油田钻井事故灾难应急预案设计毕业论文.doc

目 录1 绪论21.1 论文研究的背景和意义21.2 钻井应急救援的国内外现状41.2.1 国外应急救援现状41.2.2 国内应急救援现状51.3 论文研究的内容及结构71.3.1 论文研究的主要内容71.3.2 论文结构72 钻井工程82.1 钻井工程简介82.1.1 钻井设计与井场布置82.1.2 设备安装92.1.3 钻井施工102.1.4 测井112.1.5 地层测试与原钻机试油112.1.6 完井作业112.2 石油钻井主要设备设施122.3 井控设备133 油田钻井过程危险危害因素分析153.1 危险危害因素的产生153.2 危险危害因素的分类163.2.1 物理性危险危害因素163.2.2 化学性危险危害因素163.2.3 生物性危险危害因素173.2.4 心理、生理性危险危害因素173.2.5 行为性危险危害因素173.2.6 其他危险危害因素173.3 辨识危险危害因素的原则183.4 延长油田钻井作业过程危险危害因素的辨识183.4.1 钻井施工过程中的危险因素183.4.2 塔型钻井设备危险因素及预防和纠正措施213.5 井喷233.5.1 井喷概述233.5.2 井喷的环境影响和危害233.5.3 井喷失控的原因253.4.5 以往井喷应急救援工作经验264 延长油田钻井事故应急救援措施274.1 钻井作业风险削减措施274.1.1 措施内容274.1.2 建立安全生产指南284.1.3 钻井HSE管理监测284.2 延长油田钻井作业过程中紧急情况下的应急救援程序294.2.1 应急响应程序294.2.2 突发重大事故应急处置304.3 钻井井喷应急预案354.3.1 应急抢险原则354.3.2 应急预案编制依据364.3.3 危险分析与分级364.3.4 机构与职责374.3.5 应急响应程序384.4.6 现场应急处置404.4.7 油气井点火程序464.4.8 应急终止464.4.9 应急演习要求465 延长油田钻井事故应急救援系统475.1 延长油田事故灾难应急救援体系的构建475.1.1 应急救援组织体系475.1.2 应急救援运行机制495.1.3 应急救援分级响应机制495.1.4 应急救援工作流程505.2 延长油田钻井安全事故应急预案505.2.1 组成应急机构515.2.2 应急小组各部门的职责515.2.3 应急预案的启动和响应515.2.4 现场紧急处置525.2.5 应急结束526 结论53参考文献54致 谢551 绪论1.1 论文研究的背景和意义随着经济社会的发展，大量物质财富被创造，人类文明正以前所未有的速度向前迈进。20世纪以来，随着工业化进程的迅猛发展，特别是二次世界大战以后，危险化学品使用种类和数量急剧增加，各种工业事故呈不断上升的趋势，危及到社会安全的多人重大事故时有发生，给人民生命安全、国家财产和环境构成重大威胁。重大工业事故的应急救援是近年来国内外开展的一项社会性减灾救灾工作。应急救援是经历惨痛事故后得出的教训。各国在工业不断发展的同时，重特大事故也与日俱增。石油是当今世界最重要的能源，也是近代有机化工的重要原料，素有“工业的血液”之称。他不仅与人们的衣食住行密切相关，而且是现代经济的“血脉”。它既是产油国致富的源泉，也是石油消费国经济增长不可缺少的重要因素，更是关系到国家经济风险的重要战略物资。一个国家的石油拥有量与使用量，已成为综合国力的重要标志。石油资源状况不仅在相当大的程度上直接影响着一个国家的经济稳定，而且往往成为影响一个地区乃至全球政治、经济秩序的重要因素。我国既是一个石油资源大国，又是一个石油生产和消费大国。在石油天然气行业中，钻井占据的重要的位置。勘探、开发石油天然气等埋藏在地下的资源，钻井成了必须采用的手段，也只有通过钻井的方式才能实现发现和获得地下石油、天然气宝贵资源的目的。石油天然气钻井是一个多工种、多工序、立体交叉、连续作业的系统工程，也是隐蔽性很强的地下工程，具有高投入、高风险和高技术水平的特征。钻井工程项目包括整个一口井的钻井活动，即在陆地上修建井场或海上修造钻井平台、安装钻机设备、钻进施工、下套管固井、测井、试油完井等一系列作业。由于受地质条件、装备能力、技术水平、管理规范、施工经验以及现场作业者熟练程度等因素的影响，加上钻井管理体制和钻井运行机制等因素的制约，在钻井工程项目作业的不同阶段和不同的环节中，均存在对人员、设施和环境等不同程度和不同形式的影响和危害即存在程度不同、形式各异的风险。钻井过程中不可避免的会发生各种各样的事故，造成重大的人力、物力和财力损失，甚至导致全井报废，从而延缓勘探、开发进程。近年来，油田井喷、煤矿爆炸、冰雪、地震等各种人为或自然的突发事件频频发生，给国家和人民的生命财产造成极大的损失;2003年重庆开县“12.23”特大井喷事故就造成243人死亡、2142人中毒住院治疗、65000名当地居民被紧急疏散，各种经济损失达6432万元。于此形成鲜明对比的是在另一起重大事故的处理中得到了令人满意的结果。