井噴事故的預(yù)防與控制-

1、目錄1 緒論 (11.1 課題的研究意義 (11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (21.3 畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容 (41.4 所采用的方法、手段以及步驟 (42 井噴事故致因分析 (52.1 井噴的概述 (52.2 致因分析 (102.3 井噴事故故障樹 (113 井噴事故安全技術(shù)對策 (173.1 安全技術(shù)對策的基本原則 (173.2 預(yù)防井噴事故的安全技術(shù)對策(防噴設(shè)備系統(tǒng) (173.3 減輕事故損失的安全技術(shù) (224 井噴預(yù)防與控制中的安全教育措施 (254.1 安全教育的意義 (254.2 安全教育的內(nèi)容 (264.3 安全教育的形式和方法 (294.4 提高安全教育的效率 (345 井噴預(yù)防與

2、控制安全管理 (365.1 理念先導(dǎo) (375.2 宣傳教育 (385.3 親情感染 (385.4 管理規(guī)范 (395.5 落實制度“嚴(yán)”字當(dāng)頭 (395.6 “全”字綜合治理 (405.7 對于外國井噴的學(xué)習(xí) (416 結(jié)論 (43參考文獻(xiàn) (44致謝 (461 緒論1.1 課題的研究意義眾所周知,能源工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的龍頭老大,而現(xiàn)在就世界的能源消耗來說,石油占首位。隨著現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),尤其對向我國這樣的發(fā)展中國家來說,石油的需求量將是越來越大。然而,由石油的各種性質(zhì)決定,在原油的開采過程中,存在著各種各樣的危險因素。特別是井噴事故的發(fā)生,不僅將造成嚴(yán)重的資源浪費,而且比將造成嚴(yán)重

3、的環(huán)境污染和設(shè)備的損壞。井噴不僅能造成大量的資源浪費,另一方面也能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。和多數(shù)其他鉆井事故不同,井噴回應(yīng)其媒體的關(guān)注。石油行業(yè)必須認(rèn)識到井噴對行業(yè)長遠(yuǎn)利益的損害比處理短期事故花費的金錢跟多。在提議開發(fā)阿拉斯加ANWR 油田時,在政治上遭到潰敗。這就是由于井噴事故的惡劣影響,從而使國家和人民對石油行業(yè)產(chǎn)生一定的偏見。在原油開采中,任何一個人的不安全行為和物的不安全狀態(tài),都有可能造成事故的發(fā)生。導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失或人身傷害事故,嚴(yán)重的甚至危害社會,政治影響惡劣,而其中井噴事故更甚。因此,就要從已發(fā)生的井噴事故中反復(fù)研究,找出事故發(fā)生的原因。從根本上解決問題。鑒于事故的巨大危害,原油安

4、全生產(chǎn)的壓力極大,不但對設(shè)備、環(huán)境的本質(zhì)安全提出了嚴(yán)格的要求,而且對生產(chǎn)負(fù)責(zé)人、各級專業(yè)管理和技術(shù)人員,特別是直接介入生產(chǎn)工藝運行的操作人員的行為安全要求更為具體和嚴(yán)格。對事故進(jìn)行詳細(xì)的分析,找出事故的直接原因和間接原因,找出造成事故的人為因素和設(shè)備問題以及環(huán)境因素,統(tǒng)計各類事故發(fā)生的頻繁性,對加強(qiáng)原有的安全生產(chǎn),防止井噴事故的發(fā)生有著重要的意義。只有找到了事故的發(fā)生規(guī)律,我們才能從源頭上去防止事故的再次發(fā)生,才能實現(xiàn)本質(zhì)安全。所以對井噴事故的致因分析是有必要而且是相當(dāng)重要的。總結(jié)出了油庫事故的發(fā)生規(guī)律,我們就要從安全管理和安全技術(shù)兩個方面入手,來有效地控制井噴事故的發(fā)生,進(jìn)一步保證原油生產(chǎn)的

5、安全進(jìn)行和減少不必要的損失。此課題的研究對控制井噴事故,保證原油生產(chǎn)的安全進(jìn)行具有重要的意義,減少資源的浪費和對環(huán)境的污染,因此對保障國家和人民生命財產(chǎn)的安全起到十分重要的作用。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀比起國外來說,我國石油工業(yè)由于起步晚,技術(shù)落后。所以事故發(fā)生的頻率比較高。整體的安全意識也不是很高。1缺乏安全意識,重效益輕安全。隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),石油的需求量也是愈來愈多,這樣就是有些人被眼前的利益蒙蔽了雙眼。在利益的誘惑下,不顧盲目提產(chǎn)所帶來的嚴(yán)重后果。忽視安全生產(chǎn)隱性效益的趨勢?！鞍踩边@個詞已經(jīng)被有些人深深的拋棄,當(dāng)安全與效益放上矛盾時,某些領(lǐng)到總是不自覺的堅持效益第一,因而安全為效益

6、讓了步。這種思想的影響下,許多單位甚至有取消了專職的安全員的現(xiàn)象。盡管國家一再倡導(dǎo)安全第一,但是在我國石油企業(yè)員工的安全素質(zhì)普遍比較低。甚至一些領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為:安全很簡單,安全工作誰都可以做。2員工整體安全意識低下2003年12月23日,在四川重慶開縣高橋鎮(zhèn),正在進(jìn)行鉆井作業(yè)的羅家16井突然發(fā)生井噴事故,大量硫化氫有毒氣體從井底溢出,導(dǎo)致附近村民中毒,事故相當(dāng)嚴(yán)重,被定義為特別重大事故。時候經(jīng)過專家調(diào)查,導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因有:王建東明知卸下回壓閥可能造成井噴事故的后果后,卻提出卸下回壓閥的鉆具組合方案;宋濤明知王建東的方案違背了有關(guān)規(guī)定,不提出異議,未盡到現(xiàn)場技術(shù)人員的職責(zé)。四川石油管理局川東鉆

7、塔公司鉆井12對副司鉆向一明,帶領(lǐng)4名工人在羅家16井進(jìn)行鉆具起鉆操作中,再起了6柱鉆桿后才灌注鉆井液一次,致使井內(nèi)液壓力下降,違反了單位有關(guān)細(xì)則中“起鉆中嚴(yán)格按照要求每起3柱-5柱灌鉆井液1次”的規(guī)定及川探12對針對羅家16井高含硫天然氣井的特點所做出的每3柱灌滿1次的規(guī)定。事故專家的鑒定報告認(rèn)為:起鉆過程中存在違章操作,鉆井液關(guān)注不符合規(guī)定是造成溢流并導(dǎo)致井噴的主要原因。從員工到領(lǐng)導(dǎo),對安全的不重視是導(dǎo)致這場事故的主要原因。據(jù)統(tǒng)計:在我國,幾乎絕大部分的事故都是由于人的原因造成的,都是由于人們對安全的不夠重視。3安全管理缺乏力度在我國,某些油田還存在安全責(zé)任制在個別崗位落實不到位的現(xiàn)象。安

