钻井井场安全用电管理办法
1?范围
为规范钻井井场用电安全管理,保障钻井井场施工作业现场用电作业安全,制定本办法。
本办法规定了钻井井场用电作业的管理职责、人员要求及过程控制要求等相关管理内容。
本办法适用于公司机关及各钻井公司。
2?术语和简略语
本办法采用GB/T28001-20**和Q/SY1002.1-2007标准规定的术语。
3?职责
3.1?机关处室职责
3.1.1?质量安全环保处是本办法的归口管理处室,负责组织本办法的制、修订,以及对临时用电安全管理的执行情况的监督抽查。
3.1.2?市场与生产协调处负责组织与有关电力管理单位或部门协调停送电工作。
3.2?所属单位部门职责
3.2.1?HSE主管部门负责钻井队井场用电作业的安全监督和管理,负责本单位二级钻井队用电作业许可的审核和现场监督。
3.2.2?生产协调主管部门负责钻井队用电作业过程中组织与有关电力管理单位或部门协调。
3.2.3?各基层单位负责建立健全钻井队用电安全措施,办理钻井队用电作业许可证,并组织落实各项风险控制措施及应急要求。
4?管理内容
4.1?电工基本要求
4.1.1?电工应身体健康,经体检合格,无职业禁忌症,必须经国家现行标准考核合格后,持证上岗操作。
4.1.2?安装、巡检、维修或拆除用电线路,必须由电工完成,并设监护人,其他作业人员不得从事相关的用电设备和线路作业。
4.1.3?电工应掌握安全用电基本知识和所用设备的性能。
4.1.4?电工应按照规定要求正确穿戴防触电劳动防护用品。
4.2?一般要求
4.2.1?各钻井公司应为钻井队配备符合标准要求的劳动保护用品。
4.2.2?钻井队现场必须配备绝缘手套、电气绝缘工具等防护设施,并按有关规定定期进行电气性能试验。
4.2.3?作业前,钻井队应组织开展危害因素识别与其风险评价工作,针对识别结果,制定具体的风险削减控制措施及应急措施,向员工进行交底教育,并按照“危险作业项目清单”(BH/QHSE/A7·46·2-01)中的用电作业许可级别,严格办理作业许可证,依据“岗位HSE作业指导书”和“岗位HSE巡回检查表”的要求进行作业和检查。
4.2.4?所有营区、生产区域内架设的电缆、动力线、导线必须保证无破皮或龟裂现象。
4.2.5?各种密封安全插接件必须连接紧固,连接电缆必须完好无损。插针、插孔等导电体间的连接必须松紧适当、接触良好。插接件装配完后,必须紧固到位。
4.2.6?井场距井口30m以内的电气系统的所有电气设备,如电机、开关、照明灯具、仪器仪表、电器线路以及接插件、各种电动工具等应符合防爆要求。
4.2.7?电气系统安装、检修时,电工应穿绝缘鞋,带绝缘手套,站在绝缘体上。
4.2.8?井场电气设备及金属结构房采取接零保护措施,可移动电气设备采用可靠的漏电断路器,并保护接零,移动电焊机应同时接地保护。
4.2.9?每栋营房、每个工房以及临时用电都必须安装漏电断路器。严禁使用无漏电保护功能的断路器当作开关使用。
4.2.10?用电设备应具有短路保护和过载保护装置,并采用“一机、一闸、一保护”。
4.2.11?在同一接零系统中,一般不允许部分或个别设备只接地、不接零的做法。如确有困难,个别设备无法接零而只能接地时,则该设备必须安装漏电保护装置。
4.2.12?在有负载状态下,必须使用载荷开关、断路开关或其它专用切断装置接通、倒换、切断电路。
4.2.13?保险装置或漏电断路器自动断开后,未查明原因前,不能重新合闸供电,在排除故障后,方可重新供电。
4.2.14?各电器开关、接触器、电动机保护器、继电器、防爆按钮的动作应灵活、可靠,触头接触应良好,热继电器整定值与被保护电路相符合。
4.2.15?发生电气设备着火时,应选用卤代烷、二氧化碳、干粉型灭火器进行灭火。
4.2.16?营房需要移位或搬迁前,必须切断每栋营房的总电源开关。
4.2.17?漏电断路器每年检测一次,检测不合格的应及时更换。钻井队每月应对漏电断路器做一次自检试验。
4.2.18?钻井队进行拆、搬、安作业时,井场有输电线路通过,市场开发主管部门应向建设方明确提出断电要求,必要时,由市场与生产协调处组织协调停电,并督促落实,留下记录。拆、搬、安设备前,由生产服务队(水电队)进行验电,封挂接地线,并按标准在接地线周围设置警戒线,现场调度人员应对通过井场的输电线路是否断电进行核实、确认。拆、搬、安设备过程中,施工单位应指定专人进行监护。