1997年6月27日21时30分，北京市东方化工厂罐区着火，区内共有2.1万吨易燃易爆危险品。在发生爆炸后，北京市政府有关机构和领导立即启动应急救援计划，在第一时间迅速做出反应，调动消防队、救援组织和应急队伍，用尽一切方法保证了对救援行动的支援。经过40多个小时的艰苦奋战，终于扑灭了大火。在这次行动中，成功地把经济损失降到了最小，而且全体人员没有重伤或死亡。为了提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力，最大程度地预防和减少突发公共事件及其造成的损害，保障公众的生命财产安全，维护国家安全和社会稳定，促进经济社会全面、协调、可持续发展，国家在“十一五”期间发布了国家突发公共事件总体应急预案、“十一五”国家突发公共事件应急体系建设规划。相应地，陕西省也制定了“十一五”期间陕西省突发公共事件应急体系建设规划，为了落实这个规划，2007年陕西省应急办选择了陕西省最大企业延长油田作为试点单位，并以油田风险性最大的钻井作业为突破口 ，由政府财政给与部分支持，委托延长油田开展了“延长油田钻井事故灾难应急救援示范项目”研究。这个项目的研究有这多方面的意义：（1）是深入贯彻科学发展观、完善安全生产监管、保障人民生命财产安全的需要；（2）是国家突发公共事件应急保障体系建设的重要组成部分；（3）是落实“十一五”期间陕西省突发公共事件应急体系建设规划要求的具体措施；（4）提高风险意识；（5）增强应对和防范事故风险和事故灾难的能力；（6）减少事故灾难造成的人员伤亡和财产损失；（7）保护财产、保护环境；（8）该示范项目是陕西省应急救援类项目的第一例，它填补了陕西省在应急救援类系统的空白，是陕西省加强防灾减灾和应对突发事件的具体体现。1.2 钻井应急救援的国内外现状1.2.1 国外应急救援现状随着经济社会的发展，在物质文明高度发展的同时，全球生态环境遭到巨大的冲击和破坏，大气和水资源被污染，气候异常、生态恶化，各类非传统安全因素大大增加，地震、干旱、洪涝、飓风、泥石流等灾害事故频繁发生，对各国的经济社会发展等造成了很大威胁，也对国家应急救援机制建设，抢险救灾等任务提出了新的挑战。世界上大部分经济发达国家的紧急救援管理，是设立专门机构对自然灾害、技 术灾害和民防事务实行统一指挥与协调。2010年5月12日，英国石油公司（British Petroleum ,BP）公布了墨西哥湾油井泄露的一张图片，如图1-1所示。这张照片显示，位于海平面一英里以下的一个破裂的管道不断冒出原油，据报道，该公司位于美国路易斯安那州威尼斯东南约82公里处海面的“深海地平线”（Deepwater Horizon）钻井平台发生爆炸。这一平台属于瑞士越洋钻探公司（Transocean），由英国石油 公司（BP）租赁。起火后火势持续约36小时，平台沉入墨西哥湾，其底部油井自4月24日起漏油不止，造成大面积海域受到原油污染。据专 图1-1 墨西哥湾油井泄露图片家估算，钻井平台每天向墨西哥湾泄漏5000桶石油。这次事件让人们看到，如果对利益盲目追求，对自身技术盲目自信，忽视生产管理中可能存在的安全、环保风险以及相应的应急救援系统，事故所造成的危害和损失可能是致命的，无法挽回的。从这一点来说，墨西哥湾漏油事件给全球敲响了警钟。美国政府和英国石油公司对这次原油泄漏事件的应急救援处置代表着应急救援管理的现在所处的水平。先进的应急救援管理、强大的应急反应与处置能力，体现了管理的高效能，体现了对于生命的高度重视，已成为社会文明进步的标志。这些必将对建立我国油气田开发的应急救援体系有重要借鉴作用。然而国外石油公司的应急救援工作很不平衡，发达国家特别是以英美为代表的西方发达国家的石油公司应急救援工作做得比较完善，而一些发展中国家的应急救援则比较落后。总结西方发达国家应急救援的先进之处，主要体现在一下几个方面：（1） 事故应急预案完善。先进的跨国石油公司，从风险辨识到事故处置程序都做得较为科学、详细、全面，特别是与政府预案的衔接很好，能够在发生重大事故时，及时调动各方力量，高效有序的进行应急救援。（2） 应急救援装备先进。以强大的经济实力位基础，并注重树立企业良好的社会形象，使得这些先进的跨国石油公司配备了先进的应急救援装备。（3） 应急救援技术先进。大型跨国石油公司的先进勘探开发技术，大大的丰富了应急救援技术，突出表现为对于复杂地质条件的判断，能够及早的发现险情，处理险情，奖事故有效的防范于萌芽之中。（4） 注重应急培训与演练。先进的跨国公司非常注重员工应急意识和能力的培养，他们把培训作为对员工的福利。通过严格系统的应急培训与演练，使得员工具备了良好的应急意识与应急技能。（5） 具有较高的救援技能。完善的预案，优良的装备，先进的技术，训练有素的队伍，使得这些发达国家的石油具有良好的应急救援处置能力，能够较好地应对各种突发事故。1.2.2 国内应急救援现状 2008年5月12日汶川地震发生后，党中央对应急救援体系的改进更加重视。