石油鉆井過程的主要危險及控制措施

1、 石油鉆井過程的主要危險及控制措施 （一）鉆井設(shè)備簡介 1概述 鉆井設(shè)備（簡稱鉆機）是指石油自然氣鉆井過程中所需各種機械設(shè)備的總稱。鉆機主要部件必需相互協(xié)作才能完成鉆機起升、循環(huán)和旋轉(zhuǎn)的3項主要工作。按按動力設(shè)備的不同通?？煞譃闄C械傳動鉆機、電動鉆機和復(fù)合鉆機三種。主要包括以下系統(tǒng)： （1）提升系統(tǒng)：主要作用是用來起、下鉆柱（或下套管），以實現(xiàn)鉆頭的鉆進送鉆等工作。 （2）旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：主要作用是由動力機組驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤方補心帶動方鉆桿（鉆桿和鉆鋌）、方鉆桿再帶著鉆頭旋轉(zhuǎn)進行鉆井。 （3）循環(huán)系統(tǒng)：主要作用是鉆井過程中，通過動力機組帶動泥漿泵來循環(huán)鉆井流體，經(jīng)過立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆

2、桿和鉆鋌，將泥漿池的泥漿送到鉆頭處，以實現(xiàn)鉆井流體將井底的鉆屑帶到地面。 （4）動力設(shè)備：主要作用是為驅(qū)動絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵等工作機工作供應(yīng)動力。 （5）傳動系統(tǒng)：主要作用是把發(fā)動機的能量傳遞或安排給各工作機。 （6）掌握系統(tǒng)：為了指揮各系統(tǒng)協(xié)調(diào)地工作，在整套鉆機中安裝有各種掌握設(shè)備。 （7）底座：包括鉆臺底座、機房底座和泥漿底座等。 （8）幫助設(shè)備：主要功能是為了正常鉆井作業(yè)供應(yīng)配套支撐。 鉆機所必需具有的主要設(shè)備共7大部件：絞車、井架、天車、游車、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵。 2鉆機幫助設(shè)備及工具 （1） 發(fā)電機。目前，幾乎全部電驅(qū)動鉆機的發(fā)電機都用柴油機作動力。 （2） 空

3、氣壓縮機及儲氣瓶組。幾乎全部鉆機的聯(lián)動機上都配有小型空氣壓縮機和帶儲氣設(shè)備的電動空氣壓縮機，以便給氣掌握裝置、氣離合器、氣動馬達、氣動工具等供應(yīng)氣源和動力。 （3） 泥漿儲存設(shè)備。完整的泥漿循環(huán)系統(tǒng)通常都有一套泥漿儲存設(shè)備：如沉淀罐（或池）、吸入罐（或池）、儲存罐（或池）。 （4） 鉆井儀表。鉆井儀表系統(tǒng)可單指一個指示表，也可以包括各種儀器。如鉆井（多）參數(shù)儀、泥漿液面記錄（報警）儀、大鉗扭矩表、泥漿泵壓力表和記錄儀等。 （5） 剎車機構(gòu)：機械剎車、幫助剎車、其他設(shè)施。 3井控裝置 井控裝置指實施油氣井壓力掌握所需的設(shè)備、管匯和專用工具儀表。井控裝置是在鉆井過程中

4、，確保平安生產(chǎn)的重要裝備。 （二）鉆井工藝技術(shù) 1噴射鉆井技術(shù) 利用鉆井液流經(jīng)鉆頭噴嘴所形成的高壓射流充分地清洗井底，使巖屑免于重復(fù)切削，并與機械作用（鉆頭破巖）聯(lián)合破巖，從而提高鉆速的鉆井技術(shù)叫噴射鉆井技術(shù)。從鉆頭噴嘴噴出的射流具有很高的噴射速度，井底能得到很大的沖擊力和水功率，從而有效地凈化清潔井底，同時借助于射流的沖擊壓力作用和漫流橫推作用，使機械鉆速大大提高。 2防斜打直技術(shù) 井斜是指井眼軸線偏離了鉛垂線。滿眼鉆具可以有效地預(yù)防井斜。井斜后需要糾斜，糾斜方法有兩種，一種是鐘擺法糾斜：是利用“鐘擺”原理糾斜的一種方法，通過使用專用的防斜鉆具組合及相應(yīng)的技術(shù)措施來增大鐘擺減斜力，以平衡和克

