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石油开采安全

2006-11-21   来源:安全文化网    热度:   收藏   发表评论 0
  石油开采是指油井完钻后,根据油田开发的设计要求,应用各项采油工艺技术,将原油最大限度地从油层采出地面的全过程。主要工艺过程包括完井投产、采油注水、压裂酸化、修井作业、防砂堵水、生产测试等项内容。
  石油开采工程的三个特点
  1.生产方式特殊。石油开采的大部分工作都是野外分散作业,自然环境和工作条件较为恶劣,常会受到一些自然灾变的侵扰,事故频率较高,如果发生事故后救援不及时会使伤亡扩大,灾害蔓延,造成重大损失。
  2.产品易燃易爆。石油产品主要是原油,天然气,以及液化石油气和少量的天然汽油。这些产品具有易燃、易爆、易蒸发、易于聚积静电等特点。可燃气体与空气混合到一定的比例范围时,若遇明火,即可发生火灾爆炸,造成极大破坏。在一定条件下,可燃性气体和空气混合物有两个可燃性极限,低限是气体混合物可能进行燃烧时可燃气体的最低浓度;高限则是可能燃烧时的最高浓度。此外,这些产品还带有一定的毒性,如果大量泄漏或不合理排放,会造成环境污染、人及生物中毒。
  3.生产工艺多种多样。开采过程中,许多工艺都带有不同程度的危险性,例如,测井时使用放射性元素;采油作业中可能发生油、气泄漏和机械事故;修井时可能发生井喷等。由于事故中多采用多工种交叉作业,加之使用的重型机械较多并且笨重,摆布集中,操作空间紧凑,所以人身伤亡事故的发生率较高。
  职业危害
  1.火灾爆炸。采油矿场是油田易燃易爆物品集中的场所。射孔和作业过程中,由于压井液选配不当或作业措施不当,在井口失控时有可能发生井喷着火事故。石油和天然气的管道,油气分离、集输装置,油罐及水套炉等,如发生泄漏、冒顶等情况,一遇火源即可发生火灾,而且很可能由于初期灭火措施不力酿成重大事故。同时油田生产中使用的各种工作物如各种油品、油漆、塑料、有机化合物、木材、乙炔、氢气、氧气等都具有易燃易爆性质,因此也存在着发生火灾、爆炸事故的隐患。
  2.物体打击和机械伤害。石油开采作业需要经常开关各种高压阀门和处理管道堵塞和漏失事故。由于操作人员站位不当或操作不当,在遇有机械故障和高压管道出现异常情况时,有可能发生阀门丝杠飞出、管道崩开、介质喷出而造成人员伤亡;井下作业场地狭小,工人必须在提升系统及重物下作业,容易被坠落的重物砸伤;使用的管钳、大锤、猫头绳等工具滑扣崩断时会击伤人体。石油生产大多数属野外流动作业,各种设备、设施经常搬迁、安装,也增加了施工的不安全性。
  3.炸药爆炸。射孔作业时使用的射孔弹虽然有较好的地面拒爆防震性能,但在储运、使用时,若导爆索、雷管相混或相连,在一定条件下仍会发生地面爆炸伤人事故。起出井口的哑炮,如处理不当也会爆炸伤人。同样,爆炸修井也存在着此类的隐患。
  4.触电。注采系统、井下作业的地面用电设备及现场照明线路,遇到风、雪、雨、雾天气或现场油、水、泥浆泄漏严重时,一旦地面设备绝缘、密封性能不好,线路和灯具、仪器漏电,容易发生由于触电事故。野外作业急救条件差,触电死亡事故也时有发生。
  5.中毒。油井生产作业中会遇到天然气泄漏,在这种情况下,即使不发生爆炸,也会造成空气污染。化学处理作业如酸化、压裂、防砂、堵水等常用酸液、聚合物及一些添加剂,如果操作、处理不当,容易发生由于接触中毒及污染环境后引发的中毒事故。此外,地面集输管线除垢解堵的化学处理中,使用盐酸清除硫酸亚铁沉积物,会造成硫化氢中毒。