目前，新实施的防震减灾法强化了应急救援队伍建设，据悉国家救援队将由目前的222人扩编到500人，国家拟投入1个亿加强其搜寻、营救、通信、现场指挥仪、声像信息快速传递装备。应急救援装备在此时显得尤为重要，但可燃气体检测仪、生命探测仪、破拆工具等这些本身具有高科技性的救援产品却存在亟待重视的问题。在重特大事故防范和应急救援过程中，科学技术日益成为成功实现应急救援的有力支撑，强调了科学技术在加快安全生产应急体系建设中的重要作用。2008年发生在内蒙古包头的铁矿透水事故中，井下37名矿工被困，救援人员成功救出6名被困矿工，同时在救援过程中有效避免了次生事故。可以想见，如果没有相应的技术作保障，救援的效果将大打折扣。在石油能源方面，中石油、中石化先后在川东北地区发现了储量丰富的天然气田。这些天然气田具有天然气高含硫、高含二氧化碳、高压、高产和井场周围居民高密度的“五高”特点。因此，在开发过程中，获得高产天然气井的同时，也出现了很多安全问题。特别是在川东北天然气田开发过程中，2003年12月23日的中石油“12.23”特大井喷事故、2006年3月25日的中石油“3.25”井漏事故和2006年12月20日的中石化“12.20”井喷事故等三次井喷事故，不仅造成了重大的财产损失，也造成了极其不良的社会影响。由于党中央、国务院的正确决策，国家安全监管总局和中石油、中石化应急指挥得当，在这三次井喷应急救援过程中没有造成人员伤亡，特别是“3.25”井漏事故和“12.20”井喷事故没有造成人员伤亡，这其中有很多应急救援工作的经验值得总结。同时，应急物资调度时间长、井喷失控后警报不及时、应急调度信息传递不畅等一些教训也应该吸取。总结我国石油天然气勘探开发应急救援工作的现状，大致有以下几点：（1） 企业重视，发展迅速在国家高度重视应急救援工作和全球经济一体化、市场竞争白热化的大背景下，石油企业对应急救援工作日益重视，特别是在重庆开县“1223”特大井喷事故之后，石油企业深刻认识到了应急救援工作的重要性，因此，外因内因同时作用，促进了石油企业应急救援工作的迅速发展。（2） 应急救援预案编制齐全，但亟需完善。现在各级石油企业基本都编制了生产安全事故应急救援预案，但应急救援预案从规范性、科学性、实用性、针对性上还存在较大的差距，亟需完善。随着国家相关应急救援预案编制标准、应急救援预案管理要求的出台，应急预案需要进一步朝着规范、科学、实用、有针对性方向改进。（3） 应急装备配备较多，但是仍有不足。石油企业的应急装备虽然在国内各行业中配备的较好，但是，与国外的发达石油公司的配备相比还存在不小的差距，突出表现为配备数量少，装备不先进。（4） 应急培训与演练不足。总体而言，石油天然气行业对安全生产应急救援工作的理解与执行时较好的，但是应急救援在中国总体上还处于起步阶段，也即从应急理念的培训，到具体方案的内容与实施，都存在一定的差距，应急工作还没有踏入规范化轨道。因此现在只是预案的制定、装备的配备上做了一些工作，对员工的应急救援培训与演练尚未系统规范。（5） 救援能力有待提到现在石油企业在应对突发事故的处置上，积累了一些宝贵的经验和方法，预案水平、人员素质也都有相当的程度的提高，但是，从总体上，应急处置能力还有待进一步的提高。突出表现在应急投入不够，导致应急装备配置不均匀，应急物资储备不充裕，预案编制和实施有待完善，特别是企业、政府预案的衔接不畅问题突出；应急培训与演练不足，应急救援人员应对突发险情、事故的实战技能较差。因此，必须加大应急投入，完善应急预案，加强应急培训与演练，用良好的装备、充裕的物资、完善的预案、过硬的技能，实现救援能力的大幅度提高。1.3 论文研究的内容及结构1.3.1 论文研究的主要内容这篇论文运用系统工程的原理及安全评价、安全管理的思想，在了解国内外钻井应急救援发展现状及所存在相关问题的同时，主要通过对钻井工艺流程的分析来确定出其作业中存在的各种危险危害因素，对其主要危险危害因素的原因、危害、影响都做了研究和探讨。并根据具体问题有针对性的提出相应得应急救援安全对策措施和制度，尤其对井喷这一钻井过程中的灾难性事故作了详细的工作，以完善延长油田钻井事故灾难应急救援体系，从而保证钻井作业中的相对安全，并确保救援工作的顺利正确进行。1.3.2 论文结构第一章：绪论，先说明研究的背景及目的，再对国内外的研究现状作以介绍，其中包括应急救援的发展应用和钻井应急救援的现状，并对课题研究的主要内容作以简单介绍。第二章：钻井工艺流程分析，对钻井工艺做详细而具体的分析，并对其作业过程中存在的相关风险作以识别。第三章：钻井过程风险及分析，根据工艺流程找出各个技术、设备可能存在的安全隐患，并将其全部罗列出来，按风险和重大危险源的辨识原则将其整理归类。并通过以往事故经验，对钻井作业中最危险的事故-井喷做详细分析。第四章：钻井事故应急救援措施，制定应对钻井事故时的应急处置程序，以具体的钻井事故编制灾难应急处置步骤，编制井喷应急预案。第五章：钻井事故应急救援体系，根据延长油田具体体制来制定相应的钻井事故灾难应急救援管理体系，保证事故发生后，救援工作的有序正确进行。