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授课教师:李桂珍2007年8月31日第一章硫化氢气体的危害一、有关定义阈限值(TLV)：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)，二氧化硫的阈限制为5.4mg/m3(2ppm)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；硫化氢安全临界浓度为30mg/m3(20ppm)。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或延迟性影响；硫化氢的危险临界浓度为：150mg/m3(100ppm)。二、硫化氢的物理化学性质１、硫化氢是一种无色、沸点－60.2ºC。2、在0.13~4.6ppm的低浓度时，可闻到有臭鸡蛋气味，当浓度高于4.6ppm时，人的嗅觉迅速钝化而感觉不出它的存在，达到200ppm时，迅速麻痹人的嗅觉。３、燃点260ºC，燃烧时带兰色火焰，产生有毒的二氧化硫，危害人的眼睛和肺部。４、剧毒、弱酸性气体，毒性较一氧化碳大５～６倍，几乎与氰化氢的毒性相同。５、相对密度1.19，比空气略重，极易在低洼处聚集。６、与空气混合，浓度达4.3%~46%时，形成爆炸混合物。７、极易溶于水和油，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。８、含硫化氢的水溶液对金属具有强烈的腐蚀作业。三、硫化氢气体的来源在钻井生产过程中：1、某些钻井液处理剂高温热分解产生硫化氢;2、细菌作用产生硫化氢;3、某些丝扣油在高温中与游离硫反应生成硫化氢（在含硫油气井中禁止使用红丹丝扣油）；4、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。在实际生活中：１、下水道有硫化氢２、啤酒有硫化氢5PPm３、腐败的鱼仓４、爆破现场四、硫化氢中毒症状１、急性中毒吸入高浓度的硫化氢气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛，瘫痪。当硫化氢浓度达到700ppm以上时，很快失去知觉，几秒钟后就可能出现窒息，呼吸和心跳停止，如果没有外来人员及时采取措施抢救，中毒者一般无法自救，最终由于呼吸和心跳停止而迅速死亡。当遇到硫化氢浓度在2000ppm以上的毒气时，仅吸一口气，就可能死亡，一般很难抢救。２、慢性中毒人长时间暴露于浓度高于100ppm的空气中也有可能造成窒息和死亡（据资料介绍在100ppm浓度的空气中暴露4小时以上将导致死亡）。如果人暴露在低硫化氢浓度的环境中（50-200ppm），硫化氢将对人体产生慢性中毒，主要是眼睛感觉剧痛，连续咳嗽，胸闷和皮肤过敏等H2S浓度与危害程度表五、硫化氢对金属材料的腐蚀形式电化学失重腐蚀:以钢材的铁素体为阳极，阴极是电位较高的碳素体，形成了腐蚀电偶，阳极逐渐溶解，即电化学失重腐蚀。氢脆:化学腐蚀产生的氢原子，在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢或软钢发生氢鼓泡，高强度钢产生裂纹，使钢材变脆。硫化物应力腐蚀开裂:钢材在足够大的外加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用下发生的破裂。硫化氢的腐蚀形式六、硫化氢对非金属材料的老化1、橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性。2、浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件失效。ICS13.100E09备案号：15531—2005中华人民共和国石油天然气行业标准SY／T5087—2005代替SY/T5087—2003_______________________________________________________________________含硫化氢油气井安全钻井推荐作法Recommendedpracticeforsafedrillingoperationsinvolvinghydrogensulfide（APIRP49：2001，NEQ）2005—03—19发布2005—05—01实施_____________________________________________国家发展和改革委员会发布一、井场及钻井设备的布置（一）、钻前工程前，应从气象资料中了解汉地季节的主要风向。（二）、井场内的引擎、发电机、压缩机等容易产生引火源的设施及人员集中区域宜部署在井口、节流管汇、天然气火炬装置或放喷管线、液气分离器、钻井液罐、备用池和除气器等容易排出或聚集天然气的装置的上风方向。（三）、对可能遇有硫化氢的作业井场应有明显、清晰的警示标志，并遵守以下要求：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（10ppm）），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。（四）、在确定井位任一侧的临时安全区的位置时，应考虑季节风向。当风向不变时，两边的临时安全区都能使用。当风向发生900变化时，则应有一个临时安全区可以使用。当井口周围环境硫化气浓度超过安全临界浓度时，未参加应急作业人员应撤离至安全区内。（五）、测井车等辅助设备和机动车辆应尽量远离井口，宜在25m以外。未参加应急作业的车辆应撤离警戒线以外。（六）、井场值班室、工程室、钻井液室、气防器材室等应设置在井场主要风向上风方向。（七）、应将风向标设置在井场及周围的点上，一个风向标应挂在被正在工地上的人员以及任何临时安全区的人员都能容易地看得见的地方。安装风向标可能的位置是：绷绳、工作现场周围的立柱、临时安全区、道路入口处、井架上、气防器材室等。风向标应挂在有光照的地方。（八）、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。（九）、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和其它类似围布拆除。