硫化氢防护技术培训讲义(三)

硫化氢防护技术培训讲义（三）
六、工作场所中预防硫化氢实际的操作和维护程序
（一）防护原则
1、阻止硫化氢进入井筒；
2、在井筒内及时消除；
3、在地面点火燃烧；
4、防止人体吸入、接触。

（二）防护方法
1、平衡钻井法，将硫化氢控制在地层内；
2、化学处理法，将硫化氢消除在井筒内；
3、地面导流法，将硫化氢引至安全地带燃烧；
4、隔离法，使用防护器具，防止人体吸入硫化氢；
5、安全距离法，疏散人群至安全地带。

（三）地质设计
1、预告
（1）地层压力
（2）流体类型
（3）含硫地层及其深度
（4）预计硫化氢含量
2、安全距离
油气井井口距
（1）高压线及其它永久性设施不小于75m；
（2）民宅不小于100m；
（3）铁路、高速公路不小于200m；
（4）学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500m。

3、勘察、评估
对井场周边的地形、地貌、气象情况以及居民宅、学校、厂矿（包括开采地下资源的矿业单位）、地下矿井坑道、国防设施、高压电线和水资源等的分布情况的实地勘察，作出地质灾害危险性及环境、安全评估。

4、标注
在设计书中标明探井距井口3000m、生产井距井口2000m范围内的居民住宅、学校、医院、厂矿、公路和铁路等的分布位置；并详查距井口500m范围内的居民和其他人员（学校、医院、地方政府、厂矿等）的分布情况。

4、合法
地质及工程设计应保证钻井作业全过程符合国家和含硫油气井所在地政府安全生产、环境保护等相应法规的要求。

（四）工程设计
1、井控设备、工具和管材
当预计储层中天然气的总压等于或大于0.4MPa（60Psia）,而且该气体中硫化氢分压等于或高于0.0003MPa；或硫化氢含量大于75mg/m3（50ppm）时，应使用抗硫井控设备、工具和井用管材。

对含硫油气层上部的非油气矿藏开采层应下套管封住，套管鞋深度应大于开采层底部深度100m以上。

在井下温度高于93℃以深的井段，套管可不考虑其抗硫性能。

2、地下（井筒）安全距离
在地下矿产采掘区钻井，井筒与采掘坑道、矿井通道之间的距离不少于100m，套管下深应封住开采层并超过开采层底部深度100m以上。

3、钻井液
（1）钻开高含硫地层的设计钻井液密度，其安全附加密度在规定的范围内（油井0.05g/cm3～0.10g/cm3,气井0.07g/cm3～0.15 g/cm3）时应取上限值；或附加井低压力规定的范围内（油井１.5 Mpa ～3.5 Mpa，气井3 Mpa～5 Mpa）时应取上限值。

（2）应储备井筒容积0.5倍～2倍的，密度值大于在用钻井液密度0.1 g/cm3以上钻井液。

（3）应储备满足需要的钻井液加重材料。

（4）应储备足量的除硫剂。

（5）在钻开含硫地层前50m，应将钻井液的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9.5～10.5之间。

（6）不允许在含硫油气地层进行欠平衡钻井。

（五）井场及钻井设备布局
1、风向及通风
钻井设备的安放位置应考虑当地的主要风向和钻开含硫油气层时的季节风风向。

井场内的发动机、发电机、压缩机、锅炉房等易产生火花的设备、设施及人员集中区域，宜布置在相对井口、放喷管线出口、液气分离器及除气器的排气管线出口、钻井液罐等容易排出或聚集天然气的装置的上风方向。