第六章：结论，概括和总结论文的重要内容，介绍论文的主要特点，并针对论文的不足和缺陷作以说明。2 钻井工程2.1 钻井工程简介2.1.1 钻井设计与井场布置所有的井都要进行钻井设计。钻井设计的基本内容包括地质设计、工程设计、进度设计和费用预算四部分。钻井设计要本着“科学、安全、经济、环保”的原则来进行。地质设计应提供钻探目的和要求、地层孔隙压力、破裂压力、岩性特征、地层剖面、故障提示等资料，并提供邻井的油、气、水显示和复杂情况资料，注明含硫化氢地层深度和估计含量。工程设计以此为依据，包括编制合理的井身结构和套管程序，确定钻井液的类型和指标要求等。进度设计和费用预算要建立在本地区切实可靠的定额基础上来进行。在进行钻井设计时，要正确处理好安全、质量、速度、效益以及对社会、公众、环境的影响的关系，确保安全、环境与健康费用的投入，避免出现片面追求效益、危及安全、损害环境与职工健康的情况。钻井地质设计和工程设计要严格执行审批手续。在生产过程中，甲乙都要双方执行设计。如果发现新的情况需要更改设计时，也要严格按照相应的审批程序和制度求执行。在生产实践中，钻井工程设计一般包括以下主要内容。（1）井位的选择。 （2）钻机的选择和井身结构的确定。 （3）钻头尺寸类型的选择与数量的确定。 （4）钻柱设计与下部钻具组合。 （5）钻井参数与水力参数设计。 （6）钻井液设计，包括防腐要求。 （7）固井设计，包括套管柱设计、套管强度设计、注水泥设计及固井施工技术措施。 （8）油气井井控设备及工艺技术要求。 （9）油气井固控设备要求。 （l0）地层孔隙压力检测。 （11）地层漏失试验要求（新探区第一口井必须进行地层漏失试验）。（12）防止油气层损害的措施与井身质量要求。（13）环境保护要求。（14）安全生产要求，重点防止井喷失控。（15）钻井施工进度计划。 （16）全井成本计划。井场定位必须符合钻井设计的要求，并充分考虑水源、道路、钻井液池井场施工条件等因素。井场大小应能容纳所有的钻井设备和房屋、库房工房等。井场布置以有利于井架为中心，对钻井设备、设施和辅助设施按照施工的要求，进行合理的的布局。井场布置以有利于钻井施工，有利于设备、设施和辅助设施的安装运行，有利于节约土地，有利于服务车辆的通行，有利于抢险，有利于防洪、排涝、防冻等为原则。钻井各设备之间的空间，应符合作业区和钻机危险区现有的有关规定。井场布局要考虑风频、风向，使井架大门方向尽量朝南或朝东。井场边缘距离铁路、高压线及其他永久性设施不应少于50m。井口距离民房应大于100m。在草原、苇塘、林区钻井时，井场周围应有防火隔离墙或者隔离带。2.1.2 设备安装钻机应有制造厂或者修理厂的出厂质量合格证等技术文件，并符合钻井工程设计对钻井主要设备选用的要求。安装钻机的井场和基础应符合按照规定程序批准的图样及技术文件的要求。安装所使用的各类工具或设备应齐备并有良好的使用性能。在用计量器具应检定合格。井场的有效面积应符合钻井施工设计所选定类型钻机的占地面积。钻机搬迁有分组搬运和整体拖运两种方式。组织搬迁时，若运载、吊装能力允许。一般尽可能采用整体拖迁的方式。分组搬运时，要有一个详细的钻机搬迁计划，其中要有人员、设备、运输的责任规定和偶发事件的应急计划。在钻机搬迁过程中，新、老井场都要指定一名最高负责人员来组织设备的装卸。在运输过程中，要服从交通管制。通过人口稠密地区时，要遵守当地的法规条例的规定。塔形钻井架钻机主要设备之间的安装顺序为：井架底座、井架及天车、游车大钩、穿大绳、绞车、转盘（安装绞车、转盘同时安装传动装置及动力机组、压风机及空气处理装置）、钻井泵、校正井口。2.1.3 钻井施工 （1）首次钻进 钻进是破岩和加深井眼的过程。首次钻进是指埋设导管后（导管窿首次开钻时起引导钻头下钻和作为钻井液出口作用）、下表层套管前的第一次钻进。 首次钻进时，应使鼠洞的位置、鼠洞管的斜度与露出钻台的高度应有利于方钻杆的起放和摘挂水龙头操作方便；要按设计选择好人井钻具；使钻井液性能及其使用管理应符合钻井设计要求。 第一次钻进对井眼一般要求要直。钻进开始要控制钻压。在钻进过程中，要执行定深测斜制度，对易斜地层应采取满眼钻具或钟摆钻具组合等控制井斜措施。可使用减振器以减轻跳钻的危害，提高钻头和钻具的使用寿命。 钻达下表层套管深度后，及时进行下人表层套管、固井和高压试运转等作业。 （2）再次钻进 再次钻进指封表层套管固井后的各次钻进。再次钻进前，必须先安装好井口装置，并找正天车、转盘和井口中心，固定牢靠。钻完固井水泥塞后，再次恢复钻进。除非是定向井、水平井等特殊工艺井施工，钻具组合应满足喷射钻井和防斜打直井技术要求。在施工过程中，要选择和使用优质钻井液，并及时进行钻井液的性能调整和净化处理，使之符合钻井设计要求和有关规定。钻进中，应根据井内情况变化（钻速、钻井液性能、钻屑性能、钻井液体积和进出口流量等）和地面设备运转、仪表信息变化，判断分析异常情况，及时采取相应处理措施。钻开油气层前，要按照钻井设计要求、井控规定和防火防爆的有关要求逐项检查合格。