4.2.19?用电作业过程中严禁下列情形:
a)非持证人员从事临时电源线及用电设备的安装、维修或拆除作业;
b)乱接乱拉电源线;
c)带电作业;
d)将电源线接头直接插在插座上;
e)用铜丝代替保险丝;
f)电线在水中浸泡;
g)在电热器上烘烤衣服、手套等易燃物品;
h)在接外电源、检维修电线路与用电设备时,采取约时供电;
i)将个人用电设施带入生产场所使用;
j)起重作业时,如上空存在高压电线,未采取断电等有效措施,发令起吊;
K)将个人用电设施带入生产场所使用。
4.3?钻井队现场电路的安装
4.3.1?供电线路
a)钻井队施工现场电路安装,井场必须采用TN-S供电方式,营区采用TN-C-S供电方式;
b)井场电路安装必须走向合理、整齐、规范,电缆敷设应考虑避免电缆受到腐蚀和机械损伤;
c)发电机至SCR/MCC房的电缆应对应相序接入;
d)发电房至营区电路,必须采用铠装电缆敷设。发电房至油罐区电路易受到机械损伤的,也应采用铠装电缆,其它井场主电路宜采用YCW型防油橡套电缆;
e)井场电路采用电缆槽敷设方式,过车处应设置过车桥或穿管保护;
f)井场、井架、机房、泵房、净化系统均应采用橡套电缆;
g)井场临时供电线路应架设在专用电杆上,高度不低于3m。机房、泵房、净化系统架空的供电线路应高于设备2.5m,距柴油机、井架绷绳不小于2.5m;
h)井架上电缆易磨擦处应加绝缘护套管;
i)严禁将供电线路牵挂在设备、井架、绷绳、罐等金属物体上;
j)供电线路严禁从油罐区上方通过。架空线不应跨越柴油罐区、柴油机排气管和放喷管线出口;
k)供电线路进值班房、发电房、锅炉房、材料房、消防房等各种活动房时,入户处必须加绝缘护套管,并保留适宜的滴水弯或采取防渗漏措施,野营房内的照明灯应用绝缘材料固定;
l)电气设备进出线无破损、松动、发热;
m)井场应急照明灯、防喷器远程控制台用电应专线并单独控制,不受井场总电源开关控制,使用节能发电机的钻井队,其主开关与辅助发电机开关必须具备互锁功能,以便满足远程控制台及应急照明供电需要。
4.3.2?井场电路安装
a)井场电路安装见图1所示,从发电机引出的相线(A、B、C、中性线)中,相线(A、B、C)进配电盘总开关,中性线接地后(接地电阻不大于4Ω,与接地极连接的多股软铜线,截面积不得小于50mm2,并接触良好),分成工作零线(N)与保护零线(PE),保护零线(PE)采用双色(绿/黄)专用的多股软铜线,截面积不得小于16mm2;
b)截面积大于10mm2的导线应压接相应的接线端子;
c)发电机外壳与配电盘外壳必须保护接零;
d)保护零线(PE)任何时候不得通过开关或漏电断路器,当保护零线(PE)超过50m或存在分支时应重复接地;
e)钻井液搅拌器电缆输至防爆电气控制箱时,电缆应穿入直径相应接管内,并在罐面上焊接固定;
f)钻井液循环罐上固定的防爆电气控制箱及降压启动箱应不高于罐面500mm,以便随罐体同时搬迁;
g)钻井液循环系统罐面导线穿管敷设,管内导线不应有接头;
h)在循环罐区保护零线(PE)必须重复接地。在循环罐区保护零线(PE)必须采用等电位连接,导线的截面积不小于35mm2;
i)井场至水源处的电源线路应架设在专用电杆上,高度不低于3米,并由漏电断路器控制。
4.3.3?营区电路安装
a)营区电路安装见图2所示,从井场来的相线(A、B、C、N)中,相线(A、B、C)进营区总开关,工作零线重复接地后(接地电阻不大于4Ω,与接地极连接的铝线截面积不得小于25mm2,并接触良好),分成工作零线(N)与保护零线(PE),保护零线(PE)采用双色(绿/黄)专用的截面积不得小于16mm2多股软铜线;
b)总开关外壳、营区用电器具外壳、营房外壳都必须保护接零,并且保护接地;
c)保护零线(PE)必须接触良好,任何时候不得通过开关或漏电断路器,当保护零线(PE)超过50m或存在分支时应重复接地;
d)野营房内电热器做到绝缘及外壳完好,并安装温控器和漏电断路器。
4.3.4?接地装置要求:
a)发电机或变压器中性点直接接地为工作接地,接地电阻不得大于4Ω,电气设备采用保护接地,其接地电阻值不大于4Ω;
b)接地极引出线应使用多股软铜线,其截面积不得小于16mm2;
c)接地极采用角钢,其规格不得小于40mm×4mm,若使用扁钢,其厚度不得小于4mm,宽度不得小于30mm;