  6.放射性辐射。目前,国内石油勘探和开发放射性测井所用的放射性物质有密封型的、也有开放型的。现用的丁源主要有137Cs、60Co、109Cd、226Ra、241Am。中子源主要有镭-铍中子源、钋-铍中子源、钚-铍中子源、镅-铍中子源等。放射性同位素主要有铁-59、锌-65、银-110、碘-131、钡-131等。中子源强度大,中子能量高,如果在运输、存储、装卸及使用中操作管理不当,也使现场工作人员受到过量辐射并对环境造成污染。
  预防措施
  1.防火、防爆措施的基本原则
  ·在危险场所应严格控制火源。
  ·在危险场所应设置符合规定的防火安全装置、自动报警系统及通风设施。
  ·采用与生产性质相适应的耐火建筑等级。
  ·在危险场所应设置能够防止火焰蔓延的构筑物。
  ·采取能够限制火焰发展规模的技术措施。
  ·杜绝生产设备的“跑、冒、滴、漏”。
  ·组织训练消防队伍,建立健全防火与消防的组织机构。
  ·配备相应的消防器材。
  具体预防措施如下:
  采油矿场从井口到油气分离、计量、集输、储油库所有工艺过程采用全密闭流程,各种压力容器都配置安全阀、压力表、水位表等安全装置,所有装置应按要求定期检验,加强维护和检修,做到无渗漏、无缺陷,灵活好用。
  油(气)井井口设备应耐高温高压、耐腐蚀并满足安全负荷要求。油罐区安装防雷避电装置,高压管线、阀门、设备固定牢固,采取避震措施以防撞击产生火花。
  井场保持三清(井口清洁、油气分离器清洁、值班室清洁);四无(无明火、无油污、无杂草、无其他易燃物);五不漏(不漏油、气、水、火、电)。井场及计量站30m内严禁烟火。检修动用明火时,用蒸气或惰性气体置换,并在事前办理动火审批手续,采取可靠的安全措施。
  抽油机的传动装置、填料盒、电动潜油泵的井口设备密封完好,电动机绝缘良好,发生故障时能自动切断电源。
  点燃水套炉前应检查并排净炉膛内的可燃气体,并严格按照先点火后开气原则操作,加热炉应安装防爆门。
  钻井完井及井下作业时,采用与油气层压力相平衡的工作液。对高压井、高产井,作业前安装好防喷装置、落实防喷措施。禁止使用空气作为气举介质。生产测试时,禁止用工具或金属物敲打井口,以免造成井口损坏及打出火花引起漏气着火。作业时严禁穿化纤服和带钉鞋。
  2.防止物体打击和机械伤害措施。
  采油井开井前要严格按照操作程序倒通流程。做好各项准备工作,先开低压阀门,再平稳打开高压阀门。开关高压阀门和检查更换井口油嘴时,操作人员应侧面站立,不得面对丝杠和丝堵,防止丝杠或丝堵飞出以及油、气流冲出伤人。
  自喷井清蜡应检查清蜡设备,做到刮蜡片直径和形状符合设计要求,与钢丝连接牢靠;钢丝记号清楚、准确,无砂眼、裂痕、扭结、硬弯;清蜡绞车制动装置灵活可靠,严禁用手扶代替刹车;打捞刮蜡片,多人操作要注意统一指挥,配合协调,严禁强拉钢丝。
  采油矿场使用水泥车或高压压风机对油、气管线进行清扫或解堵时,升压前应对所有气包、水套炉及其他低压设备采取分离和保护措施。拆除活动管线前必须全线放压,严禁在管线承压情况下敲击管线或紧固松动件。
  压裂和酸化作业除实施上述措施外,还应对高压管线、管汇和机泵进行定期技术检验,确保有足够的机械强度和密封性能。
  操纵机动绞车挂离合器前,必须将绞车摇把拉出,以免伤人。示功图测试过程中出现任何故障,必须先停抽油机后,再进行处理。
  井架安装必须符合质量标准,不得超额定工作负荷使用;重负荷作业时,不准猛刹、猛提;起下管柱施工前,应严格检查井架绷绳、地锚、绳卡及井架底座等;遇六级以上大风时,应停止立放井架和起下管柱作业;井架底座附近严禁挖坑积水,防止基础下沉,造成井架倒塌。