安全钻达下技术套管（或油层套管）深度后，应根据钻井设计要求，及时进行测井、下入技术套管（或油层套管）、固井等其他作业。（3）地质录井在钻进过程中，同时伴有地质录井作业。地质录井的任务主要是取全取准各项地质资料及其有关的钻井施工资料。钻进过程中的地质录井工作包括钻时录井、气测录井、钻井液录井、岩屑录井、岩心录井、压力录井。2.1.4 测井 测井，也叫地球物理测井或石油测井，简称测井。石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的一系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。 在油田勘探与开发过程中，测井是确定和评价油、气层的重要手段之一，也是解决一系列地质问题的重要手段。它能直接为石油地质和工程技术人员提供各项资料和数据。测井在钻达预定井深或钻过油气层后进行。钻井队要为测井施工做好准备并配合好工作。2.1.5 地层测试与原钻机试油 在钻井过程中钻开油气层或完井以后，为了及时了解有关生产层性能及其中所含油、气、水等具体情况，并取得有关资料，利用钻杆或油管柱将地层测试器和取样器下至待测试层段，进行不稳定试井，取得该地层的产量、温度、压力以及井底开关井时间与压力关系曲线等多项数据，并取得流体样品。通过分析解释，获得在动态条件下地层和流体的各项特性参数，及时评价油、气、水层，为勘探、开发决策提供可靠的依据。 地层测试的现场施工一般经过井眼准备、现场设备与测试工具准备、组织协调施工队伍或人员落实、下钻、封隔器座封和开关井、解封封隔器、反循环、起钻等几个过程。 原钻机试油就是由原钻井队人员用其原有设备，在有关单位的指导下，按试油施工设计进行试油作业。其一般程序为：安装井口及地面装置；下油管探底及调整钻井液；射孔；引导油气流。 区域探井、重点预探井、超深井等钻达油气层（完井）后一般应安排原钻机试油。2.1.6 完井作业1下套管下套管作业的主要环节有：（l）对套管在下井以前进行无损检查。无损检查一般采用半自动化无损检测仪来进行。（2）正确使用套管螺纹密封脂，实现准确的上扣扭矩和合格的耐压密封。（3）使套管准确对扣并上扣至合格扭矩。 （4）连续进行下套管。 （5）套管下至设计深度后，将套管载荷通过联顶节及吊卡交付给转盘（或通过套管卡盘坐在转盘上）。2固井 下套管完毕，向套管周围注入水泥浆，使套管串与井壁牢固的连成一体，封隔疏松、易漏、易塌等复杂地层和油、气、水层，防止油气互窜。这项作业称为固井。固井是整个钻井工程的一个十分重要的环节，固井质量的好坏，直接影响着这口井能否顺利的进行生产。固井的过程一般为： （1）进行固井设计并按规定程序进行审批。 （2）进行固井准备，包括召开固井协作会，做好水泥及添加剂准备、固井施工装备准备、供水系统准备等。 （3）进行注水泥施工：通过套管将配制好的水泥浆注入井内，并上返至一定高度。 （4）注水泥浆碰压后，实行敞压候凝，使水泥胶结。3井口装定固井后，对固井质量进行检查（试压和测井）。检查合格后，将悬挂在转盘上的套管载荷移交到井口（指最上一层套管）上进行井口装定。井口装定一般通过套管头悬挂器卡瓦来固定。对于经检查固井质量不合格的井，应采取挤水泥、注水泥和钻水泥塞等补救措施。 4拆卸设备 一口井施工完毕后拆卸设备，转入下一口井的施工。2.2 石油钻井主要设备设施1. 钻机的提升系统 钻机的提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩及钢丝绳等组成。2. 钻机的旋转系统旋转系统包括钻盘和水龙头两大部分，其主要作用是在通过钻具不断向井底传送钻井液的同时，保证钻具的旋转。3. 钻机的循环系统钻机的循环系统主要包括钻井泵、地面管汇、钻井液净化设备等。在井下动力钻井中，循环系统还担负着传递动力的任务。4. 钻机的动力和传动系统动力没备和传动系统是钻机的两大组成部分。动力设备提供各工作机需要的动力，而传动系统则将动力机和各工作机联系起来，将动力传递并分配给各工作机。5. 钻机的气控系统钻机的控制系统按控制方式分为机械控制、气动控制、液压控制、电控控制以及综合控制等几种，目前最常用的是气动控制，气控系统主要由供气机构、发令机构、传令机构、执行机构4个部分组成。主要功能是控制柴油机的启动、停车、调速和联动机并车与停车；控制绞车换挡及绞车、转盘、钻井泵的启动和停止；控制绞车、转盘的转速和转动方向；控制滚筒刹车、猫头的运转和停止；控制气动卡瓦、液气大钳、气动旋扣器、顶部驱动装置等起下钻操作机械；控制气动绞车、防碰天车装置、自动送钻装置及井口防喷器装置；控制空气压缩机、发电机、除砂泵、离心泵、搅拌机等装置；控制井架底座的升降、井架的起放并起缓冲作用。钻机的气源设备由空气压缩机、压缩空气处理装置（冷却器、油水分离器、干燥器、除尘器）和储气罐3部分组成。控制阀有压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀三大类。6. 