8、全檢查和總結(jié)評比未分清楚。目前各級組織的安全檢查,雖然種類較多,但效果卻并不理想。究其原因,一方面是檢查者雖然進(jìn)行了認(rèn)真的檢查,也查出了存在的隱患,但被檢查著對查出的問題敷衍塞責(zé),不認(rèn)真整改,導(dǎo)致事故重復(fù)發(fā)生;另一方面是個別被檢查者善做表面文章,結(jié)果是金玉其外,敗絮其中,使隱患得不到及時發(fā)現(xiàn),造成了事故發(fā)生的必然性。更有,一些被檢查者沒有正確的理解安全檢查的實質(zhì)與內(nèi)涵,只是想通過某次安全檢查來達(dá)到本單位安全管理工作好的座次排名,從而忽落了日常的安全管理。其次還有,安全教育認(rèn)識不到位(安全知識教育與專業(yè)技術(shù)知識脫節(jié)和安全教育培訓(xùn)中理論培訓(xùn)與實踐培訓(xùn)脫節(jié)、直接作業(yè)環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理力度不夠、對“誰主管

9、誰負(fù)責(zé)”的原則在思想上認(rèn)識不到位等等。4裝備與技術(shù)水平低隨著改革開放的進(jìn)行,我國的科技水平再不斷的提高。油田工作設(shè)備也在不斷的更新,但是科技進(jìn)步的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上需要。我國是石油需求大國,但是石油裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)中國家?？萍疾攀怯驳览?由于技術(shù)的不到位也造成了許多事故的發(fā)生。由于外國的工業(yè)化進(jìn)程比中國早,并且大多數(shù)都完成了工業(yè)化的轉(zhuǎn)變,因此國外的防井噴技術(shù)比較成熟,管理制度完善并且有相關(guān)的措施保證其實施。具體的體現(xiàn)在以下幾個方面:1裝備與技術(shù)先進(jìn)國外的裝備制造業(yè)比較發(fā)達(dá),而且煉鋼和相關(guān)技術(shù)都比國內(nèi)先進(jìn)。國外的勘探技術(shù)和防井噴技術(shù)經(jīng)過這么多年的發(fā)展已經(jīng)比較成熟,有關(guān)防井噴設(shè)備的使用年限及保養(yǎng)技術(shù)都

10、比較先進(jìn)。雖說國外的防噴設(shè)備建設(shè)時間一般都比國內(nèi)的要早很多,但是經(jīng)過這么多年的技術(shù)更新和裝備更新,國外的防井噴裝備基本都是比較先進(jìn)的,并且是能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的。2安全現(xiàn)場管理過硬國外的員工在上崗之前都會進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn),所有國外的員工無論是在安全意識上,還是在安全技術(shù)上都比國內(nèi)的員工要強(qiáng)。正是由于國外員工的安全意識強(qiáng)于國內(nèi)員工,使得國外的原油安全生產(chǎn)現(xiàn)場管理強(qiáng)度明顯強(qiáng)于國內(nèi),而且其執(zhí)行能力也是國內(nèi)員工所無法比擬的。3安全管理隊伍全面國外的安全管理制度完善程度優(yōu)于國內(nèi),并且其有好的管理隊伍去執(zhí)行相關(guān)的制度。國外的教學(xué)體制及經(jīng)濟(jì)實力決定了其高學(xué)歷、高技能的人才較多,這就使得其管理隊伍的整體素質(zhì)強(qiáng)于國

11、內(nèi)。國外的教育體制使得他們既有高學(xué)歷的人才,又有精通技術(shù)的藍(lán)領(lǐng)工人,這就使得他們的管理隊伍相當(dāng)全面,不僅僅只是停留在書面及技術(shù)層面上,而是落在了實處。4安全管理激勵強(qiáng)國外的員工死亡之后的賠償是國內(nèi)的幾倍甚至十幾倍,這就促使他們在工作中要盡量的減少事故的發(fā)生,減少人員的傷亡。因為國內(nèi)現(xiàn)在是在強(qiáng)調(diào)發(fā)展,所以有時候都會重效益而輕安全,這個是不爭的事實,并且很難改變。國外已經(jīng)經(jīng)歷過了我國現(xiàn)在所面對的問題,他們對效益的追求已經(jīng)不如我們強(qiáng)烈。雖然他們也追求效益最大化,但是他們因為好的安全措施和好的安全管理所帶來的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于他們盲目追求效益。正是因為這強(qiáng)大的效益使得他們心甘情愿的在安全上進(jìn)行投資,這就是國

12、外安全管理不斷完善的強(qiáng)大動力。1.3 畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容1閱讀相關(guān)書籍和文獻(xiàn)資料, 了解國內(nèi)外防井噴技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。2搜集井噴事故資料,并對其資料進(jìn)行整理。3撰寫井噴預(yù)防與控制方面的開題報告。4對事故的類型和性質(zhì)、人員傷亡情況以及各類事故的成因進(jìn)行具體地分析、研究和統(tǒng)計。5針對油防井噴技術(shù)中存在的問題和安全隱患進(jìn)行分析和研究。6提出井噴事故預(yù)防與控制方面的措施,主要包括:(1提出安全管理措施。(2提出安全技術(shù)措施。(3提出安全教育措施。7撰寫畢業(yè)論文,準(zhǔn)備答辯。8翻譯不低于15000印刷字符的相關(guān)外文資料。1.4 所采用的方法、手段以及步驟大量統(tǒng)計資料表明,在各類事故中由于人的行為失誤導(dǎo)致

13、的事故占主導(dǎo)地位(94%,而物的不安全因素卻占次要地位(6%。井噴事故的主要原因也歸結(jié)為這兩個因素。油井處于安全狀態(tài)有兩種模式(不發(fā)生井噴事故,即第一安全模式:人的行為、管理狀況、環(huán)境因素和物的狀況均處于良好狀態(tài)時,不會發(fā)生井噴事故。例如,如果原油生產(chǎn)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)高、安全意識強(qiáng)、無違章操作行為,安全管理工作到位,油庫設(shè)備設(shè)施無故障,出于安全狀態(tài),不會發(fā)生井噴事故。第二安全模式:人的行為失誤,或物的狀態(tài)出現(xiàn)故障,或管理失控,或其組成要素失控,但其屏蔽作用(防范措施有效,則井噴事故仍然不會發(fā)生。例如,如果工作人員違章操作,或安全管理工作不到位,或設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)故障,或前面幾種情況兼而有之,但屏蔽措施

14、有效,則油庫處于安全狀態(tài),不會發(fā)生井噴事故。針對油田生產(chǎn)的這兩種安全狀態(tài),結(jié)合我們所學(xué)過的事故分析方法,在本次畢業(yè)設(shè)計中,我將采用下面的幾種方法:對井噴事故的分析采用歸納的方法,選擇每種事故的經(jīng)典案例進(jìn)行綜合的分析。對每一種事故的事故經(jīng)過進(jìn)行再現(xiàn)并對事故原因進(jìn)行分析,并提出合理可行的預(yù)防措施。比如:由于人的安全意識底下而造成的事故,通過對其原理的認(rèn)識從根源上消除井噴事故。對這類事故的預(yù)防就要加強(qiáng)工作人員的安全文化教育,提高其安全意識。2 井噴事故致因分析2.1 井噴的概述在獲取油氣的鉆井過程中,當(dāng)鉆遇地下異常高壓油、氣層時,如果井底壓力小于 地層壓力,地層油氣流體將進(jìn)入井筒并推動鉆井液外溢,即