d)接地线与接地极的连接必须采用专用接线端子,并用镀锌螺栓连接。使用铝芯线时,必须采用铜铝过渡接线端子进行压接;
e)井场供电系统重复接地不应少于3处,接地电阻小于10Ω;
f)油罐区防静电接地装置电阻不大于30Ω;
g)如接地电阻达不到规定要求时(土壤干燥),应对接地极的土壤进行盐化处理或增加接地极的数量;
h)需进行接地保护的设备、设施均应实行单独接地;
i)便携式电器末端线路或回路的短路保护元件应保证故障持续时间不超过0.4s,配电线路或固定电气设备的末端应保证故障持续时间不超过5s;
j)仅采用过载、短路保护的电气设备,在保护接零的同时还应做保护接地;
k)采用过载、短路保护并装有漏电断路器的电气设备,可只做保护接零。
4.3.5?使用控制面板,必须遵守以下规定:
a)检修控制面板时,应先使用试电笔或万用表进行检测;
b)切断设备电源时,先关掉设备负载侧控制开关,再关掉主开关;
c)接通设备电源时,先接通主开关,再接通设备负载侧控制开关;
d)操作控制开关或主开关时,人要站在侧面,不要站在配电板的正前方;
e)MCC/SCR房及发电房内地面应铺设绝缘胶皮;
f)严禁用湿手操作开关,不得带电插拔插接件;
g)配电箱、开关箱应装设端正、牢固。固定式配电箱、开关箱的中心点与地面的垂直距离应为1.4-1.6m。移动式配电箱、开关箱应装设在坚固、稳定的支架上。其中心点与地面的垂直距离宜为0.8-1.5m;
h)配电箱、开关箱内的连接线必须采用铜芯绝缘导线,铜芯不得有外露;
i)配电箱、开关箱的进、出线口应配置固定线卡,并采用橡皮护套绝缘电缆,不应与箱体直接接触,不得有接头;
j)配电柜、开关控制箱内的开关和漏电断路器上下接线盖齐全,清洁无杂物,箱门齐全,并能有效锁闭,外形结构应防雨、防尘;
k)电路断路器应标明控制对象。标识应耐用、醒目,不宜丢失或损坏,并不允许将明牌及检测标签覆盖。
m)电压超过600V的接线盒必须加罩;
n)500~1000V的直流或交流电配电柜门必须能有效锁闭。
4.3.6?便携式电器设备使用应遵守:
a)便携式电器因作业需要,一次线长度超过5m时,应在距电器5m以内增加一级控制开关;
b)便携式电器应轻放,电线不能用来提拉物件;
c)使用前或移位前,必须直观检查设备的电线有无破损(部件松动、变形、丢失销钉、外罩或绝缘破损、外护罩压扁或压碎);
d)有积水或导电性流体的地区必须使用适用于潮湿地区规定的设备和电线;
e)便携式电器在移位前,必须先断电源,且运转部位静止后,方能进行移位;
f)锁定型插头在接好后必须锁定;
g)在有电击危险环境使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压,在金属容器内、或工作地点狭窄以及周围有大面积接地导体等环境应采用12V安全电压;
h)携带便携式电器攀登高处时,应将电器固定在作业人员的身体上,作业前应系牢安全绳。
4.3.7?电焊机使用要求
a)电焊机应安装在干燥、通风良好处,不应安装在易燃易爆、有严重尘垢或剧烈振动的环境;
b)电焊机应指定专人保管;
c)作业时应穿戴绝缘鞋、帆布手套、工作服、面罩等劳动保护用品。在金属容器中工作时,还应戴上安全帽、护肘等防护用品;
d)电焊机的电源线上应装设隔离电器、主开关和短路保护电器。电源线、焊接电缆与电焊机的接线处应有防护屏罩,电焊机应经排子端接线;
e)电焊机控制开关、漏电断路器功率必须与电焊机功率匹配,完好无损;
f)电焊机外露导电部份应采取保护接零(或接地)措施。为了防止高压窜入低压造成的危险和危害,交流电焊机二次侧应当接零(或接地)。但必须注意二次侧接焊钳的一端是不允许接零或接地的,二次侧的另一条线也只能一点接零(或接地),以防止部份焊接电流经其他导体构成回路;
g)电焊钳和焊接电缆绝缘必须良好;
h)一次线接线长度不得超过2m;
i)二次线应采取防水橡皮保护套铜芯软电缆,长度不超过30m,不允许用铁板或其它金属物搭接代替电焊机的搭铁;
j)移电焊机时必须停电;
K)严禁露天冒雨从事电焊作业,电焊机械作业具体执行《电气焊作业安全管理办法》。
4.3.8?电路安装完成后,由生产服务队(水电队)对井场与营区电气系统进行全面系统检查,不得有错接及配备不合理等现象。
4.3.9?井场电路在启用前,应先试通电,确认整个电路运转正常后,才能通知钻井队正式启用。
4.3.10?供电运转正常后,由生产服务队(水电队)与钻井队负责人进行验收,并填写“电路安装验收交接书”。