  井下作业必须使用安全可靠的设备和工具,严格按照设计标准安装井下作业设备。起下油管柱上扣或卸扣时,推广应用动力油管钳(电动式和液压式)代替管钳和链钳,以减轻工人劳动强度。
  井下作业工人必须佩戴安全帽、穿工作服和防砸皮鞋,上井架要系好安全带,携带工具要系好保险绳。起下油管时,吊卡销子要系好保险绳,吊卡两边的销子和活门销子插好后方可提升流动系统。严禁用单吊环提升管柱。井下遇卡时,应检查绷绳、保险绳及提升系统的安全状况,采取解卡措施后方可平稳提升管柱。采取猫头卸扣必须使用有足够强度的棕绳,严禁使用钢丝绳卸扣。拉绳卸扣时,井口附近的操作人员应撤离到安全区域内。
  油管架牢固平稳,地面平整无油污、水泥和障碍物;油管和钻具滚动范围内严禁人员进入。
  射空作业下放电缆前应先通井,提升电缆遇阻时严禁强行提升,应采取解卡措施,并固定电缆车。
  3.防止地面爆炸。
  射孔使用的射孔弹、导爆索、雷管、发火机构等要存放在于燥通风及有防雷、防火设施的库房内,严禁混装运输和同库存放,或组装好存放;哑炮的射孔弹提出井筒后,应逐个检查并拆散存放;电雷管必须全部短路放人雷管保险箱内锁好;雷管或发火机构严禁在现场使用万用表检查测量;仪器操作人员未下达放炮口令,严禁给爆炸机充电;爆炸机平时上锁,放炮完毕后取下钥匙并拔下主炮线;无线电发射机装置应与爆炸物品保持足够的安全距离;射孔弹下井前和电缆提出井口前,应切断井场全部电源;夜间或雷雨天气不要进行射孔作业。
  爆炸修井也应采取上述相应措施以防止意外爆炸发生。
  4.防止触电事故。
  井下作业场所的照明线路应安装触电保护器。线路全部架空安装,不得拖地和有破皮、接头松动、不包绝缘胶皮之处。灯具应经常检查,保持良好的绝缘性能。在条件允许的情况下,尽量采用安全电压照明线路。井口机采设备及装置应保证在良好的密封及绝缘状态下工作,雨天操作仪器时需戴橡皮手套,穿胶鞋,以防漏电伤人。所有操作人员均应学会触电急救方法,避免人员触电后因抢救措施不当造成死亡。
  5.防中毒措施。
  防中毒原则:
  ·严格控制排放量(其中包括防止泄漏,对生产流程及主要设备进行密闭,以及对含油污水进行处理)。
  ·及时排除聚集于工作场所的油气,主要是采用通风措施,但应指出的是,因油气比空气重,常积存于地面上及低洼处,故通风设备应设置于低处。
  ·对工作人员加强防毒知识教育,健全劳保制度,强制使用防毒护品等。
  具体防毒措施:
  严防天然气泄漏、散发。使用有毒性的化学剂处理作业时,应采取相应的防护措施,尽量防止将有毒品注入地层,作业后应清理井场及设备器具的污染物。
  测试期间产出的气体应排除并用燃烧器烧掉,产出气体含H2S时,应使用抗硫钢丝(电缆)、抗硫防喷管和抗硫防喷盒。
  6.放射性防护。
  石油测井使用放射性物质,从储存、运输、操作、剂量监测到个人防护、废物处理,都要达到国家标准《放射卫生防护基本标准》GB4792—84中规定的技术要求。主要采取以下技术措施:控制照射时间,作业人员通过严格的操作训练,尽量缩短个人受照射时间,年累积剂当量控制在0.05Sv以内;增大与放射源的操作距离,采用长柄工具、机械手等进行操作;屏蔽防护,按照《放射卫生防护基本标准》设计和建设中子源库、同位素试验室。采用屏蔽墙、门、观察窗、隔离操作箱、防护屏、铅砖等及配套的污水处理系统;作业人员配备铅背心、铅眼镜、剂量检测牌等防护用品;所有放射源和同位素要密闭包装,并使用专用汽车和容器运输储存;剂量检测,按规定配备齐检测仪器和人员,实行现场剂量检测;定期对作业人员进行职业性体检,建立放射性防护技术档案。
  
  ——摘自《安全科学技术百科全书》(中国劳动社会保障出版社,2003年6月出版)