15、發(fā)生溢流。此時如果對地下油、氣壓力的控制措施不當(dāng),不能及時發(fā)現(xiàn)和處理溢流,就會造成油、氣、鉆井液迅速噴到地面,即發(fā)生井噴。如圖3-1所示。井噴,是一種地層中流體噴出地面或流入井內(nèi)其他地層的現(xiàn)象,大多發(fā)生在開采石油天然氣的現(xiàn)場。圖3-1 井噴事故現(xiàn)場井噴是石油或石油氣開采中非常忌諱的意外事故,鉆井時要把泥漿注入井管來平衡地下地層對油氣的壓力。但是當(dāng)勘測時對地下壓力測試不準(zhǔn)或注入的泥漿密度太低或出現(xiàn)地層壓力突然變大等情況時,井管中的油或氣噴出地面或流入井內(nèi)的其他地層就發(fā)生了井噴,井噴往往伴隨著有毒氣體的著火,造成對環(huán)境和人較大的危害。在鉆井過程中,井噴噴出物主要就是原油、天然氣、地層水和鉆井時所使

16、用的鉆井液。對于氣井而言,之所以一些氣井發(fā)生井噴或井噴失控后造成比較大的環(huán)境影響和危害,重要原因就是噴出的天然氣含有較高濃度的有毒氣體H2S。(1天然氣和H2S的物理化學(xué)性質(zhì)天然氣主要組分為甲烷,通常占90%以上,還含有一些乙烷、丙烷、丁烷及戊烷等烴類,并且有少量的二氧化碳、氮氣、硫化氫、氫氣等非烴類組分。天然氣相對密度:0.550.75;閃點:-218°C;自燃點:500700°C(典型干氣;爆炸下限:3.6% 6.5%;爆炸上限:13%17%。硫化氫:無色、有“臭雞蛋”氣味、強(qiáng)酸性有毒氣體,分子量34,嗅閥值為2 mg/m。H2S的毒性較一氧化碳的毒性大56倍,幾乎與氰

17、化物同樣劇毒。它的相對密度為1.196,較空氣重,它容易聚集在地勢低洼處,空氣不流通的地方并能擴(kuò)散至相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,熔點:-82.9°C;沸點:-61.8°C;飽和蒸氣壓:2026.5 kPa(25.5°C;臨界溫度:100.4°C;臨界壓力:9.01 MPa。與空氣混合能形成爆炸性混合物(爆炸極限的下限為4.3%,上限為4 5.5%,遇明火、高溫能引起燃燒爆炸。天然氣的主要成份為甲烷,甲烷本身無毒,為單純窒息性氣體。天然氣之所以會對人體健康造成重大影響和危害,主要原因就是含硫氣田鉆井所獲天然氣含有較高濃度的有毒氣體H2S,井噴或井噴燃燒后會對人體健康和環(huán)

18、境等造成影響與危害。(2對人體健康的影響和危害井噴噴出的含H2S的天然氣對人體健康的危害,主要體現(xiàn)在天然氣中的H2S經(jīng)人體呼吸道粘膜吸收后危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng),亦可對心臟等多器官造成損害,對其毒害作用最敏感的組織是腦和粘膜接觸部位。接觸高濃度H2S,眼結(jié)膜會發(fā)生水腫和角膜潰瘍,接觸極高濃度H2S (1 000 mg/m 以上時可在數(shù)秒鐘內(nèi)突然昏迷,呼吸驟停,繼而心跳驟停,發(fā)生閃電型死亡。此外,含H2S天然氣對動物的危害也基本與對人體的危害相似,原羅家16H#井噴噴出大量高濃度H2S的天然氣,致使井場周邊出現(xiàn)大量動物死亡可說明此點,特別是一些飛越井場上空的鳥,在河流中游弋的鴨也沒有幸免。(

19、3對空氣的污染和影響含H2S天然氣噴入空氣中或被點火燃燒后(H2S將被氧化生成二氧化硫和三氧化硫,都會造成嚴(yán)重的大氣污染,如果大氣中同時有顆粒物質(zhì)存在,顆粒物質(zhì)吸附了高濃度的硫氧化物,人體吸入后將進(jìn)入肺的深部,將會加大硫氧化物對人體的危害程度。硫的氧化物在高空中為雨雪沖刷溶解而形成為酸雨,這些酸性氣體成為雨水中雜質(zhì),危害也十分大。如果井噴含H2S天然氣被點火燃燒,天然氣中的主要成份甲烷將被燃燒成為CO2和CO,而CO2是全球變暖的主要溫室氣體。(4對水體的污染和影響如井噴噴出的是石油,石油將在水面形成油膜而阻礙水體與大氣之間的氣體交換,使水質(zhì)更容易惡化;油類粘附在魚類、藻類和浮游生物上,致使生

20、物死亡;石油污染還會使水產(chǎn)品品質(zhì)下降.造成經(jīng)濟(jì)損失;若含油廢水的排入超過了水體的自凈能力,則易形成油污染,這些污染使河流、湖泊水體以及底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化.從而會降低水體的使用價值,甚至危害到人的健康。(5對土壤的污染和影響由于鉆井液中含有一些有重毒金屬和其它污染物,井噴噴出的鉆井液將會使放噴點處的土壤受到較嚴(yán)重的污染,并可通過食物鏈而最終影響到人類健康。若井噴噴出的是石油,由于石油會迅速滲透到土壤中,殺死土壤中的微生物,從而改變土壤成分,改變地表生態(tài),遭受污染的地區(qū)可能在幾十年甚至上百年的時問內(nèi)都會寸草不生。許多研究表明.一些石油烴類進(jìn)入動物體內(nèi)后,對哺乳類動物及人類有

21、致癌、致畸等作用。土壤的嚴(yán)重污染會導(dǎo)致石油烴的某些成分在糧食中積累,影響糧食的品質(zhì),并通過食物鏈,危害人類健康。井噴噴出的天然氣點火燃燒時將會對放噴點處及周邊的土壤造成嚴(yán)重的危害和影響,可能一二十年都難以恢復(fù)原有的土質(zhì)肥力,除非移植新土。(6對井場周邊聲環(huán)境的污染和影響當(dāng)井噴噴出的天然氣產(chǎn)量較大時,放噴管線噴出的天然氣對空氣的蠕動會產(chǎn)生很高的氣流噪聲。放噴點火后,大量天然氣的燃燒也將引起很大的噪聲。離放噴口(即點火處6080 m進(jìn)行的噪聲測試顯示,其值可達(dá)100 dB左右。高強(qiáng)度的噪聲,不僅嚴(yán)重影響到井場員工和附近村民的身心健康,使其心情煩躁不安,同時也造成井場員工語言交流困難,給施工作業(yè)帶來

22、不便,并容易造成安全事故,此外也會對放噴點火口周邊的家禽造成一定的危害和影響。(7對井場周邊植物的污染和影響當(dāng)井噴發(fā)生時,一般都會噴出一定量的鉆井液于放噴管線周邊的農(nóng)作物上,使農(nóng)作物受到一定程度的污染,并可能通過食物鏈而影響到人類健康;對噴出的天然氣進(jìn)行點火燃燒,將產(chǎn)生強(qiáng)大的熱輻射,進(jìn)而造成熱輻射污染,使周邊的農(nóng)作物受到灼傷。概括起來主要有以下幾個方面:1打亂正常的工作秩序,影響全局生產(chǎn);2使鉆井事故復(fù)雜化,處理難度增加;3井噴失控極易引起火災(zāi),危及井場人員及周圍居民的生命安全;4噴出的油、氣、水及有害物質(zhì)(如硫化氫會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,危及人員的健康和安全;5傷害油氣層,破壞地下油氣資源;6