钻机的辅助设备及设施 钻井施工现场的辅助设备和设施有电气设备、消防设备、供水设备、防冻保温设备和焊割设备等。7. 钻机仪器和仪表 主要包括指重表、泵压表、超压自动控制压力表和测斜仪。8. 固井设备和套管工具及附件 固井设备主要有水泥的贮存、运输和干混设备（包括各种贮存罐、散装水泥运输车）、注水泥设备（一般包含有混浆系统和高压泵注装置，包括各种固井水泥车及撬装式注水泥设备）。主要的套管工具和附件有水泥头、胶塞、引鞋、套管扶正器、旋流短节等。固井后，为了安装井口，还需要井口装置。2.3 井控设备 井控设备系指实施油气井压力控制所需的一整套设备、仪器仪表和专用工具。为了满足油气井压力控制的要求，井控设备必须能在钻井过程中对地层压力、地层流体、钻井主要参数、钻井液参数等进行准确地监测和预报；当发生溢流、井喷时，能迅速控制井口、节制井眼中流体的排放，并及时泵人压井钻井液使之在维持稳定的井底压力条件下重建井底与地层之间的压力平衡。即使发生井喷失控乃至着火事故，也具备有效的处理条件。因此，标准配套的井控设备应由以下主要部分组成。1以液压防喷器为主体的钻井井口，又称防喷器组合。其主要包括：（l）液压防喷器；（2）套管头；（3）四通；（4）过渡法兰。2液压防喷器控制系统。其主要包括：（l）司钻控制台；（2）远程控制台；（3）辅助遥控控制台。3 以节流管汇为主的井控管汇。其主要包括：（1） 节流管汇及液动节流阀控制箱；（2） 放喷管线；（3） 压井管汇；（4） 注水管线；（5） 灭火管线；（6） 反循环管线4钻具内防喷工具。其主要包括：（1）钻具止回阀；（2）方钻杆上、下旋塞；（3）投入式止回阀；（4）旁通阀5以监测和预报地层压力异常为主的井控仪器仪表。其主要包括：（1）钻井液返出温度监测报警仪；（2）钻井液密度监测报警仪；（3）钻井液返出流量监测报警仪；（4）钻井液循环池液面监测报警仪；（5）起钻时井筒液面监测报警仪；（6）泵冲等参数的监测报警仪。6钻井液加重、除气、灌注设备。其主要包括：（1）钻井液加重设备；（2）钻井液/气体分离器；（3）常压式或真空式钻井液除气器；（4）起钻自动灌钻井液装置。 7井喷失控处理和特殊作业设备，其主要包括：（1）不压井强行起下管串加压装置；（2）自封头、旋转防喷器； （3）灭火设备；（4）拆装井口设备及工具。井控设备的遥控方式可采用液动、气动或电动遥控。现场主要采取气控（机械钻机或电动钻机）和电控（电动钻机）。3 油田钻井过程危险危害因素分析3.1 危险危害因素的产生随着工业生产技术、设备等不断更新，生产环境以及生产管理的不断改善，生产中的安全程度越来越得到提高。但是事故还是不断发生，不安全因素的大量存在。进行安全评价之前，先要进行危险危害因素分析，然后确定系统内存在的危险。危险危害因素分析是防止发生生产事故的第一步。危险因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损坏的因素（强调社会性和瞬间作用）；危害因素是指能影响人的身体健康、导致疾病或对物造成慢性损坏的因素（强调在一定时间内的积累作用）。有时对两者不加区分，统称危险危害因素。3.2 危险危害因素的分类根据GBT 13816-92生产过程危险和危害因素分类与代码的规定，将生产过程中的危险危害因素分为6类。3.2.1 物理性危险危害因素（1）设备、设施缺陷（强度不够、刚度不够、稳定性差、密封不良、应力集中、外形缺陷、外露运动件、制动器缺陷、控制器缺陷、设备设施其他缺陷）。（2）防护缺陷（无防护、防护装置和设施缺陷、防护不当、支撑不当、防护距离不够、其他防护缺陷）。（3）电危害（带电部位裸露、漏电、雷电、静电、电火花、其他电危害）。（4）噪声危害（机械性噪声、电磁性噪声、流体动力性噪声、其他噪声）。（5）振动危害（机械性振动、电磁性振动、流体动力性振动、其他振动）。（6）电磁辐射（电离辐射：x射线、射线、粒子、粒子、质子、中子、高能电子束等；非电离辐射：紫外线、激光、射频辐射、超高压电场）。（7）运动物危害（固体抛射物、液体飞溅物、反弹物、岩土滑动、堆料垛滑动、气流卷动、冲击地压、其他运动物危害）。（8）明火。（9）能造成灼伤的高温物质（高温气体、高温固体、高温液体、其他高温物质）。（10）能造成冻伤的低温物质（低温气体、低温固体、低温液体、其他低温物质）。（11）粉尘与气溶胶（不包括爆炸性、有毒性粉尘与气溶胶）。（12）作业环境不良（基础下沉、安全过道缺陷、采光照明不良、有害光照、通风不良、缺氧、空气质量不良、给排水不良、涌水、强迫体位、气温过高、气温过低、气压过高、气压过低、高温高湿、自然灾害、其他作业环境不良）。（13）信号缺陷（无信号设施、信号选用不当、信号位置不当、信号不清、信号显示不准、其他信号缺陷）。（14）标志缺陷（无标志、标志不清楚、标志不规范、标志选用不当、标志位置缺陷、其他标志缺陷）。（15）其他物理性危险危害因素。3.2.2 化学性危险危害因素（1）易燃易爆性物质（易燃易爆性气体、易燃易爆性液体、易燃易爆性固体、易燃易爆性粉尘与气溶胶、其他易燃易爆性物质）。