4.4?电气系统修理时的基本要求
4.4.1?在维修作业前,必须先停电(并考虑双供电可能)、验电、锁定、挂标识牌“正在检修、禁止合闸”,若无法做到锁定时,必须指定专人看护。
4.4.2?验电前应检查检验工具的可靠性。
4.4.3?作业时必须采取的一般保护措施:
a)必须采取防护、隔离、绝缘;
b)照明必须要充足;
c)在封闭空间或限定区域内作业时,必须使用防护屏。此外,门、可折合面板必须固定牢靠。
4.5?防护器具
4.5.1在有可能产生电弧的维修工作中,作业人员必须使用防电弧的保护装置。橡胶绝缘手套内必须再戴合适的皮手套。
4.5.2?在带电设备附近工作,工具可能接触到设备,必须使用绝缘性能可靠的工具。
4.5.3?在带电设备附近工作时,可能接触到带电物体,必须使用防护屏,以防发生电击、电弧烧伤或其它电路事故。
4.5.4?电气安全标志
a)当心触电;
b)禁止攀登?高压危险;
c)配电重地闲人莫入;
d)止步高压危险;
e)小心有电;
f)有电危险;
g)有人工作禁止合闸。
4.6?触电急救步骤
4.6.1?立即就近关闭电源开关,迅速将触电者脱离电源。
4.6.2?电源开关较远时,救护者可用干燥的木棍将电线挑开。
4.6.3?无上述条件而必须用手解救时,救护者必须站在干燥的木板上,拉住触电者非贴身干燥衣服,使其脱离电源。
4.6.4?触电者脱离电源后,呼吸与心跳正常,应观察12~24h。
4.6.5?触电者呼吸或心跳停止时,应立即作人工呼吸和心脏按压。
4.6.6?在救护高处作业触电者时,应采取防跌落措施。
4.7?质量安全环保处应每年至少对本办法的执行情况进行一次监督检查,各单位应对各钻井队用电作业安全管理情况进行全面监督检查。
4.8?事故管理
发生因工触电人身伤害事故,执行BH/QHSE/A7.46.13《安全事故管理办法》。
4.9?质量安全环保处应每年按季度对本办法的执行情况至少进行一次监督检查,各单位应对本单位冬季、雨季安全生产措施落实情况进行全面检查。
5?相关文件和记录
5.1?相关程序和管理作业文件
BH/QHSE/A7.46.13?安全事故管理办法
5.2?相关法律、法规和标准
5.3?相关技术文件
5.4?相关记录
BH/QHSE/A7·46·2-01?危险作业项目清单
篇2：钻井作业危险控制措施
井喷失控的原因及危害和影响
井喷失控是钻井工程中性质最严重的灾难性事故,对健康、安全与环境的危害和影响是巨大的,造成井喷失控的直接原因主要有:
(1)起钻抽吸,造成诱喷;
?(2)起钻不灌钻井液或没有及时灌满;
(3)未能准确地发现溢流;
(4)发现溢流后处理措施不当或井口不安装防喷器;
(5)井控设备的安装及试压不符合要求;
(6)井身结构设计不合理;
(7)对浅气层的危害缺乏足够的认识;
(8)地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料,使用了低密度钻井液,钻井液柱压力低于地层孔隙压力;
(9)空井时间过长,又无人观察井口;
(10)钻遇漏失层段未能及时处理或处理措施不当;
(11)相邻注水井不停或未减压;
(12)思想麻痹,违章操作。
井喷失控的危害和影响包括以下几个方面:
(1)打乱正常的工作秩序,影响全局生产;
(2)使钻井事故复杂化,处理难度增加;
(3)井喷失控极易引起火灾,危及井场人员及周围居民的生命安全;
(4)喷出的油、气、水及有害物质(如硫化氢)会造成严重的环境污染,危及人员的健康和安全;
(5)伤害油气层,破坏地下油气资源;
(6)井喷着火,造成机毁人亡和油气井报废,带来巨大的经济损失;
(7)涉及面广,在国际、国内造成不良的社会影响。
2.钻井作业HSE风险削减措施
1)措施内容
制定钻井活动中的风险管理措施,是达到风险控制目标、保证风险削减措施的落实以及顺利实施钻井活动的重要保证,主要包括以下内容:
(1)建立完善的钻井HSE风险防范保障体系和运行机制,保证有关风险削减措施的实施;
(2)组织落实风险防范和削减措施必备的人、财、设备等必备条件和手段,并制定有关保护设备、工具的配置和采购计划;
(3)识别钻井活动中各个阶段和不同工艺施工作业中可能产生的HSE风险,制定防止和削减措施;
(4)制定钻井作业中各种险情和危害发生的应急反应计划以减少影响;