井场周围应空旷，风能在井场前后或左右方向畅通流动。

钻入含硫油气层前，应将机泵房、循环系统及二层台等处设置的防风护套和其他类似的围布拆除。

寒冷地区在冬季施工时，对保温设施可采取相应的通风措施，以保证工作场所空气流通。

在钻台上、井架底座周围、振动筛、液体罐和其他硫化氢可能聚集的地方应使用防爆通风设备（如鼓风机或风扇），以驱散工作场所弥散的硫化氢。

2、风向标
在临时安全区、道路入口处、井架上、值班房等点上安装风向指示器（如风向标、风飘带、风袋、风旗等）。

3、临时安全区
井场周围应设置两到三处临时安全区，一个位于当地季节风的上风方向处，其余与之成900～1200分布。

4、设备安全距离
发电房距井口30m以上，锅炉房距井口50m以上；储油罐应摆放在距井口30m以上、距发电房20m以上的安全位置。

5、挂牌
对可能遇有硫化氢的作业井场应有明显、清晰的警示标志
（1）井处于受控状态，但存在对生命健康的潜在或可能的危险[硫化氢浓度小于15mg/m3（10pm）]，应挂绿牌；
（2）对生命健康有影响[硫化氢浓度15mg/m3（10ppm）～30mg/m3（20ppm）]应挂黄牌；
（3）对生命健康有威胁[硫化氢浓度大于或可能大于30mg/m3（20ppm）]，应挂红牌。

（六）井控装置和井用管材的特殊要求
1、井控装置
（1）钻开含硫油气层前在井口安装剪切闸板防喷器直至完井或原钻机试油结束。

（2）放喷管线至少应接两条，其夹角为90º～180º，保证当风向改变时至少有一条能安全使用；管线出口应接至距井口100m以远的安全地带。

（3）防喷器大修时，若进行了焊接、补焊、堆焊等工艺，则应在其后做大于620ºC的高温回火处理。

2、井用管材
（1）管材应使用经测试证明适合用于硫化氢环境的材料。

（2）应选用规格化并经回火的较低强度的管材（例如J55或L-80油管，E级和X级的钻杆。

（3）对于高压646.25Mpa (95000psia)屈服强度的管材，应淬火和回火。

（4）在没有使用特种钻井液的情况下，高强度的管材（例如P110油管和S135钻杆）不应用于含硫化氢的环境。

（5）钢材，尤其是钻杆，其使用拉应力需控制在钢材屈服强度的60%以下。

（七）硫化氢的监测及人身安全防护
1、所有参与含硫油气井钻井作业的人员上岗前应接受硫化氢防护技术培训，经考核合格后持证上岗。

2、作业区应配备满足要求的正压式空气呼吸器、充气泵、可燃气体监测报警仪、便携式硫化氢监测报警仪、固定式硫化氢监测报警仪；二氧化硫在大气中的含量超过5.4mg/m3（2ppm）（例如在产生二氧化硫的燃烧或其它操作期间），应在现场配备便携式二氧化硫监测仪或带有监测管的比色指示监测器。

3、当硫化氢的浓度可能超过在用的监测仪的量程时，应在现场准备一个量程达1500mg/m3（1000ppm）的监测仪器。

长庆油田钻井井控实施细则要求
一级风险天然气井（“三高”区块井、甩开区域探井、欠平衡井）应配备：
1套固定式多功能气体检测仪。

5台便携式复合气体监测仪。

1台高压呼吸空气压缩机。

当班生产人员每人应配备1套正压式空气呼吸器。

并配备一定数量的正压式空气呼吸器作为公用。

二级风险天然气井（一级风险区以外的气井）应配备
1套固定式多功能气体检测仪。

3台便携式复合气体监测仪。

1台高压呼吸空气压缩机。

当班生产人员每人应配备1套正压式空气呼吸器。

其它风险井应配备：
2台便携式复合气体监测仪。

1台高压呼吸空气压缩机。

6套正压式空气呼吸器。

4、值班干部、当班司钻、副司钻和“坐岗”人员应佩戴便携式硫化氢监测报警仪；固定式硫化氢监测仪应在司钻或操作员位置、方井、振动筛、井场工作室等地方设置探头，并能同时发出声光报警。

5、硫化氢防护器具应存放在清洁卫生和便于快速取用的地方，并对其采取防损坏、污染、灰尘和高温的保护措施。

6、硫化氢监测报警仪设置
（1）第一级报警值应设置在阈限值［硫化氢含量15mg/m3（10ppm）］，达到此浓度时启动报警，提示现场作业人员硫化氢的浓度超过阈限值，应采取相应的措施。