（2）自燃性物质。（3）有毒物质（有毒气体、有毒液体、有毒固体、有毒粉尘与气溶胶、其他有毒物质）。（4）腐蚀性物质（腐蚀性气体、腐蚀性液体、腐蚀性固体、其他腐蚀性物质）。（5）其他化学性危险危害因素。3.2.3 生物性危险危害因素（1）致病微生物（细菌、病毒、其他致病微生物）。（2）传染病媒介物。（3）致害动物。（4）致害植物。（5）其他生物危险和有害因素。3.2.4 心理、生理性危险危害因素（1）负荷超限（体力负荷超限、听力负荷超限、视力负荷超限、其他负荷超限）。（2）健康状况异常。（3）从事禁忌作业。（4）心理异常（情绪异常、冒险心理、过度紧张、其他心理异常）。（5）辨识功能缺陷（感知延迟、辨识错误、其他辨识功能缺陷）。（6）其他心理、生理性危险和有害因素。3.2.5 行为性危险危害因素（1）指挥错误（指挥失误、违章指挥、其他指挥错误）。（2）操作错误（误操作、违章作业、其他操作错误）。（3）监护错误。（4）其他行为性危险和有害因素。3.2.6 其他危险危害因素（1）搬举重物。（2）作业空间狭小。（3）工具不合适。（4）标识不清、通道和道路有缺陷等。3.3 辨识危险危害因素的原则（1）科学性危险危害因素的辨识是分辨、识别、分析确定系统内存在的危险，它是预测安全状态和事故发生途径的一种手段。这就要求进行危险危害因素识别时必须要有科学的安全理论指导，使之能真正揭示系统安全状况、危险危害因素存在的部位和方式、事故发生的途径及其变化规律，并予以准确描述，以定性、定量的概念清楚地表示出来，用严密的合乎逻辑的理论予以解释清楚。（2）系统性危险危害因素存在于生产活动的各个方面，因此要对系统进行全面、详细地剖析，研究系统与系统以及各子系统之间的相关和约束关系；分清主要危险危害因素及其相关的危险危害性。（3）全面性辨识危险危害因素时不要发生遗漏，以免留下隐患。要从厂址、自然条件、储存运输、建（构）筑物、生产工艺、生产设备装置、特种设备、公用工程、安全管理系统、设施、制度等各个方面进行分析与识别。不仅要分析正常生产运行时操作中存在的危险危害因素，还要分析识别开车、停车、检修，装置受到破坏及操作失误情况下的危险危害性。（4）预测性对于危险危害因素，还要分析其触发事件，即危险危害因素出现的条件或设想的事故模式。3.4 延长油田钻井作业过程危险危害因素的辨识3.4.1 钻井施工过程中的危险因素石油钻井是一个多工种、多工序、立体交叉、连续作业的系统工程。在钻井施工过程中，因为设备、人员、环境和管理上的缺陷，存在着众多的危险因素，并由此决定了钻井是石油工程各个部门中的一个相对高危的行业，钻井过程中的事故发生概率相对较高。这里就钻井过程中的主要危险因素简述如下。1钻井施工前期准备工作过程中的危险因素分析1）塔型井架安装施工中的危险因素分析塔型井架的安装一般由专业的井架安装队伍在钻井设备搬迁之前完成。塔型井架安装的工序为打摆基础、安装井架底座、安装井架主体及附件。其主要的危险因素有：打摆基础时与吊车配合不好而引发的起重伤害；在高处作业过程中可能出现的人员坠落和高空落钧；因滚筒操作手与井架工配合不好造成的伤害等。井架安装最常见的是故事是高处坠落。2）设备迁装过程中的危险因素分析设备迁装是将一整套钻井设备从某地搬迁至待钻井位现场安装、调试，使之达到开钻水平的一道工序。这项工作头绪多，分工细，劳动强度大，使用施工车辆和机械多，并且受到作业现场客观条件的限制，如场地狭小，井场及道路泥泞，井场及道路上方有电力线路、通讯线路，地下有油、气、水管线等等，危险因素多，较易发生事故。在所发生事故中，尤以钻井队与运输队、拖拉机队因协作配合不好而导致的起重伤害和碰撞事故为最多见。2首次开钻施工过程中的危险因素分析首次开钻时设备运行状态是否正常，各气、电路控制系统是否存在漏气、漏电或接错现象等，都会对人身、设备安全构成影响。另外，首次钻进使用的钻头、钻具、鼠洞、管、工具等的体积和重量都比较大，工人在操作过程中劳动强度大，如配合不好，容易生人身伤害事故。首次开钻时，钻台下的井口无保护措施，而转盘方瓦则需要经常提出，使转盘中孔的开口尺寸加大，容易造成井口工具从转盘中孔掉人井内。下表层套管时，在钻台大门前扣好吊卡后，人员如不及时躲避，容易造成碰、撞、砸伤事故。下表层套管用旋绳和猫头上扣也是比较危险的作业。3再次开钻施工过程中的危险因素分析第二次开钻的工作内容主要包括高压试运转、下钻、钻进和起钻等。与第一次开钻相比，其工作内容基本相似，但工作过程较复杂，危险因素多，有的井需要三次或更多次数的开钻，其工作内容大体相同。1）下钻下钻是钻井施工中的一项经常性工作，随着井深的不断增加，每次下钻的时间回越来越长，可能遇到的井下复杂情况也会越来越多，如井眼垮塌、缩径、沉砂、油气上蹿等。如果司钻在操作中注意力不够集中或判断失误，有可能将钻具贸下入井眼，造成卡钻、顿钻等事故。如果下钻速度快，会产生很大的激动压力，容易憋漏地层。另外，在下钻过程中，大绳进指梁会刮坏井架或井架工操作台。如高、低速离合器不放气，处置不当就有顶天车的危险。