23、井噴著火,造成機(jī)毀人亡和油氣井報廢,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失;7涉及面廣,在國際、國內(nèi)造成不良的社會影響。2003年12月23日21:57,位于重慶市開縣高橋鎮(zhèn),由中國石油天然氣集團(tuán)公司(以下簡稱中石油集團(tuán)四川石油管理局川東鉆探公司鉆井二公司川鉆12隊承鉆的中國石油天然氣股份有限公司(以下簡稱中石油股份西南油氣田分公司川東北氣礦羅家16H井發(fā)生井噴事故,造成243人死亡(職工2人,當(dāng)?shù)厝罕?41人,直接經(jīng)濟(jì)損失9262.71萬元.(1 事故單位概況四川石油管理局是隸屬于中石油集團(tuán)的國有特大型企業(yè),獨立法人單位。川東鉆探公司是四川石油管理局下屬的專業(yè)化鉆井公司,現(xiàn)有在冊職工5600余人,資產(chǎn)總額7億余

24、元;下轄鉆井二公司、地質(zhì)服務(wù)公司、泥漿公司、鉆具公司等單位。川鉆12隊是川東鉆探公司鉆井二公司下屬的鉆井隊。西南油氣田分公司是中石油股份下屬的非法人分支機(jī)構(gòu),主要在四川、重慶等地從事石油天然氣的勘探、開發(fā)、管道運輸、營銷、煉化等業(yè)務(wù)。西南油氣田分公司與四川石油管理局之間的服務(wù)關(guān)系為關(guān)聯(lián)交易甲乙方關(guān)系,并按相關(guān)規(guī)定,簽訂年度工程技術(shù)服務(wù)合同。羅家16H井為羅家寨氣田的開發(fā)井,地處重慶市開縣高橋鎮(zhèn)曉陽村境內(nèi)。目的層是三疊系飛仙關(guān)段鮞粒溶孔性白云巖,氣藏天然氣高含硫,中含二氧化碳,其中甲烷82.14%,硫化氫9.02%,二氧化碳6.79%。(2 事故發(fā)生及搶救經(jīng)過2003年12月23日2時52分,羅

25、家16H井鉆至井深4049.68米時,因為需更換鉆具,經(jīng)過35分鐘的泥漿循環(huán)后,開始起鉆。當(dāng)日12時,起鉆至井深1948.84米。此時,因頂驅(qū)滑軌偏移,致使掛卡困難,于是停止起鉆,開始檢修頂驅(qū)。16時20分檢修頂驅(qū)完畢,繼續(xù)起鉆。21時55分,起鉆至井深209.31米,錄井員發(fā)現(xiàn)錄井儀顯示泥漿密度、電導(dǎo)、出口溫度、烴類組分出現(xiàn)異常,泥漿總體積上漲,溢流1.1立方米。錄井員隨即向司鉆報告發(fā)生了井涌。司鉆接到報告后,立即發(fā)出井噴警報,并停止起鉆,下放鉆具,準(zhǔn)備搶接頂驅(qū)關(guān)旋塞。21時57分,當(dāng)鉆具下放10余米時,大量泥漿強(qiáng)烈噴出井外,將轉(zhuǎn)盤的兩塊大方瓦沖飛,致使鉆具無支撐點而無法對接,故停止下放鉆具

26、,搶接頂驅(qū)關(guān)旋塞未成功。21時59分,采取關(guān)球形和半閉防噴器的措施,但噴勢未減,突然一聲悶響,頂驅(qū)下部起火。作業(yè)人員使用滅火器滅火,但由于粉末噴不到著火部位而失敗。隨后關(guān)全閉防噴器,將鉆桿壓扁,從擠扁的鉆桿內(nèi)噴出的泥漿將頂驅(qū)火熄滅。此后,作業(yè)人員試圖上提頂驅(qū)攔斷鉆桿,也未成功。于是,開通反循環(huán)壓井通道,啟動泥漿泵,向井筒環(huán)空內(nèi)泵注重泥漿,由于沒有關(guān)閉與井筒環(huán)空連接的放噴管線閥門,重泥漿由放噴管線噴出,內(nèi)噴仍在繼續(xù)。22時4分,井噴完全失控,井場硫化氫氣味很濃。22時30分,井隊人員開始撤離現(xiàn)場,疏散井場周邊群眾,隨后撥打110、120、119,并向當(dāng)?shù)卣▓笄闆r。23時20分,鉆井隊派人返回

27、井場,關(guān)閉了泥漿泵、柴油機(jī)、發(fā)電機(jī),隨后全部撤離井場,并設(shè)立了警戒線。24日12時30分,執(zhí)行搜救任務(wù)路過井場的川鉆12隊人員發(fā)現(xiàn)井口停噴,氣體從放噴管線噴出。14時,經(jīng)派人核實,確認(rèn)井口已經(jīng)停噴,隨即由鉆井二公司組織點火,15時55分,1#、3#放噴管點火成功,險情得到控制。至此,未燃燒的含硫化氫天然氣已持續(xù)噴出了約18小時。在國務(wù)院工作組指導(dǎo)下,中石油集團(tuán)研究制定了詳細(xì)的壓井方案。27日9時36分正式開始壓井,11時壓井成功。從23日21時57分井噴開始,井噴失控過程持續(xù)約85小時。事故發(fā)生后,重慶和開縣兩級黨委、政府采取強(qiáng)有力措施,組織大量人員、物資投入到轉(zhuǎn)移搜救群眾、醫(yī)治傷病人員、處理

28、遇難者善后、核實賠付財產(chǎn)損失和災(zāi)后重建等工作。四川省委、省政府也要求達(dá)州市宣漢縣協(xié)助重慶市安置了部分受災(zāi)群眾。社會各界捐贈了大量的物資和現(xiàn)金。據(jù)統(tǒng)計,事故發(fā)生后安全轉(zhuǎn)移并妥善安置受災(zāi)群眾65632人。截至2004年2月9日,累計門診治療26555人(次,住院治療2142人,治愈出院2056人,仍在住院86人,其中重癥病人9人。(3 事故原因1事故直接原因井噴的直接原因:a. 起鉆前,泥漿循環(huán)時間嚴(yán)重不足;b. 在起鉆過程中,沒有按規(guī)定灌注泥漿,且在長時間檢修頂驅(qū)后,沒有下鉆充分循環(huán),排出氣侵泥漿,就直接起鉆;c. 未能及時發(fā)現(xiàn)溢流征兆。井噴失控的直接原因:在鉆柱中沒有安裝回壓閥,致使起鉆發(fā)生井

29、噴時鉆桿內(nèi)無法控制,使井噴演變?yōu)榫畤娛Э?。事故擴(kuò)大的直接原因:井噴失控后,未能及時采取放噴管線點火措施,以致大量含有高濃度硫化氫的天然氣噴出擴(kuò)散,導(dǎo)致人員傷亡擴(kuò)大。2事故間接原因現(xiàn)場管理不嚴(yán),違章指揮。有關(guān)技術(shù)人員違反鉆井作業(yè)的相關(guān)規(guī)程和羅家16H井鉆開油氣層現(xiàn)場辦公要求,在本趟鉆具組合下放時,違章指揮卸掉回壓閥,井隊負(fù)責(zé)人和鉆井工程監(jiān)督發(fā)現(xiàn)后沒有制止、糾正。沒有安排專人觀察泥漿灌入量和出口變化;錄井工嚴(yán)重失職,沒有及時發(fā)現(xiàn)灌注泥漿量不足的異常情況,且發(fā)現(xiàn)后沒有通知鉆井人員,也不向值班領(lǐng)導(dǎo)匯報;錄井隊負(fù)責(zé)人未按規(guī)定接班,對連續(xù)起鉆9柱未灌滿泥漿的異常情況不掌握。安全責(zé)任制不落實,監(jiān)督檢查不到位