（2）第二级报警值应设置在安全临界浓度［硫化氢含量30mg/m3（20ppm）］，达到此浓度时，现场作业人员应佩戴正压式空气呼吸器，并采取相应的措施。

（3）第三级报警值应设置在危险临界浓度［硫化氢含量150mg/m3（100ppm）］，报警信号应与二级报警信号有明显区别，警示立即组织现场人员撤离，并采取相应的措施。

7、防喷演习
作业班除进行常规防喷演习外，还应佩带硫化氢防护器具进行防喷演习；防护器具每次使用后对其所有部件的完好性和安全性进行检查；在硫化氢环境中使用过的防护器具还应进行全面的清洁和消毒。

8、来访者和其他非定期派遣人员的防护
（1）在进入危险区之前，应向来访者和其它非定期派遣的人员简要介绍有关出口路线、临时安全区位置、适用的警报信号和在紧急情况下的响应方法和个人防护设备的使用；
（2）只有在受过培训的人员随同下，才允许进入作业区；
（3）在紧急情况下，应立即撤离这些人员。

9、进入含硫油气层后，每天白班开始工作前应检查下述项目：
（1）指定的临时安全区是否在风向指示器指示的上风方向；
（2）硫化氢监测报警仪的功能是否正常；
（3）硫化氢防护器具的存放位置、数量和相关参数是否符合规定；
（4）消防设备的布置；
（5）急救药箱和氧气瓶。

10、若遇硫化氢溢出地面（嗅到较浓的臭蛋气味）身边又无防护器具时，可用湿毛巾或湿衣物等捂住口鼻，迅速离开危险区域。

11、在硫化氢含量超过安全临界浓度［硫化氢含量30mg/m3（20ppm）］的污染区执行任务时，宜组织工作梯队，佩戴正压式空气呼吸器，并派专人监护，同时应有接受过救护技术培训的值班救护人员和备有必要的救护设备。

12、钻开含硫油气层前和在含硫油气层中钻进，应及时向当地政府通报井上的井控安全状况。

13、根据井场安全状态按SY/T 5087中的要求分别挂出绿、黄、红牌；当空气中硫化氢浓度超过安全临界浓度［硫化氢含量30mg/m3（20ppm）］时，关闭井场入口处的大门，并派人巡逻，同时挂出写有“危险：硫化氢—H2S”字样的危险标牌。

14、硫化氢与空气混合后浓度达到4.3％～46％、天然气与空气混合后浓度达到5％～15％时都将形成一种遇火产生爆炸的混合物，应采取如下防范措施
(1)柴油机排气管无破漏和积炭，并有冷却防火装置，出口与井口相距15m以上，不朝向油罐；
(2)在钻台上下、振动筛等硫化氢易聚积的地方应安装防爆通风设备；
(3)严格控制井场内动火，若需动火，应按SY/T 5858中的相应规定执行；
(4)进入井场的车辆应距井口25m以远，排气管加装防火罩。

15、钻井队在实施井控作业中放喷时，通过放喷管线放出的含硫油气应点火烧掉。

16、放喷点火可用固定点火装置或移动点火器具点火；若使用移动点火器具点火，点火人员应佩带防护器具，并在上风方向距离火口10m外点火。

（八）钻井安全作业
1、钻开含硫油气层前的准备（特殊）工作
（1）建立预警预报制度，对含硫油气层及时做出地质预报。

(2)在进入油气层前50m，将钻井液的pH值调整到9.5～11之间直至完井；若采用铝合金钻具时，pH值控制在9.5～10.5之间。

(3)对高含硫油气层，在钻开前二天到完井或原钻机试油结束期间，应撤离距井口500m范围内的居民。

2、含硫油气处理
(1)油气层钻进中随岩屑返出地面的含硫油气应及时处理并按指定地点排放，不允许将未经处理的含硫油气乱排乱放而造成环境污染。

(2)若钻井液中所含硫化氢散发到空气中的浓度超过安全临界浓度［30mg/m3（20ppm）］或钻井液中硫化氢的含量超过50mg/m3（33.3ppm），应停止钻进，并在钻井液中添加除硫剂；若非井下溢流引起，则循环钻井液利用液气分离器或除气器进行脱气。