用大钳紧扣操作猫头失误时，有可能造成人员伤害。在二层台工作时，有可能从高处坠落或高处落物等。 2）钻进获取工业油气流和准确的地质资料，主要是通过钻进来实现的。由于钻井是一项隐蔽的地下工程，在钻进过程中，往往会遇到许多复杂的井下情况。在井浅时，因进尺快，钻井液性能尚不完善，造壁性和悬浮性能差，可能会造成井眼垮塌或沉砂埋住钻具。井深时，可能会遇到地层压力异常、地层蠕变、盐岩层对钻井液的破坏等等。遇到这些情况时，处理稍有不慎，就可能酿成严重事故。3）起钻与下钻一样，起钻也是钻井施工中一项经常性的工作，会遇到诸多井下复杂情况，其中严重的当属各种原因引起的上提遇卡、转盘弊劲大、打倒车、灌不进钻井液等。起钻速度过快或钻头泥包“拔活塞”，会产生很大的抽吸力，容易抽喷油、气层或抽塌结构揆软的地层。在具体的操作中，当司钻操作失误或与井口操作人员配合不好时，则会造成“单吊环”起吊、砸飞井口工具、顶天车等事故。另外，使用猫头卸扣容易伤人。井架工在二层台操作时，应防止高处坠落和高空落物。4完井作业工作中的危险因素完井作业是指钻井队钻完设计井深或目的层，调整好钻井液性能，将钻具从井内全部起出以后的工作，它包括测井、下套管、固井、套管柱试压和电测固井质量等项工作。在这些工作中，除下套管是由钻井队独自完成的以外，测井和固井都有各自的施工单位，由钻井队协助其完成各项工作。各项作业的危险因素分析如下。1）测井过程中的危险因素测井也称电测，是在钻达设计井深或目的层之后进行物理测井的简称。通过电测，可以获得地层岩性、物性、井身质量以及固井质量等地质与工程方面的资料。此项工作由钻井队配合测井队完成。钻井队的主要工作是：准备好井眼；调整好钻井液性能使之能够满足测井需要；协助测井队吊仪器出、入井口；定时向井内灌满钻井液；随时观察井口有无溢流等情况。在测井过程中，最大的危险因素就是发生溢流。2）下套管过程中的危险因素下技术套管或油层套管是一项紧张而又需要多工种相互协作配合的复杂作业，持续时间长，工作人员多，劳动强度大。在下套管过程中，有可能遇到在下钻过程中可能遇到的各中井下复杂情况，危险因素较多。3）固井过程中的危险因素 和下表层固井一样，技术套管和油层套管固井由专业固井施工单位施工，钻井队应积极保证固井施工顺利和固井质量。在固技术套管或油层套管施工过程中，泵压会越来越高，井口、泵房、高压管汇、安全阀附近有一定的流体伤人的危险性。4）完井后拆卸设备过程中的危险因素分析完井后拆卸没备需要多工种配合作业，危险因素多，特别是拆卸钻具没有液气大钳而使用B型吊钳配合猫头松扣、使用旋绳卸扣时，曾多次发生吊钳伤人和猫头绳缠乱、伤人的事故。另外，钻具下钻台时，也容易发生砸伤人员的事故。在进行以上作业时要注意：卸扣要使用液气大钳：用猫头卸扣时，要严格遵守操作猫头的安全操作规程；方钻杆在井口松扣时不能退扣太多，防止脱扣；钻具下钻台时，人员要避至安全位置。在进行拆卸水龙头、大钩、拔鼠洞、下绞车、转盘、抽大绳等作业时，因为这些工作基本上是安装设备的反程序作业，其危险因素可参照安装部分的内容。5检修与保养工作中的危险因素分析在钻井施工过程中，经常遇到设备有问题需要检修和保养的情况，如修钻井泵、接链条、修气路、电路、柴油机等等。在设备保养或检修时，如钻具在井下，应尽量保持钻井液的循环并活动钻具，如既不能循环也不能活动钻具，应将钻具2/3的重量压在境内，形成钻柱的多次弯曲，以减少粘附卡钻的机会。在被检修设备的控制开关处，应挂上“正在检修、禁止乱动”的牌子，并派人监护，防止误操作。凡是气动控制的设备在检修时，应确保控制气路有效，必要时，应将主气源管线拆下，以保证安全。3.4.2 塔型钻井设备危险因素及预防和纠正措施由于塔型钻井设备在延长油田钻井过程中广泛使用，结合对钻井过程危险危害因素的分析结果，现将塔型钻井设备危险因素及预防和纠正措施总结如下。见表3-1所示： 表3-1 塔型钻井设备危险因素及预防和纠正措施危险分类危险因素预防和纠正措施物理性危害和有害因素设备防护缺陷大庆型钻机老化。转盘链条护罩不便于固定。平台井传动链条过长、无护罩按公司计划逐步更换，按规定定期保养。钻台操作人员作业时远离护罩。设置安全标志，安装护栏或防护绳电危害 户线穿管不标准。井场、驻地电路由于野外作业裸露在外，易老化。井场、驻地接地线不规范（不可靠接地）。井场、驻地漏电开关失灵进户线必须按标准进行穿管保护。定期检查，对老化线路及时更换。定期检查，对接地不符合的及时更改。定期检查脱扣按钮，不符合的及时更换噪声危害发电房、机房、钻台上机械噪声超标操作人员工作时戴耳塞致害元素测井时易受辐射人员要远离中子源。操作人员要穿好防辐射服运动性危害起下钻作业。钻机工作时（猫头部位）。转盘工作时。机房、发电房传动系统操作刹把人员必须持证、按标准操作。操作猫头人员必须持证。转盘工作时转盘上不准站人和摆放工具。对传动系统护罩进行定期检查，有问题及时整改明火井场电气焊作业严格执行动火审批手续，制订防护措施作业环境不良野外施工作业按规定使用劳动防护用品信息缺陷夜间作业信息传递不良操作人员确定