30、。四川石油管理局及其下屬單位沒有針對基層作業(yè)單位多且分散的特點,建立有效的安全管理機(jī)制;沒有依法在井隊配備專職安全管理人員;沒有及時向井隊派出井控技術(shù)監(jiān)督;對川鉆12隊落實井控責(zé)任制等規(guī)章制度情況監(jiān)督檢查不力。川東鉆探公司沒有將其與川東北氣礦簽訂的安全生產(chǎn)合同下發(fā)鉆井二公司、川鉆12隊貫徹落實。川東北氣礦及其派駐羅家16H井的鉆井工程監(jiān)督人員未切實履行安全監(jiān)督職責(zé)。事故應(yīng)急預(yù)案不完善,搶險措施不力。羅家16H井開鉆前,四川石油管理局及其下屬有關(guān)單位沒有按照法律法規(guī)的要求,組織制定有效的包括羅家16H井井場周圍居民防硫化氫中毒措施的事故應(yīng)急預(yù)案,井隊未按規(guī)定進(jìn)行防噴演習(xí),也未對井場周邊群眾進(jìn)行必

31、要的安全知識宣傳教育。事故發(fā)生后,四川石油管理局沒有及時報告中石油集團(tuán)。有關(guān)單位負(fù)責(zé)人對硫化氫氣體彌漫的危害沒有引起高度重視,搶險救災(zāi)指令不明確;未按規(guī)定安排專人在安全防護(hù)措施下監(jiān)視井口噴勢,未及時采取放噴管線點火措施。設(shè)計不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,審查把關(guān)不嚴(yán)。羅家16H井鉆井地質(zhì)設(shè)計沒有按照含硫油氣田安全鉆井法、鉆井井控技術(shù)規(guī)程等有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,在設(shè)計書上標(biāo)明井場周圍2公里以內(nèi)的居民住宅、學(xué)校、廠礦等;有關(guān)人員在審查、批準(zhǔn)鉆井地質(zhì)設(shè)計時,把關(guān)不嚴(yán)。安全教育和職工安全培訓(xùn)工作抓得不實,要求不嚴(yán),不到位,職工安全意識淡薄。有關(guān)單位對井隊職工操作技能差,技術(shù)素質(zhì)低。一些干部職工對井控工作不重視,存在嚴(yán)

32、重麻痹和僥幸心理,對于高含硫、高產(chǎn)天然氣水平井存在的風(fēng)險及可能出現(xiàn)的嚴(yán)重情況,思想認(rèn)識不足,沒有采取針對性的防范措施。此外,事故發(fā)生在夜晚,群眾居住分散,交通通信條件差;當(dāng)?shù)貫樯絽^(qū)低洼地勢,空氣流通不暢也是導(dǎo)致大量人員傷亡的客觀因素。(4 事故性質(zhì)中石油川東鉆探公司“12·23”井噴特別重大天然氣井噴失控導(dǎo)致硫化氫中毒事故是一起責(zé)任事故。2.2 致因分析井噴時大量的地層流體進(jìn)入井眼,以致必須在壓力條件下關(guān)井。在正常鉆進(jìn)或起、下鉆作業(yè)時,井噴可能在下列條件下發(fā)生:(1井內(nèi)環(huán)形空間鉆井液靜液壓力小于地層壓力;(2井噴地層具有必要的滲透率,允許流體流進(jìn)井內(nèi)。我們不能控制地層壓力和地層滲透率

33、。為了維持井控狀態(tài)必須保持井內(nèi)有適當(dāng)?shù)你@井液靜液壓力。造成靜液壓力不夠的任何一種或多種原因都可能導(dǎo)致井噴。最普遍的原因有:1、起鉆時井內(nèi)未灌滿鉆井液;2、過大的抽吸壓力;3、鉆井液密度不夠;4、循環(huán)漏失;5、地層壓力異常。起鉆過程中,由于鉆柱起初,鉆柱在井內(nèi)的體積減少,井內(nèi)的鉆井液液面下降,這就減小了靜液壓力。不管在裸眼中那一點上,只要鉆井液靜液壓力低于地層壓力,井噴就有可能發(fā)生。起鉆的抽吸作用會降低井內(nèi)的有效靜液壓力,會使靜液壓力低于地層壓力,從而造成井噴事故引起靜液壓力降低的機(jī)理多種多樣。第一,鉆井液有粘附在鉆具外壁的傾向;第二,井內(nèi)的鉆具象一個皮下注射器那樣在井內(nèi)作用。井內(nèi)鉆井液下降沒有

34、上提鉆具那樣快時,就可能產(chǎn)生抽吸作用。這樣實際上在鉆頭的下方造成一個抽吸空間并產(chǎn)生壓力降。鉆井液密度不夠而產(chǎn)生的井噴事故通常是突然鉆遇到高壓層,地層壓力高于鉆井液靜液壓力條件下發(fā)生的,特別是為了獲得高的機(jī)械鉆速和低成本而使用的最低的鉆井液密度。鉆井液氣侵有時嚴(yán)重影響鉆井液的密度,降低靜液壓力。因為氣體比鉆井液輕,所以鉆井液密度會降低。循環(huán)漏失是指井內(nèi)的鉆井液漏入地層,這就引起井內(nèi)液柱和靜液壓力下降。下降到一定程度時,井噴就有可能發(fā)生。當(dāng)?shù)貙恿芽p足夠大,并且井內(nèi)環(huán)形空間的液柱和靜液壓力超過裂縫地層壓力時,就會發(fā)生循環(huán)漏失。地層裂縫可能是天然的,也可能是由鉆井液柱壓力過大把地層壓裂而產(chǎn)生的。鉆遇異

35、常壓力的地層并不一定會直接引起井控失敗。如用低密度鉆井液鉆此類地層,初級井控才可能失敗。事實上,更多的井噴事故發(fā)生在正常壓力地層而不是異常壓力地層。在大多數(shù)情況下,井噴事故可能是由于上述某種原因。但還有其他一些情況,造成井內(nèi)靜液壓力不足以平衡或超過地層壓力,如有:中途測試,控制不好;鉆到臨近井里去了;已過快的速度鉆穿含氣砂層;射孔時控制不住;固井時,差壓式灌注設(shè)備損壞等等。2.3 井噴事故故障樹井噴是地層流體(油、氣和水無控制地涌入井筒,噴出地面的現(xiàn)象。鉆井過程中,井噴是危及作業(yè)安全的惡性事故,井噴失控是重大惡性事故,井噴失控著火更是災(zāi)難性的惡性事故。溢流失控導(dǎo)致井噴或井噴失控,使井下情況復(fù)雜

36、,無法進(jìn)行鉆井作業(yè)。如果井噴失控著火將會造成船毀人亡、井眼報廢、破壞油氣資源、污染自然環(huán)境等嚴(yán)重后果,給國家和企業(yè)帶來巨大損失。因此,切實加強(qiáng)防噴工作,掌握和實施井控技術(shù),杜絕井噴事故的發(fā)生,確保鉆井作業(yè)安全,是我們鉆井工作者的頭等大事。以井噴失控為頂事件,通過事故樹分析法構(gòu)建事故樹,已全面分析的反應(yīng)整個井噴事故發(fā)生的原因,了解他們對頂事件的影響程度以及各底事件的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。具體如下圖:確定所分析的系統(tǒng)熟悉所分析的系統(tǒng)調(diào)查系統(tǒng)發(fā)生的事故確定事故樹的頂事件調(diào)查與頂事件有關(guān)的所有原因事件事故樹作圖事故樹定性分析圖2-1事故分析流程圖 圖2-2圖2-2為井噴事故事故樹分析圖圖2-3 井控井噴事故樹控制