3、钻进操作
（1）含硫油气层钻进中，若因检修设备需短时间（小于30min）停止作业时，井口和循环系统观察溢流的岗位不能离人；若因检修设备需较长时间（大于30min）停止作业时，应坐好钻具，关闭半封闸
板防喷器，井口和循环系统仍需“坐岗”观察，同时采取可行措施防止卡钻（或事先将钻具起至安全井段或套管鞋内，或在原位置定期活动钻具）。

（2）停止钻井液循环进行其他作业期间，以及其后重新循环钻井液过程中，钻台和循环系统上的作业人员要注意防范因油气侵而进入钻井液中的硫化氢。

4、起下钻操作
（1）含硫油气层钻开后，每次起钻前都应进行短程起下钻，短程起下钻后的循环钻井液观察时间应达到一周半以上，进出口钻井液密度差不得超过0.02g/cm3；若后效严重不具备起钻条件，则应调整钻井液密度，使之具备起钻条件。

（2）含硫油气层的水平井段钻进中，每次起钻前循环钻井液的时间不得少于二个循环周。

（3）钻头在油气层中和油气层顶部以上300m长左右的井段内起钻速度不得超过0.5m/s；起钻中每起出三柱钻杆或一柱钻铤应及时向井内灌满钻井液，并作好记录、校核地面钻井液总量，发现异常情况及时报告司钻。

（4）含硫油气层钻开后的每次下钻到底循环钻井液过程中，钻台及循环系统上的工作人员应注意监测空气中硫化氢浓度，直到井底钻井液完全返出。

5、取心
（1） 在含硫化氢地层中取心，当岩心筒到达地面以前至少10个立柱时，应戴上正压式空气呼吸器。

（2）当岩心筒已经打开或当岩心已移走后，应使用便携式硫化氢监测仪检查岩心筒。

在确定大气中硫化氢浓度低于安全临界浓度之前，人员应继续使用正压式空气呼吸器。

（3）在搬运和运输含有硫化氢的岩心样品时，应提高警惕。

岩样盒应采用抗硫化氢的材料制作，并附上标签。

七、限制空间和封闭设施的进入程序
（一）术语概念
受限空间是指空间大小足以让人员进入其间进行工作，但进出受到限制，结构设计不适合于人员在其中连续工作。

特殊情况——未明确定义为“受限”的空间”
有些区域或地点不符合受限空间的定义，但是可能会遇到类似于进入受限空间时发生的潜在危害（如把头伸入 30cm 直径的管道、洞内部结构可能将作业人员困在其中
并非设计用来给员工存在或可能产生
（如内有固定设备或四壁向内倾斜收拢）长时间在内工作的空间存在或可能产生掩埋作业人员的物料
进入和撤离受到限制，不能自如进出注：受限空间可为生产区域内的炉、塔、釜、罐、仓、槽车、管道烟道、隧道、下水道、沟、坑、井、池、涵洞等封闭或半封闭的空间或场所
有毒有害气体或机械、电气等危害
有足够的空间，让员工可以进入并进行指定的工作危险特征
物理条件受限空间符合以下所有物理条件外还至少存在以下危险特征之一的空间
口、氮气吹扫过的罐内）。

在这些情况下，应进行工作前安全分析，宜采用进入受限空间作业许司证，以控制此类作业风险。

1、围堤
符合下列条件之一的围堤，可视为受限空间：
（1）高于1.2m的垂直墙壁围堤，且围堤内外没有到顶部的台阶；
（2）在围堤区域内，作业者身体暴露于物理或化学危害之中；
（3）围堤内可能存在比空气重的有毒有害气体。

2、动土或开渠
符合下列条件之一的动土或开渠，可视为受限空间（1）动土或开渠深度大于1.2m，或作业时人员的头部在地面以下的；
（2）在动土或开渠区域内，身体处于物理或化学危害之中；
（3）在动土或开渠区域内，可能存在比空气重的有毒有害气体；
（4）在动土或开渠区域内，没有撤离通道的。

