符合SY/T 5964的规定；其安装、固定和试压应符合SY/T 5967的规定。(2)钻井井口和套管的连接及防喷管线的高压区在现场不允许焊接。(3)防喷管线应装两条，其夹角为90,管线转弯处的弯头夹角不小于120，并接出井场100m以外，若风向改变时,至少有一条能安全使用。,注意事项 触摸颈动脉不能用力过大，以免压迫颈动脉影响头部供血 (如有心跳者)、或将颈动脉推开影响感知、或压迫气道影响通气，故要轻轻触摸。不要同时触摸双侧颈动脉，以免造成头部血流中断；避免两种错误：一是病人本来有脉搏，因判断位置不准确或感知有误，结果判断病人无脉搏，二是病人本来无脉搏，而检查者将自己手指的脉搏误认为病人的脉搏。判断颈动脉搏动要综合判断，结合意识、呼吸、瞳孔、面色等。如无意识、面色苍白或紫绀，再加上触摸不到颈动脉搏动，即可判定心跳停止。,四、心肺复苏（CPR的A、B、C步骤和技术）,第七单元、硫化氢中毒途径及现场急救,胸外心脏按压的步骤和技术(1)确定按压部位(定位)： 病人处于仰卧位，双手置于躯体两侧，抢救者位于病人一侧。用食指和中指并拢，沿病人肋弓下缘上滑至两侧肋弓交叉处的切迹。以切迹为标志，然后将食指和中指横放在胸骨下切迹的上方，另一手的掌根紧贴食指上方按压在胸骨上。,四、心肺复苏（CPR的A、B、C步骤和技术）,第七单元、硫化氢中毒途径及现场急救,(2)按压手势：按压在胸骨上的手不动，将定位的手抬起，用掌根重叠放在另一手的掌背上，手指交叉扣抓在下面手的手掌，下面手的手指伸直，翘起离开胸壁，这样只使掌根 紧压在胸骨上。(3)按压姿势：抢救者双臂伸直，肘关节固定不能弯曲，双肩部位于病人胸部正上方，垂直下压胸骨。按压时肘部弯曲或两手掌交叉放置均是错误的。,第七单元、硫化氢中毒途径及现场急救,(4)按压用力及方式；按压应平稳有规律进行，应注意以下几点：成人应使胸骨下陷4-5cm，用力太大易造成肋骨骨折，用力太小达不到有效作用；垂直下压，不能左右摇摆；不能冲击式猛压；下压时间与向上放松时间相等(即11)；下压至最低点应有一明显停顿；放松时手掌根部不要离开胸骨按压区皮肤，但应尽量松，勿使胸骨不受任何压力。,第七单元、硫化氢中毒途径及现场急救,抢救者体位及手掌根压胸方式下压（手指翘起，不应压在胸壁上）放松,(5)按压频率：成人80-100次分，频率过快，心脏舒张时间过短，得不到较好的充盈；过慢，不能满足脑细胞需氧。因为最有效的心脏胺压也只有心脏自主搏动搏血量的13左右。(6)按压效果的判断：如两人以上抢救时，一人按压心脏如果有效，则另外一人应触到较大动脉的搏动(如颈动脉或股动脉)。(7)心脏按压与人工呼吸的配合。如病人只有心跳停止而有呼吸，只需作胸外心脏按压，如病人同时心跳呼吸停止，心脏按压和人工呼吸的比例关系是：单人CPR时心脏按压次数与人工呼吸次数的比例是152，即连续进行15次胸外心脏按压再进行两次人工吹气，交替进行。双人进行CPR时，心脏胸外按压次数与人工呼吸次数之比为 51，即一人连续进行5次心脏按压，另一人口对口或口对鼻吹气一口。,第七单元、硫化氢中毒途径及现场急救,(8)多人进行CPR时。人工呼吸人工循环可轮换进行，但轮换时的时间不得超过5s。,第七单元、硫化氢中毒途径及现场急救,单人心胸按压与人工呼吸的配合,C900正压式空气呼吸器SCBA,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,1、气瓶内压缩空气的压力完全打开气瓶阀。压力计必须显示如下压力； -20010巴（20时的一个200巴气瓶） -30010巴（20时的一个300巴气瓶） 根据EN137标准,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,使用前的快速检查,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,使用前的快速检查,2气密性 打开和关上气瓶，观察压力计，在一分钟内压力下降必须不得多于20巴（根据EN137标准）。3. 报警笛 从面罩上卸下供气阀。 打开气瓶阀使用权SCBA装置处于压力之下。 关上气瓶阀。 为排空整个系统，把手放在供气阀出气口，让一些空气泄漏。 观察压力计。在压力低于555巴时候报警笛必须响起。,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,启动,1. 调节背带整个背板的调节可分为两步：把整套装置背在身上。往下拉装在两边肩带上。的环形垫圈可使装置更贴近背部。拉紧腰带，使其完全紧合使用者的腰部。当整套呼吸装置被正确地背在使用者的背部，它将保持此位置不变,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,启动,2. 气瓶 把气瓶阀完全打开。检查气瓶内的压缩空气，整套呼吸器已可使用,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,面罩的正确佩带方法将面罩的目镜部分朝下套上颈部束带。将面罩由下鄂部套入，并用束带束住头部。将束带尽可能拉长至束住头的后部。由下至上调节束带，使其束紧。但注意不要束得太紧。用手掌心堵住面罩的接口，吸气然后屏往呼吸。使用者应感觉到面罩紧贴脸部，直到恢复呼吸为止。这种方法可测试面罩的密封性。如感觉面罩并未巾紧脸部， 再调节束带并重复实验。,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,4. 使用使用在使用期间，注意经常察看压力计。在气瓶压力低于555巴时，报警笛开始呜叫。鸣警持续至气瓶内的空气被完全耗尽。在呜警开始时，人员尽快撤离危险区域。在紧急情况下（有人员受伤或呼吸困难时）或佩带者需要额外空气补给时，按下供气阀的额外空气补给按钮，空气流量将会增大。,5.使用后卸下供气阀；脱下面罩用拇指瓣开头带扳扣即可；关上气瓶阀；提供气阀的控制按钮排空整个系统；松开背带；然后松开背带，把整套SCBA卸下。 注意：切勿把SCBA随意扔在地上。,一、C900正压式空气呼吸器SCBA,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,二、 TF - 1 型毒气过滤器,注意：有毒区的氧气占总体积的18%以下，或有毒气体占总体积2%以上的地方，各型滤毒罐都不起防护作用。,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,三、 PGM35有毒气体检测仪,（1）形状描述：毒气监测仪的大致部件。包括： 3个用户操作键：用于一般操作的1个操作键，编程用的2个程序键。 带有背景灯的液晶显示出实时测量和计算值。 超限时的闪光和蜂鸣警报。 佩带夹。 气体进入和传感器盖。,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,三、 PGM35有毒气体检测仪,（2）键盘和显示 键一般操作时的功能MODE开关电源*选择不同的显示内容N/-打开关闭背景灯Y/+打开关闭警报按下MODE键并保持5秒将关闭电源，短促按MODE键可选择不同的显示内容。 TOXIRAE毒气监测仪包括7位数显示液晶。在一般操作下可显示以下6种数据：,第八单元、空气呼吸器和硫化氢检测器,三、