37、失敗分支分析圖A +J K X20X21+L M X15N X19O +X11X12X13X14X16X17X14X13X18 事故樹分析中,最小徑集和最小割集占有非常重要的地位。對定性和定量分析都起著重要的作用,它對合理地控制頂事件的發(fā)生,提供重要的信息經(jīng)過分析,本事故樹的最小割集很多,達(dá)100多個。因此分析其最小徑集,來對井控的風(fēng)險進(jìn)行定性分析。用布爾代數(shù)簡化事故樹的最小徑集:T=A +B =C X1+J K =X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10+X11 X12 X13 X14 X15 +X20X16 X17 X19 X13 X14 X18+X21因為X20,X2

38、1出現(xiàn)在兩個基本事件和六個基本事件的最小徑集中,是最重要的事件。同理,可得到事件的結(jié)構(gòu)重要順序為:這個順序說明,事件20、21是最容易導(dǎo)致頂事件即井噴失控的條件事件,這兩個條件事件是:(1關(guān)井時設(shè)備故障、設(shè)計方法及操作事物的影響超過關(guān)井安全極限;2、壓井時,設(shè)備故障、設(shè)計方法及操作事物的影響超過壓井安全極限。因此要保證設(shè)備故障、設(shè)計及操作失誤的影響不能超過安全許可范圍。對于基本事件的重要度來說,防噴器、節(jié)流閥及管線的安全是最重要的,防止發(fā)生井噴首先就要從這些方面得到保證。其余事件尤其是前十個時間的重要度相同,而且并集比較多,說明要想保證井噴事故不發(fā)生,需要眾多因素同時保證。但是由于井控裝備條件

39、、地質(zhì)條件、員工操作水平的限制,肯能回在某些方面存在些問題,這表明井噴事故是要時刻預(yù)防的,不能懈怠。從上面的分析可以看出來:井噴事故發(fā)生的一個原因就是各種各樣的,但是其根本原因卻是地層壓力大于井內(nèi)壓力。因此對于井噴事故的預(yù)防,一個總目標(biāo)就是對于井內(nèi)壓力和地層壓力之間差值的調(diào)節(jié),地層壓力的異常大部分都是自然因素造成的,因此,對于井控作業(yè)一般就是對井內(nèi)壓力的控制,從實際中我們調(diào)查可以得到:導(dǎo)致10(9(8(7(6(5(4(3(2(1(18(17(16(15(12(11(14(13(21(20(I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I =>=>=&g

40、t;=井內(nèi)壓力異常的因素有是人為原因造成的、設(shè)備的原因、自然因素等等。再一個方面就是井噴控制設(shè)施上的失效?？傮w上講,經(jīng)過對西方早些進(jìn)入工業(yè)國家的歷史經(jīng)驗學(xué)習(xí)和我國以前經(jīng)驗的總結(jié)學(xué)習(xí)得出,要有效的控制井噴事故的發(fā)生,從管理、教育和技術(shù)三方面同時抓起,效果非常明顯。換一句話來說,為了防止井噴事故的發(fā)生,必須在從管理、教育和技術(shù)三方面實施事故的預(yù)防和控制對策,而且還應(yīng)始終保持三者間的均衡,合理的采用相應(yīng)措施,或結(jié)合使用上述措施,才能搞好事故預(yù)防工作。這里,安全技術(shù)對策著重解決物的不安全狀態(tài)的問題;安全教育對策和安全管理對策則主要著眼于人的不安全行為的問題,安全教育對策主要是人知道應(yīng)該怎么做,而安全管

41、理對策則是要求人必須怎么做。從現(xiàn)代安全管理的觀點出發(fā),我們知道,安全管理不僅要預(yù)防和控制事故,而且要給勞動者提供一個舒適的環(huán)境。從此點出發(fā),我們可知安全技術(shù)對策理論上應(yīng)是安全管理工作者的首選。即應(yīng)盡可能地以技術(shù)的手段保證安全。因為無論是安全教育還是安全管理,都不可能完全避免人失誤或者說人的不安全行為。當(dāng)然,另一方面,安全技術(shù)對策在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的可行性也是我們必須關(guān)注的問題。3 井噴事故安全技術(shù)對策3.1 安全技術(shù)對策的基本原則安全技術(shù)可以劃分為預(yù)防事故發(fā)生的安全技術(shù)及減輕事故損失的安全技術(shù),這是事故預(yù)防和應(yīng)急措施在技術(shù)上的保障。具體來說安全技術(shù)就是:1、防止人失誤的能力,必須能夠防止在裝配、

42、安裝、檢修或操作過程中發(fā)生的可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的人的失誤。2、對人失誤后果的控制能力,人的失誤是不可能完全避免的,因此一旦發(fā)生可能導(dǎo)致事故的失誤時,應(yīng)能控制或限制有關(guān)部件或元件的運行,保證安全。3、防止故障傳遞的能力,應(yīng)能防止一個部件或元件的故障引起其他部件或元件的故障,以避免事故的發(fā)生。4、失誤或故障導(dǎo)致事故的難易,應(yīng)能保障有兩個或兩個以上相互獨立的人失誤或故障,或一個失誤,一個故障同時發(fā)生才能導(dǎo)致事故發(fā)生。對安全水平要求較高的系統(tǒng),則應(yīng)通過技術(shù)手段至少三個或更多的失誤或故障同時發(fā)生才會導(dǎo)致事故的發(fā)生。5、承受能量釋放的原則,運行過程中偶然可能會產(chǎn)生高于正常水平的能量釋放,應(yīng)采取措施時系統(tǒng)能夠

43、承受這個釋放。6、防止能量蓄集的能力,能量蓄積的結(jié)果將導(dǎo)致意外的過量的能量釋放。因而應(yīng)采用防止能量蓄集的措施,使能量不能積聚到發(fā)生事故的水平。3.2 預(yù)防井噴事故的安全技術(shù)對策(防噴設(shè)備系統(tǒng)通過設(shè)計來消除和控制各種危險,防治所設(shè)計的系統(tǒng)在研制、生產(chǎn)、使用和保障過程中發(fā)生導(dǎo)致人員傷亡和設(shè)備損壞的各種意外事故,是事故預(yù)防的最佳手段。為了全面提高現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)的安全性能,在系統(tǒng)安全分析的基礎(chǔ)上,即在運用各種危險分析技術(shù)來識別和分析各種危險,確定各種潛在危險對系統(tǒng)的影響的同時,系統(tǒng)設(shè)計人員必須在設(shè)計中采取各種有效措施來保證所設(shè)計的系統(tǒng)具有滿足要求的安全性能。因此,為滿足規(guī)定的安全要求,可以采用不同的安全