3、惰性气体吹扫空间
用惰性气体吹扫空间，可能在空间开口处附近产生气体危害，此处司视为受限空间。

在进入准备和进入期间，应进行气体检测，确定开口周围危害区域的大小，设置路障和警示标志，防止误入。

（二）管理要求
1 、基本要求
（1）只有在没有其他切实可行的方法能完成工作任务时，才考虑进入受限空间作业。

（2）进入受限空间实行作业许可，应办理进入受限空间作业许司证。

（3）进入受限空间作业前，应开展工作前安全分析，辨识危害因素，评估风险，采取措施，控制风险。

（4）进入受限空间作业应编制安全工作方案和应急预案，各类防护设施和救援物资应配备到位。

（5）在进入受限空间前，与进入受限空间作业相关的人员都应接受培训。

（6）进入受限空间作业时，应将相关的作业许可证、安全工作方案、应急预案、连续检测记录等文件存放在现场。

2、受限空间辨识
（1）应对每个装置或作业区域进行辨识，确定受限空间的数量、位置，建立受限空间清单并根据作业环境、工艺设备变更等情况不断更新。

（2）应针对辨识出的每个受限空间，预先制定安全工作方案。

每年应对所有的安全工作方案进行评审。

（3）对于用钥匙、工具打开的或有实物障碍的受限空间，打开时应在进入点附近设置警示标识。

无需工具、钥匙就可进入或无实物障碍阻挡进入的受限空间，应设置固定的警示标识。

所有警示标识应包括提醒有危险存在和须经授权才允许进入的词语。

3、进入前准备
（1）隔离
进入受限空间前应事先编制隔离核查清单，隔离相关能源和物料的外部米源，与其相连的附属管道应断开或自板隔离，相关设备应在机械上和电气上被隔离并挂牌。

同时按清单内容逐项核查隔离措施，并作为许可证的附件。

（2）清理、清洗
进入受限空间前，应进行清理、清洗。

清理、清洗受限空间的方式包括但不限于：
―清空；
―清扫（如冲洗、蒸煮、洗涤和漂洗）；
―中和危害物；
―置换。

（3）气体检测——检测要求
a、凡是有可能存在缺氧、富氧、有毒有害气体、易燃易爆气体、粉尘等，事前应进行气体检测，注明检测时间和结果；受限空间内气体检测 30min 后，仍未开始作仲，应重新进行检测；如作朴中断，再进入之前应重新进行气体检测；
b、取样和检测应由培训合格的人员进行。

检测仪器应在校验有效期内，每次使用前后应检查；
c、取样应有代表性，应特别注重人员可能工作的区域，取样点应包括空间顶端、中部和底部，取样时应停止任何气体吹扫，测试次序应是氧含量、易燃易爆气体、有毒有害气体；
d、当取样人员在受限空间外无法完成足够取样，需进入空间内进行初始取样时，应制定特别的控制措施，获得进入受限空间作业许可；
e、进入受限空间期间，气体环境可能发生变化时，应进行气体监测；气体监测宜优先选择连续监测方式，若采用间断性监测，间隔不应超过 2h ；连续检测仪器应安装在工作位置附近，且便于监护人、作业人员看见或听见。

(3)气体检测——检测标准
a、受限空间内外的氧浓度应一致。

若不一致，在授权进入受限空间之前，应确定偏差的原因，氧浓度应保持在 19.50℅～ 23.5℅。

b、不论是否有焊接、敲击等，受限空间内易燃易爆气体或液体挥发物的浓度都应满足以下条件：
―当爆炸下限） 4 ％时，浓度＜ 0.5℅（体积）；
―当爆炸下限＜ 4 ％时，浓度＜ 0.2℅（体积）。