(5)钻井安全生产管理措施应形成文件,以规定、制度和条例形式下发,指导钻井安全生产;
(6)制定危害影响和恢复措施;
(7)对提出的风险防范、削减和恢复措施也可能产生的危害进行再识别和评估,以确定这些措施在风险控制目标中的作用;
(8)监控措施。
2)建立安全生产指南
主要制定以下安全生产指南:钻井作业安全规程、常规钻井安全技术规程、含硫油气田安全钻井法、钻井设备拆装安全规定、关井操作程序、井场动火管理、井场用电安全规程等。
3)钻井HSE管理监测
实施钻井风险削减措施,还必须对有关情况进行监测(包括检查、测试等),并建立和保存相应结果与记录。
(1)对钻井队现场的监测检查包括但不限于以下范围:HSE管理实施情况;各项安全规程、标准执行情况;各种设备、设施的安全技术性,运行及维护保养情况;自动报警装置及安全防护装置的配置、性能、运行及维护保养情况;应急措施落实情况,应急设备的配置、维护保养情况;员工HSE培训,应急演习情况;医疗设备、药品的配备及使用情况;井场、营地环保规定的执行情况、废物回收、污水处理、环境破坏后的恢复等;宿舍、餐厅、厨房、厕所、浴室的卫生情况。
(2)检查的对象与内容:
①对钻井队HSE管理的检查(包括但不限于):HSE管理机构及职责;HSE管理体系运行;HSE管理的规章制度建立及执行;钻井作业HSE指导书、计划书、检查表;对员工的HSE宣传、教育和培训;危险部位的警示标志或警示牌;例行的HSE检查。
②对钻井队员工的检查(包括但不限于):HSE管理知识;特殊岗位的持证情况;HSE方面的培训;紧急情况下控制处理险情的技能;紧急情况下个人防护能力;控制险情的设备、工具(如不同类型的灭火器)的使用;劳保用品的穿戴;是否会使用个人防护器材(如空气呼吸器等);员工的健康状况等。
③对钻井及HSE设备、设施的检查(包括但不限于):设备、设施安装是否符合有关技术、安全规定要求;设备、设施运行是否良好、完整性如何;设备、设施的安全防护装置是否齐全有效;消防设施、灭火器材等是否配备齐全有效。
④设备、设施具体的检查内容按有关规定进行,对有关的设备装置,如井控设备要进行测试。
⑤营地的检查:安全距离、电气线路、消防器材及周边环境等。
⑥医疗设施及药械的检查:卫生员资质、常规及急救药品、设施等。
另外,削减钻井作业HSE的风险还包括配备控制和消除危害的设备、仪器、工具、防护装置以及安全劳保用品等硬件的配置和保证钻井设备、设施的完整性及有效使用措施。
3.钻井作业HSE应急反应计划
1)钻井作业HSE应急分类根据钻井作业的工艺特点和作业环境特点,应急反应可分为5大类
(1)钻井作业中的突发事件;
(2)人身伤害事故;
(3)急性中毒;
(4)有害物质泄漏;
(5)自然灾害。
2)钻井作业HSE应急计划内容
(1)应急反应工作的组织和职责;
(2)参与应急工作的人员;
(3)环境调查报告;
(4)应急设备、物资、器材的准备;
(5)应急实施程序;
(6)现场培训及模拟演习计划;
(7)紧急情况报告程序、联络人员和联络方法;
(8)应急抢险防护设备、设施布置图;
(9)井场及营区逃生路线图;
(10)简易交通图等。
3)钻井作业过程中紧急情况下的应急程序清单(包括但不限于)
(1)火灾及爆炸应急程序;
(2)硫化氢防护应急程序;
(3)井涌、井喷应急程序;
(4)油料、燃料及其他有毒物质泄漏应急程序;
(5)放射性物质落井的处理应急程序;
(6)恶劣天气应急程序;
(7)现场医疗急救程序。
篇3：钻井过程中井漏预防措施
1、松软、易漏地层钻进应控制钻速,坚持划眼,延长钻井液携砂时间,避免操作引起压力激动(起下钻、开泵、加重)
2、采用近平衡压力方式钻井,加强泥浆抑制性的处理,高密度、小井眼井中应尽量降低泥浆切力,上部存在低压层,应先行堵漏再钻开高压层。
3、下钻时应分段循环,开泵避开漏层。
4、在钻开预计高压层前,对上部裸眼段进行提高承压能力的封堵时,应钻开一段、封堵一段,避免长井段及短时间内进行承压试验。进行地层承压试验时,宜采用逐步提高钻井液当量密度的办法,而不应采取一次憋漏的方法。
5、在严重漏失层与低压漏失层并存的井段,堵漏施工应采用低密度、中稠度、流动性好、滞流能力强并具有一定强度的膨胀性堵漏液进行承压堵漏,避免堵漏液不能进入低压层、在外来压力激动作用下产生新的漏失,导致重复堵漏。
6、在严重漏失地层堵漏施工,尤其在水源不足的情况下,从钻进开始即应制定实施尽可能完善的防漏、穿漏、堵漏等措施,做好进行综合堵漏技术的充分准备。