44、設(shè)計方法。具體可以用控制能量、降低危險的設(shè)計、隔離、閉鎖、鎖定和連鎖等方法。井控是指多數(shù)時間內(nèi),在井口保持一個超過所鉆地層壓力的適當(dāng)靜液壓力。防噴器就是體現(xiàn)這種基本方法的必備系統(tǒng)。沒有低三種選擇。防噴設(shè)備系統(tǒng)是由防噴器、阻流與壓井管線、阻流管匯、控制系統(tǒng)、分流器、隔水管及一些輔助設(shè)備組成。這些系統(tǒng)的主要作用是約束井內(nèi)各種流體,允許井內(nèi)各種液體在控制下流動或使井內(nèi)各種液體改變流動路線。1、環(huán)形防噴器的工作原理:防噴器可以封堵各種各樣和不同直徑的管子,大多數(shù)的放噴去還可以封住敞開的井眼。在關(guān)井時,通常是啟動第一個防噴器。壓力也在泵的作用下,進(jìn)入活塞下面的關(guān)閉室,將活塞上推,并作用與橡膠件上,使其向

45、重心擠壓,橡膠件內(nèi)的鋼片向井眼收縮,以承受下面井內(nèi)的壓力。防噴器啟動后,鉆桿在井眼中的密封部件完全開啟?；钊仙?密閉部件在鉆桿周圍形成完全的密封。密封部件完全關(guān)閉鉆桿,并將使油井壓力等預(yù)防噴漆的額定工作壓力。在初始實驗中和實際井控作業(yè)中,推薦的關(guān)閉壓力為1500磅/。在初步密封后,應(yīng)將關(guān)閉壓力到制造廠商根據(jù)其實驗推薦的壓力值。如果做不到這一點,密封元件的有效壽命將會由于橡膠受到不必要的過大擠壓而下降。2、型式:環(huán)形防噴器的主要廠家有Hydrill、Shaffer、Reagan和Cameron,這四個廠家在防噴去上有不同的設(shè)計思想。GK和GL型是Hydrill公司生產(chǎn)的兩種高壓環(huán)形防噴器,雖然

46、他們的外表很相似,但仍有許多區(qū)別。GK型是井眼內(nèi)壓力助推型的,也就是靠井內(nèi)壓力作用在關(guān)閉或塞上,幫助保持密封。GL型由于它的外殼和活塞設(shè)計,具有小的井內(nèi)壓力助推作用,但是GL型的主要設(shè)計是有輔助室。這個室可以與關(guān)閉室聯(lián)結(jié);可以與開啟室聯(lián)結(jié);也可以用于界面隔水導(dǎo)管相聯(lián)。如與關(guān)閉室相聯(lián),關(guān)閉時所需要的關(guān)閉壓力將會減少三分之一。但同時流體的需要量增加二分之一。如與開啟室相聯(lián),關(guān)閉時所需要的液壓流體最少,因而完成關(guān)閉作用的時間也最短,這種組合經(jīng)常在陸上作業(yè)采用。在打開防噴器時,開啟壓力可減少。第三種聯(lián)結(jié),是一種與隔水導(dǎo)管有界面的聯(lián)結(jié)。這種連接可產(chǎn)生以下影響,亦即清楚隔水導(dǎo)管的靜液壓力對象交原件頂部的作

47、用,從而產(chǎn)生打開密閉元件的趨勢。Shaffer公司生產(chǎn)的兩種型式的球形環(huán)形防噴器,是按照相同的工作原理進(jìn)行工作的。唯一的不同是上部殼體的鎖緊機(jī)構(gòu)。這個不同的結(jié)構(gòu)是為了對較大直徑的防噴器便于保養(yǎng)(因為帶螺栓蓋子進(jìn)行保養(yǎng)是很費時間的。Shaffer的密封元件也是用液壓驅(qū)動活塞使之封閉井口的。但是,這種球形上部殼體,可以改善密封元件的運動。這種輕型栓接的型號適用于邊緣井場,而雙楔形的形式主要用于海底。Comeron公司生產(chǎn)的D型防噴器,工作原理相同,而活塞設(shè)計不同,并且密封元件設(shè)計也是不同的。Regan公司生產(chǎn)的KFL和KFD型的環(huán)形防噴器是按照不同原理工作的。他們具有一系列圓柱形橡膠密封元件。液壓

48、流體是從最外邊的橡膠元件的后面泵送的,從而引起所有圓柱體圍繞管子向內(nèi)隆起。這種防噴器不能封閉敞開的井眼。如果盤根元件壞了,就無法防止液壓流體進(jìn)入井眼,或者說無法防止井內(nèi)壓力進(jìn)入控制系統(tǒng)。環(huán)形防噴器不能機(jī)械自鎖。有些操作人員為了在緊急情況下克服這個缺陷,要求在開啟和關(guān)閉的液壓管線上裝閘門,防噴器內(nèi)的所有零件都有可能與井內(nèi)的各種流體接觸。熱鍋境內(nèi)有硫化氫氣體存在,那么這些零件應(yīng)適用于這些氣體。在現(xiàn)場對這些裝置進(jìn)行焊接是不合理的,因為這樣可能降低防噴器的有效額定工作壓力。3、密封元件:普通的密封元件是橡膠或是人造橡膠澆筑在加強(qiáng)的鋼片上。這些加強(qiáng)鋼片可以幫助成型,并在密封元件向井眼中心擠壓式支撐橡膠。

49、在Cameron的密封元件里鋼片轉(zhuǎn)到井口上,從而把橡膠件蓋住井眼,好像照相機(jī)里的鏡頭。Shaffner和Hydril公司的橡膠元件是有顏色標(biāo)記的。下表為不同顏色的橡膠元件所代表的不同的工作環(huán)境,正確地選擇密封元件使之與其工作條件是很重要的。表3-1 密封橡膠元件的顏色標(biāo)記 環(huán)形防噴器的橡膠元件現(xiàn)在可以從供應(yīng)商那里得到。但是出于可靠,許多操作人員感到只有制造防噴器廠家提供的橡膠元件才是可使用的。如果可能,對于需要存放較長時間的橡膠元件,都應(yīng)儲存在密封罐內(nèi)。以延長期使用壽命。更換橡膠元件時,需要把環(huán)形防噴器上部外殼卸開,把帶環(huán)的螺栓上到元件上,而后把橡膠元件起出外殼。若井內(nèi)有管子,需要換密封元件時

50、,可在兩個鋼片之間用一把快刀切割密封元件,用一根棒子使割開的口敞開并把元件取出(切割時要用油潤滑。新的橡膠元件也可以用同樣的方法割開并安裝上去。這種方法大概不會影響新橡膠元件的密封能力,而且實際上還會使元件更迅速地回到開啟位置。壓力密封:打“O”型圈和“U”型密封在防噴器里是普遍使用的。這些密封件與酷噴器密封橡膠元件一樣,都是用人造橡膠制造的。它們的密封是沒有方向性的。并設(shè)計成能承受壓力(不管是井內(nèi)壓力還是液力壓力。有些密封是“U”型密封與“O”型密封的組合。其他一些密封,為了造成在兩個方向上進(jìn)行密封,一般采用兩個U型密封和一個座放在它們之間的V形密封。4、環(huán)形防噴器的試驗:對敞開的井眼或者對

51、大直徑的管子進(jìn)行關(guān)井,將會大大的縮短環(huán)形防噴器密封元件的壽命。對于環(huán)形防噴器,推薦的關(guān)閉壓力是1500磅/平方英寸,在獲得初始密封以后,關(guān)閉壓力就應(yīng)降到制造廠家對不同直徑管子所推薦的壓力。或是經(jīng)過實際試驗測得的壓力(或井內(nèi)壓力。在試驗和井控操作過程中,環(huán)形防噴器應(yīng)采用1500磅/平方英寸壓力關(guān)閉,而后把關(guān)閉壓力降低到應(yīng)用的試驗壓力。環(huán)形防噴器在初始試壓時,應(yīng)試到額定工作壓力,以后試壓只試這個壓力值的70%。環(huán)形防噴器試壓一般要考慮以下幾點:1形防噴器初始試壓,應(yīng)試到滿負(fù)荷的工作壓力。以后再試壓只試其工作壓力的70%;2當(dāng)使用由制造廠家提供的密封元件;3據(jù)作業(yè)條件,選擇適當(dāng)?shù)拿芊庠?4在完成初