5、服促使井斜的地層力。另一種方法利用動力鉆具加彎接頭或彎鉆桿組合的鉆具組合向原井斜的相反方面造斜，以達到糾斜的目的。 3定向鉆井技術(shù) 借助于某種造斜工具，在肯定的工藝技術(shù)措施協(xié)作下，使井眼沿著預(yù)先設(shè)計的井眼軌跡鉆達目的層的鉆井方法叫定向鉆井。定向井的造斜方法有井底動力鉆具造斜，轉(zhuǎn)盤鉆造斜以及斜井鉆機造斜。 4取芯鉆井技術(shù) 利用特地的取芯工具和肯定技術(shù)措施，將地下的巖石取到地面上來的一種鉆井工藝。取芯工具包括取芯鉆頭、巖芯筒、巖芯爪、止回閥、扶正器和懸掛軸承等幫助部件。 5.完井技術(shù) 完井方法一般分為套管完井和裸眼完井兩大類，共有6種方式：套管射孔完井、尾管射孔完井、先期裸眼完井、后期裸眼完井、篩

6、管完井、礫石充填完井。 6鉆井井控技術(shù) 在鉆井作業(yè)中，一旦發(fā)生井噴，就會使井下狀況簡單化，無法正常鉆井，被迫進行壓井作業(yè)，對油氣層造成不同程度的損害。同時，井噴后極易導(dǎo)致失控，井噴失控后，將使油氣資源受到嚴峻破壞，還易釀成火災(zāi)，造成人員傷亡，設(shè)備毀壞，油氣井報廢，自然環(huán)境受到污染。所以，井噴失控是鉆井工程中性質(zhì)嚴峻，損失巨大的災(zāi)難性事故。 （三）鉆井施工作業(yè)風險管理 1鉆井作業(yè) HSE危害和影響的確定 1） 鉆井作業(yè)風險識別的特征 （1） 差異性； （2） 嚴峻性； （3） 多樣性； （4） 時間性； （5） 隱藏性； （6

7、） 變化性。 2）鉆井及相關(guān)作業(yè)的主要風險 （1） 共同作業(yè)風險：井噴及井噴失控可能造成地層碳氫化合物的溢出；火災(zāi)及爆炸：地層碳氫化合物的溢出，特殊是輕質(zhì)油、硫化氫等可燃（劇毒）氣體溢出，汽油及柴油、潤滑油、機油等泄漏造成火災(zāi)爆炸危急事故等； （2） 相關(guān)作業(yè)風險：測井作業(yè)風險；錄井作業(yè)風險；定向井作業(yè)風險；固井作業(yè)風險；試油作業(yè)風險；相關(guān)作業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣對環(huán)境的污染。 3）鉆井作業(yè)中的主要特定危害和影響 鉆井作業(yè)中主要的特定危害和影響見表3-1。 表3-1 鉆井作業(yè)中主要的特定危害和影響 項目 主要危害 主要影響 修建井場 破壞植被，火工品危害 生態(tài)環(huán)境，人身及財產(chǎn)平安 修建海上鉆井平臺 造成海洋環(huán)境局部破壞 珊瑚礁和海洋生物 鉆進 鉆井設(shè)備產(chǎn)生噪聲 人和動物的正常生活 下鉆 井噴（潛在） 威逼人身及財產(chǎn)平安 起鉆 井漏（潛在） 污染地下水源 井口操作 落物及意外事故 危害人身平安 井噴失控 著火（潛在） 威逼人和設(shè)備平安、污染環(huán)境 硫化氫溢出 毒性、著火、爆炸 威逼人和設(shè)備平安、污染環(huán)境 鉆井液處理劑及原材料 腐蝕性刺激皮膚、粉塵、毒性 危害人體健康 鉆井液及作業(yè)污水 破壞環(huán)境 影響井場四周農(nóng)作物、植物生長，污染地下水 固井作業(yè) 水泥失重誘發(fā)井噴 威逼人身及財產(chǎn)平安 測井作業(yè) 放射源泄漏（潛在） 危害人體健康、污染環(huán)境 試油作業(yè)