7、起下钻具时要尽量避免产生激动压力,尤其要控制下钻速度,对于小井眼,这个问题尤为重要。实践证明,同样地层大井眼不漏而小井眼则漏失严重,这是因为环空间隙太小,井内循环液动压力和激动压力过大所致。研究表明,起下钻具引起的激动压力为静液柱压力的20%一100%,岩层在这种交变载荷下,会造成井壁的破碎和断裂而发生井漏。因此,下钻时应注意控制下钻速度,起钻时注意向井内回灌泥浆,是控制压力波动的有效办法。
篇4：石油钻井设备节能措施
1石油钻井设备的能耗现状
石油钻井设备按照能量转化可以简单的分为原动机和驱动机,原动机是指的把燃料蕴含的化学能转化成机械能或电能的设备,驱动机是指将吸收或重新分配原动机产生的机械能或电能,做功,实现钻井生产。在钻机设备中,原动机一般就是柴油机(也可能是燃气机)和发电机(柴油机发电机或燃气发电机),驱动机就是指除原动机外的各类运转设备,如联动机、并车箱、偶合器,变矩器、绞车、转盘、泥浆泵机械设备以及电动机等。石油钻机按照驱动方式来分,主要分为机械钻机(原动机产生机械能再分配做功)和电动钻机(原动机产生的电能再分配做功),从上面简单的分类可以看出,石油钻机设备的能耗主要体现在原动机的能耗和驱动机的传递效率上。
目前我国石油钻机数量众多,类型各异,配套的功率也从2000KW到8000KW不等,因此做好从钻井设备配置到使用管理的全过程,能够有效降低能耗,促进企业经济效益和社会效益的提升。
2石油钻井设备节能措施
2.1使用节能新技术
在设备选型配置时采用高效节能新技术,优先选用效率高、能耗小的设备,实现原动机和传递效率的节能。
2.1.1选用电喷柴油机。柴油机电喷技术由电控调速器取代了机械调速器的旋转飞重等装置,使转速控制更加精确。发动机控制模块ECM按程序对柴油机的运转工况选择最佳的喷油,根据机油温度和增压压力精确控制喷油定时和喷油量,改善燃油经济性和燃烧效果,并且使柴油机在稳态及瞬态工况下的烟度能够满足EPA排放法规的限制。
2.1.2使用无功补偿和谐波抑制技术。直流电动钻机的平均功率因素仅为0.5左右,5次谐波最高达到了44%,使用无功补偿和谐波抑制技术后功率因素提高至0.92,5次谐波降低到6%。通过现场实用的统计数据,日均节油0.5~0.6吨,节能效果十分明显,经济效益显著。
2.1.3使用高效率的传动设备。机械钻机经过更新改造,逐渐淘汰了原来的大庆Ⅱ型和ZJ45J钻机,使用链条并车驱动钻机,柴油机减速箱也由原来的机器减速箱、液力变矩器更新为液力偶合器。液力偶合器能够减少原动机的的周期性扭震,同时减轻负载的突然变化对原动机的冲击,从而延长整个设备的使用寿命。并且均匀多台动力机之间的功率分配,当多台动力机转速稍有不同时,能均匀他们之间的功率分配。整个钻井施工过程效率能够达到0.95以上,而液力变矩器的平均效率最高只有80%。
2.1.4机械钻机使用节能发电机。机械钻机存在着动力匹配不合理现象,一方面,钻机工作负荷不足70%,另一方面,井队配有2台300~400kW柴油发电机组。机械钻机年消耗的柴油约占钻井可控成本的30%左右,而每年井队用于发电的柴油约占钻井总耗油量的25%,因此提高钻机工作负荷,利用钻机富余动力拖带一台发电机,可以减少使用一台柴油发电机,节约燃料,降低成本,增强效益。近几年来,各油田相继开展了这项工作,应用300kW节能发电机,较好达到了利用钻机柴油机富余动力,节能降耗的目的。机械钻机多使用12V190系列柴油机,实际的负荷率均不足71%,处在低负荷率,高耗能工况,根据其特性曲线,经济工况为:转速在1300r/min附近,负荷率大于75%。因此,提高柴油机的负荷率是节能降耗有效途径。应用300kW左右的钻机富余功率发电,其供电能力完全能够满足井队的需要。这样,12V190柴油机的负荷率将提高到90%以上,达到其经济工作状态,燃油消耗率就会明显降低,节能效果非常明显。
2.2加强钻井设备的使用管理
钻井设备类型、数量众多,所施工井的类型千差万别,抓好钻井设备的日常管理,也是行之有效的节能手段。
2.2.1合理调整原动机的功率和参数。根据钻井工艺需要,精细计算钻井各道作业工序所需要的功率,优化钻井参数,再确定原动机的开动台数,尽量使用原动机在经济工作状态下运转,避免盲目增加台数、降低了动力的利用率,造成浪费,以达到节能目的。