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，保证工作场所空气流通。（十）、应确保通信系统24h畅通。二、钻井作业中的特殊要求（一）、高压含硫地区可采用厚壁钻杆。（二）、应储备井筒容积0.5~2倍的大于在钻井液密度0.1g/m3以上钻井液。（三）、应储备满足需要的钻井液加重材料。（四）、应储备足量的除硫剂。（五）、不允许在高含硫油气层进行欠平衡钻井。（六）、在钻开含硫地层前50米，应将钻井液的ＰＨ值调整到10.5以上直到完井，若采用铝制钻具时，ＰＨ值控制在9.5~10.5之间。（七）严格按设计的钻井液密度执行，未经设计修改的申报、审批程序，不得修改设计钻井液密度，但不包括下列情况：１、发现地层压力异常时；２、发现溢流、井涌、井漏时；若出现上述异常情况，应关井求压，及时调整钻井液密度或压井，同时向有关部门（八）、利用钻井液除气器和除硫剂，控制钻井液中硫化氢的含量在50mg/m3（33.3ppm）以下，并随时对钻井液的pH值进行监测。（九）、在油气层中进行起钻前，应先进行短起下钻。（十）、钻头在油气层中和油气层顶部以上300m长的井段内的起下钻速度应控制在0.5m/s以内。（十一）、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。（十二）、井场内严禁烟火；若需动火，按SY/T5858执行。三、防喷设备的使用要求１、用于硫化氢环境的防喷设备的检查及测试程序应按相关规定扫盲执行。２、在高含硫、高压地层和区域探井的钻井作业中，在防喷器上应安装剪切闸板。３、在钻具中应加装回压阀等内防喷工具。四、特殊作业取心作业1、在从已知或怀疑含有硫化气的地层中起出岩心之前应提高警惕。在岩心筒到达地面以前至少10个立柱，或在达到安全临界浓度时，应立即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，应使用移动式硫化氢监测设备来检查岩心筒。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气的岩心样品时，应提高警惕。岩样盒应彩抗硫化气的材料制作，并附上标签。油气井测试作业1、在油气井测试期间人员的安全防护,应按第4章执行。2、只有经硫化气防护培训合格的人员才能参与作业。3、实施作业的主要人员数量应保持最低。作业过程中，应使用硫化气监测设备来监测大气情况，正压式空气呼吸器应放在主要工作人员能迅速而方便取得的地方。4、在开始作业前，应召开钻井及相关工作人员参加的特殊安全会议，并特别强调使用正压式空气呼吸器、急救程序及应急反应程序。5、应在保证人员安全的条件下，排放和（或）燃烧所有产生的气体。对来自储存的测试液中的气体，也应安全地排放。6、电测前井内情况正常、稳定。若电测时间长，应考虑中途通井循环再电测。固井１、下套管前，应换装与套管尺寸相同的防喷器闸板，固井全过程（起钻、下套管、固井）应保证井内压力平衡，尤其要防止水泥候凝期间因水泥失重造成井内压力平衡的破坏，甚至井喷。２、含硫化氢、二氧化碳等有害气体和高压气井的油层套管，有害气体含量较高的复杂井的技术套管，其固井水流应返到地面。第三章硫化氢中毒途径及现场急救中毒途径急救一、引起中毒的途径1、硫化氢中毒主要为呼吸道吸入、皮肤吸收、消化道吸收。2、硫化氢进入人体,与血液中的溶解氧发生作用,使人体器官缺氧而中毒,甚至死亡。抢救程序护理急救⑥二、抢救程序①②③④⑤三、护理1、在中毒者心跳停止之前，当其被转移到新鲜空气区立即恢复正常呼吸者，可认为已迅速恢复正常;2、当呼吸和心跳恢复后，可给中毒者喂些兴奋性饮料;3、如眼睛轻度损害，可用清水清洗或冷敷;4、轻微中毒也要休息几天,不得再度受H2S的伤害;5、在医生证明中毒者已恢复健康可返回工作岗位之前，应把中毒者置于医疗监护之下。第四章硫化氢监测仪器与防护器具硫化氢监测呼吸保护设备硫化氢检测井场安全)硫化氢监测(SY/T5087-2005一、监测仪器和设备二、固定式硫化氢监测系统三、便携式硫化氢监测仪(5台)四、警报的设置五、监测设备的检查、校验和检定六、钻进油气层的检测一、监测仪器和设备1、应按照制造厂商的说明对监测仪器和设备进行安装、维护、校验和修理。2、在可能含硫地区进行钻井作业时，现场应有监测仪器。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。4、二氧化硫在大气中的含量超过5.4mg/m3（2ppm），应在现场配备便携式二氧化硫检测仪或带有检测管的比色指示监测器。5、应指定专人保管和维护监测设备。二、固定式硫化氢监测系统用于油气井钻井作业的固定式硫化氢监测系统，应能同时发出声光报警，并能确保整个作业区域的人员都能看见和听到。监测传感器至少应在下述位置安装：⑴井口；⑵钻井液出口管口、接收罐和振动筛；⑶钻井液循环罐；⑷司钻或操作员位置；⑸井场工作室；⑹未列入进入限制空间计划的所有其他硫化氢可能聚集的区域。固定式硫化氢检测器三、可携式硫化氢检测器四、警报的设置1、当空气中硫化氢含量超过阈限值时[15mg/m3（10ppm）]，监测仪应能自动报警。2、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，应采取相应措施。3、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，现场作业人员应佩带正压式空气呼吸器，并采取措施。4、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，并采取相应措施。五、监测设备的检查、校验和检定1、在极端湿度、温度、灰尘和其他有害环境的作业条件下，检查、校验和测试的周期应缩短。[说明]极端湿度是指相对湿度大于95％的情况；极端温度是指低于零下20℃、高于55℃（电化学式）或低于零下40℃、高于55℃（氧化式）。2、监测设备应由有资质的机构定期进行检定。3、检查、校验和测试应做好记录，并妥善保存，保存期至少1年。4、设备警报的功能测试至少每天一次。六、钻进油气层的检测在新构造上钻预探井时，应采取相应的硫化氢监测和预防措施。呼吸保护设备(SY/T5087-2005)一、基本