同时还应考虑作业的设备是否带有易燃易爆气体（如氢气）或挥发性气体。

c、受限空间内有毒、有害物质浓度超过国家规定的“车间空气中有毒物质的最高允许浓度”的指标时，不得进入或应立即停止作业。

4、安全措施
（1）监护
进入受限空间作业应指定专人监护，不得在无监护人的情况下作业，作业监护人员不得离开现场或做与监护无关的事情。

监护人员和作业人员应明确联络方式并始终保持有效的沟通。

进入特别狄小空间作业，作业人员应系安个可靠的保护绳，监护人可通过系在作业人员身卜的保护绳进行沟通联络。

（2）温度
受限空间内的温度应控制在不对人员产生危害的安个范围内。

（3）通风
a、为保证受限空间内空气流通和人员呼吸需要，可自然通风，并尽可能抽取远离工作区域的新鲜空气。

必要时应采取强制通风，严禁向受限空间通纯氧。

进入期间的通风不能代替进入之前的吹扫工作。

b、在特殊情况下，作业人员应佩戴正压式空气呼吸器或长管呼吸器。

配戴长管呼吸器时，应仔细检查气密性，并防止通气长管被挤压；吸气口应置于新鲜空气的卜风口，并有专人监护。

(4) 照明及电气
a、进入受限空间作业，应有足够的照明。

照明灯具应符合防爆要求。

使用乎持电动工具应有漏电保护装置。

b 、进入受限空间作业照明应使用安全电压不大于 24V 的安全行灯。

金属设备内和特别潮湿作业场所作业，其安全行灯电压应为12V 且绝缘性能良好。

c 、当受限空间原来盛装爆炸性液体、气体等介质的，应使用防爆电筒或电压不大于 12V 的防爆安个行灯，行灯变压器不应放在容器内或容器上。

作业人员应穿戴防静电服装，使用防爆工具、机具。

（5）防坠落、防滑跌
受限空间内可能会出现坠落或渭，跌，应特别注意受限空间中的工作面（包括残留物、工作物料或设备）和到达工作面的路径，并制定预防坠落或渭·跌的安全措施。

（6）个人防护装备
根据作业中存在的风险种类和风险程度，依据相关防护标准，配备个人防护装备并确保正确穿戴。

（7）静电防护
为防止静电危害，应对受限空间内或其周围的设备接地，并进行检测。

（8）工具、材料
清点携入受限空间作业的工具、材料要登记，作业结束后应清点，以防遗留在作业现场。

5、进入受限空间许可证
（1）进入受限空间作业许司证的有效期限不得超过一个班次，延期后总的作业期限不能超过 24h 。

（2）许司证的审批、分发、延期、取消、关闭具体执行
Q / SY1240 一 2009 。

（3）作业结束后，应清理作业现场，解除相关隔离设施，确认无任何隐患，中请人与批准人或其授权人签字关闭作业许司证。

6、应急预案和应急准备
（1）每次进入受限空间作业前，应制定书面应急预案，并开展应急演练，所有相关人员都应熟悉应急预案。

（2）在进入受限空间进行救援之前，应明确监护人与救援人员的联络方法。

获得授权的救援人员均应佩戴安全带、救生索等以便救援，如存在有毒有害气体，应携带气体防护设备，除非该装备司能会阻碍救援或产生更大的危害。

7、安全职责
（1）作业申请人：
―是现场作业负责人，提出作业申请；
―办理作业许司证；
―组织危害因素辨识，协调落实作业安全措施；
―组织现场安全交底和安全培训；
―组织实施作业；
―对作业安个措施的有效性和可靠性负责。

（2）作业批准人：
―清楚可能存在的危害和风险；
―评估作业过程中可能发生的条件变化；
―清楚安个控制措施；
―确认安个措施落实情况，包括检查气体取样和检测结果；
―批准和取消作业。

（3）作业人员：
―熟悉作业内容，清楚安全条件和可能存在的危害和风险；
―熟知进入受限空间作业许可证中的安全措施；
―参加对作业过程中可能发生的条件变化的评估；
―掌握正确使用进入装备和个人防护装备的方法；
―清楚作业过程中与肪护人员的沟通方式及紧急情况时的撤离方式；
―严格按安个工作方案和作业许可证内容的要求作业；
―在违反安个规程的强令作业、削减风险措施不落实、作业监护人不在场等情况下有权拒绝作业：
（4）作业监护人：
―清楚可能存在的危害和对作业人员的影响；
―负责监视作朴条件变化情况及受限空间内外活动过程；
―掌握作业人员情况并与其保持沟通，负责作业人员进入和出来时的清点并登记名字；
―清楚应急联络电话、出口、报警器和外部应急装备的位置；
―在入口处监护，防止未经授权人员进入；
―紧急情况下发出救援信息、启动撤离行动，并在受限空间外实施救援。