2.2.2正确维护保养。根据不同设备的维护保养要求和实际使用情况,对设备进行正确的维护保养。例如通过调整柴油机的气门间隙、供油提前角、校喷油器等工作,使柴油机工作在最佳状态,提高柴油的使用和转化为效率。
2.2.3预防性维修。石油行业经过多年的发展,特别是设备监测技术的发展,设备维修方式也由原来的故障维修或计划维修向现在的预防性维修转变。预防性维修能够根据设备的运转状况,在设备事故发生前,对设备进行维修,显著提高设备的可靠性,恢复设备的性能,同时降低维修费用,降低故障停机对生产的影响。从而达到节能降耗、提高经济效益。
3石油钻井设备节能建议
石油钻井设备节能是一项长期的系统性工作,不但依赖于技术进步和推广,而且取决于全员的参与程度以及各项规章制度的建立和落实,建议从以下几点做工作:
3.1建立健全节能制度,加强目标考核。各石油钻井公司可根据自身的实际情况,自上而下的建立宣传节能、管理节能的机构,明确责任目标,建立健全配套的管理制度,并将目标逐级分解,落实到基层单位,形成明晰目标责任体系,并将节能目标纳入生产经营考核体系,严格考核兑现。
3.2广泛宣传、全员参与。通过广泛宣传,营造全员参与的氛围和渠道,让全体员工充分认识到,建立资源节约型企业,是每个人应尽的社会责任,也是公司内在发展的需要,同时把节能目标和每个人的切身利益联系起来,使每名员工逐渐养成自觉节约资源的良好习惯
4结束语
综上,通过钻井设备技术的发展、节能新技术的推广应用,以及各钻井单位节能措施的落实,石油钻井设备的节能工作能够取得可观的经济效益,并且为国家的节能工作做出自己的贡献。
篇5：钻井过程主要危险控制措施
(一)钻井设备简介
1.概述钻井设备(简称钻机)是指石油天然气钻井过程中所需各种机械设备的总称。钻机主要部件必须相互配合才能完成钻机起升、循环和旋转的3项主要工作。按按动力设备的不同通常可分为机械传动钻机、电动钻机和复合钻机三种。主要包括以下系统:(1)提升系统:主要作用是用来起、下钻柱(或下套管),以实现钻头的钻进送钻等工作。(2)旋转系统:主要作用是由动力机组驱动转盘,通过转盘方补心带动方钻杆(钻杆和钻铤)、方钻杆再带着钻头旋转进行钻井。(3)循环系统:主要作用是钻井过程中,通过动力机组带动泥浆泵来循环钻井流体,经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆和钻铤,将泥浆池的泥浆送到钻头处,以实现钻井流体将井底的钻屑带到地面。(4)动力设备:主要作用是为驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机工作提供动力。(5)传动系统:主要作用是把发动机的能量传递或分配给各工作机。(6)控制系统:为了指挥各系统协调地工作,在整套钻机中安装有各种控制设备。(7)底座:包括钻台底座、机房底座和泥浆底座等。(8)辅助设备:主要功能是为了正常钻井作业提供配套支撑。钻机所必须具有的主要设备共7大部件:绞车、井架、天车、游车、水龙头、转盘、钻井泵。
2.钻机辅助设备及工具(1)发电机。目前,几乎所有电驱动钻机的发电机都用柴油机作动力。(2)空气压缩机及储气瓶组。几乎所有钻机的联动机上都配有小型空气压缩机和带储气设备的电动空气压缩机,以便给气控制装置、气离合器、气动马达、气动工具等提供气源和动力。(3)泥浆储存设备。完整的泥浆循环系统通常都有一套泥浆储存设备:如沉淀罐(或池)、吸入罐(或池)、储存罐(或池)。(4)钻井仪表。钻井仪表系统可单指一个指示表,也可以包括各种仪器。如钻井(多)参数仪、泥浆液面记录(报警)仪、大钳扭矩表、泥浆泵压力表和记录仪等。(5)刹车机构:机械刹车、辅助刹车、其他设施。
3.井控装置井控装置指实施油气井压力控制所需的设备、管汇和专用工具仪表。井控装置是在钻井过程中,确保安全生产的重要装备。
(二)钻井工艺技术
1.喷射钻井技术利用钻井液流经钻头喷嘴所形成的高压射流充分地清洗井底,使岩屑免于重复切削,并与机械作用(钻头破岩)联合破岩,从而提高钻速的钻井技术叫喷射钻井技术。从钻头喷嘴喷出的射流具有很高的喷射速度,井底能得到很大的冲击力和水功率,从而有效地净化清洁井底,同时借助于射流的冲击压力作用和漫流横推作用,使机械钻速大大提高。