52、次密封以后,根據(jù)境內(nèi)的壓力和管子尺寸把關(guān)閉壓力調(diào)到推薦的壓力數(shù)值;5環(huán)形防噴器不能用機(jī)械自鎖;6防噴器一般不在現(xiàn)場焊接。(1原理:閘板防噴器的基礎(chǔ)件由活塞、閘板軸、閘板,殼體、液壓系統(tǒng)和自鎖機(jī)構(gòu)組成。這種防噴器操作簡便;液壓推動活塞向內(nèi)運動并使兩個相對的閘板結(jié)合在一起,以密封井眼,與環(huán)形防噴器相比,閘板防噴器只能封住一個一定尺寸的管子。防噴器的通常尺寸(閘板防噴器或是環(huán)形防噴器是指防噴器全部打開后的最小的通過的內(nèi)徑。內(nèi)壓力作用在防噴器閘板的底部和后面,有助于關(guān)閉密封管子和密封防噴器的頂部。(2型式:Cameron、Shaffner、Hydril三個主要制造廠家,都按照相同的工作原理制造防噴器。

53、大多數(shù)閘板防噴器都有鍛造的主體,可以做成兩個為一主體的或者做成三個為一主體的;在有硫化氫的情況下,任何可能與井內(nèi)流體相接觸的零件,其額定洛氏硬度應(yīng)為22。他們生產(chǎn)的放噴去都有零件不多而能進(jìn)行多種形式的自鎖機(jī)構(gòu);有些防噴器還有傾斜的底部,以便進(jìn)行清洗(Shaffer型式和Hy dril的x型。由于Shaffer的防噴器的對稱設(shè)計,有可能在安裝時上下裝反了。要記住,在安裝時要確保排出口低于設(shè)想的中心線。液壓管匯( Hydraulic Circuits用來傳送高壓液體的管匯,可以是在防噴器體內(nèi)鉆孔或是在防噴器外部接管匯。Hy dril與Shaffer公司采用鉸接頭蓋(hinged bonnets的液

54、壓聯(lián)結(jié)。開啟是采用關(guān)閉迥路,關(guān)閉是采用打開迥路。(3 密封:主要密封(Primary Seal防噴器閘板軸上的主要閉封是把井內(nèi)壓力、流體密封在外面,而把動力液的壓力液的壓力、流體密封在里面。密封采用“O"形圈型或是“U ”型密封,或是兩者的組合,如Shaffer的Poly pak密封。主密封位置是在應(yīng)急的輔助密封的前面。輔助密封:這三個主要防噴器制造廠家都提供應(yīng)急的輔助密封。這些塑性密封只有在觀察到主密封不起作用時(從泄水孔可以看出流體流出才使用。在初期試壓時不應(yīng)安裝輔助密封。當(dāng)主密封表現(xiàn)出要損壞,用旋轉(zhuǎn)柱塞螺絲的辦法將塑料密封擠到閘板軸的周圍進(jìn)行密封。當(dāng)做完以后,就要盡快的更換主密

55、封。更換橡膠芯子( Elenlent change:Hydril和Cameron的閘板,由一個鋼體和兩個橡膠芯子組成oShaffer的閘板包括兩個鋼體和一塊橡膠芯子組成。為了取出閘板,需要打開側(cè)門,起出閘板或是從閘板軸上滑落o (對測開型式的防噴器,在測開門打開之前,應(yīng)將閘板完全收回去,否則會造成嚴(yán)重的損壞。而后卸掉舊芯子,更換新芯子。(4 鎖緊機(jī)構(gòu)(Locking Mechanisms:閘板防噴器的鎖緊機(jī)構(gòu)即能手動鎖緊又能液壓鎖緊。手動鎖緊機(jī)構(gòu)基本上都是類似的。在閘板關(guān)閉以后,手動鎖緊軸旋出來直到它的凸緣部頂?shù)礁左w頭。液壓楔形鎖緊( Hy draulic wedge-type locks如C

56、ameron的U型防噴器的鎖緊吼構(gòu),在閘板軸后面裝有一個可滑動的楔形塊,這種型式的鎖緊需要第二液動力系統(tǒng)。在閘板需要打開之前或是在造成嚴(yán)重危險之前,鎖緊機(jī)構(gòu)必須能用液壓打開。Shaffer的Poslock鎖緊系統(tǒng)不需要第二液力系統(tǒng)。并在一次操作中關(guān)閉閘板并加以鎖住(或是閘板在打開位置并且不鎖緊當(dāng)活塞關(guān)閉時。黃銅鎖緊件滑入鎖緊臺肩。然后鎖緊推向前運動以保持鎖緊件在原處。當(dāng)閘板打開時,會產(chǎn)生相反的情況。通過調(diào)整活塞長度(即調(diào)整鎖緊錐可以調(diào)整鎖緊壓力。順時針旋轉(zhuǎn)活塞會降低鎖緊壓力,反時針旋轉(zhuǎn)會增加鎖緊壓力。(5閘板防噴器試壓:在井內(nèi)有鉆具的條件下進(jìn)行管子閘板組試壓,要試到額定滿負(fù)荷的工作壓力。在井內(nèi)

57、沒有鉆具的條件下對全閉式閘板和剪切閘板組進(jìn)行試壓,也要試到額定滿負(fù)荷的工作壓力。對閘板到閘板室腔頂部建議進(jìn)行低壓漏泄試驗,因為這里是井內(nèi)壓力幫助密封的地方。變徑閘板( Variab l e Bore Ramo盡管說,管子閘板只能封住一種尺寸的管子。但至少有一個廠家介紹了可變徑的閘板。它的結(jié)構(gòu)主要是一個閘板在它里面帶有一個環(huán)形芯子(這些密封件由于需要有特殊的槽而不適于標(biāo)準(zhǔn)的閘板,澆鑄有橡膠的觸臂的內(nèi)旋轉(zhuǎn)并能封閉一系列尺寸的管子。其他廠家對可變徑的閘板也有類似的結(jié)構(gòu)和改進(jìn)。都在實驗中,以便將來安裝上這種芯子。每一個鉆井操作者或作業(yè)區(qū)都有他們自已對工作壓力的各種要求和防噴器組合的規(guī)范。在-53中有美國石油學(xué)會(API推薦的一系列防噴器的組合。所有的組合都具有各自的優(yōu)點和缺點。沒有一個例外。API所選用的代號如下: R帶有一套管子閘板、全閉式閘板或者全閉/剪切閘板的單閘板防噴器;帶有兩套閘板的雙閘板防噴器:A環(huán)形防噴器;S鉆井四通,帶有側(cè)面出口以聯(lián)接阻流和壓井管線;G旋轉(zhuǎn)封井頭(旋轉(zhuǎn)頭。一個防噴器組,可以用其名稱來識別 :如5M-13(5/8RSRA。這表明,這套防噴器組工作壓力為5000磅/平方英尺,其通徑13(5/8,其組合(從下至上為一個單閘板防噴器鉆井四通單閘板防噴器環(huán)形防噴器。鉆井四通是用于防噴器之間留有一定空間,并能安裝阻流和壓井