2.防斜打直技术井斜是指井眼轴线偏离了铅垂线。满眼钻具可以有效地预防井斜。井斜后需要纠斜,纠斜方法有两种,一种是钟摆法纠斜:是利用“钟摆”原理纠斜的一种方法,通过使用专用的防斜钻具组合及相应的技术措施来增大钟摆减斜力,以平衡和克服促使井斜的地层力。另一种方法利用动力钻具加弯接头或弯钻杆组合的钻具组合向原井斜的相反方面造斜,以达到纠斜的目的。3.定向钻井技术借助于某种造斜工具,在一定的工艺技术措施配合下,使井眼沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层的钻井方法叫定向钻井。定向井的造斜方法有井底动力钻具造斜,转盘钻造斜以及斜井钻机造斜。
4.取芯钻井技术利用专门的取芯工具和一定技术措施,将地下的岩石取到地面上来的一种钻井工艺。取芯工具包括取芯钻头、岩芯筒、岩芯爪、止回阀、扶正器和悬挂轴承等辅助部件。
5.完井技术完井方法一般分为套管完井和裸眼完井两大类,共有6种方式:套管射孔完井、尾管射孔完井、先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井、砾石充填完井。
6.钻井井控技术在钻井作业中,一旦发生井喷,就会使井下情况复杂化,无法正常钻井,被迫进行压井作业,对油气层造成不同程度的损害。同时,井喷后极易导致失控,井喷失控后,将使油气资源受到严重破坏,还易酿成火灾,造成人员伤亡,设备毁坏,油气井报废,自然环境受到污染。所以,井喷失控是钻井工程中性质严重,损失巨大的灾难性事故。
(三)钻井施工作业风险管理
1.钻井作业HSE危害和影响的确定
1)钻井作业风险识别的特征
(1)差异性;(2)严重性;(3)多样性;(4)时间性;(5)隐蔽性;(6)变化性。
2)钻井及相关作业的主要风险
(1)共同作业风险:井喷及井喷失控可能造成地层碳氢化合物的溢出;火灾及爆炸:地层碳氢化合物的溢出,特别是轻质油、硫化氢等可燃(剧毒)气体溢出,汽油及柴油、润滑油、机油等泄漏造成火灾爆炸危险事故等;(2)相关作业风险:测井作业风险;录井作业风险;定向井作业风险;固井作业风险;试油作业风险;相关作业产生的废水、废渣、废气对环境的污染。
3)钻井作业中的主要特定危害和影响破坏植被,火工品危害;生态环境,人身及财产安全;造成海洋环境局部破坏,珊瑚礁和海洋生物。
4)井喷失控的原因及危害和影响井喷失控是钻井工程中性质最严重的灾难性事故,对健康、安全与环境的危害和影响是巨大的,造成井喷失控的直接原因主要有:
(1)起钻抽吸,造成诱喷;(2)起钻不灌钻井液或没有及时灌满;(3)未能准确地发现溢流;(4)发现溢流后处理措施不当或井口不安装防喷器;(5)井控设备的安装及试压不符合要求;(6)井身结构设计不合理;(7)对浅气层的危害缺乏足够的认识;(8)地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料,使用了低密度钻井液,钻井液柱压力低于地层孔隙压力;(9)空井时间过长,又无人观察井口;(10)钻遇漏失层段未能及时处理或处理措施不当;(11)相邻注水井不停或未减压;(12)思想麻痹,违章操作。
井喷失控的危害和影响包括以下几个方面:
(1)打乱正常的工作秩序,影响全局生产;(2)使钻井事故复杂化,处理难度增加;(3)井喷失控极易引起火灾,危及井场人员及周围居民的生命安全;(4)喷出的油、气、水及有害物质(如硫化氢)会造成严重的环境污染,危及人员的健康和安全;(5)伤害油气层,破坏地下油气资源;(6)井喷着火,造成机毁人亡和油气井报废,带来巨大的经济损失;(7)涉及面广,在国际、国内造成不良的社会影响。
2.钻井作业HSE风险削减措施
1)措施内容制定钻井活动中的风险管理措施,是达到风险控制目标、保证风险削减措施的落实以及顺利实施钻井活动的重要保证,主要包括以下内容:(1)建立完善的钻井HSE风险防范保障体系和运行机制,保证有关风险削减措施的实施;(2)组织落实风险防范和削减措施必备的人、财、设备等必备条件和手段,并制定有关保护设备、工具的配置和采购计划;(3)识别钻井活动中各个阶段和不同工艺施工作业中可能产生的HSE风险,制定防止和削减措施;(4)制定钻井作业中各种险情和危害发生的应急反应计划以减少影响;(5)钻井安全生产管理措施应形成文件,以规定、制度和条例形式下发,指导钻井安全生产;(6)制定危害影响和恢复措施;(7)对提出的风险防范、削减和恢复措施也可能产生的危害进行再识别和评估,以确定这些措施在风险控制目标中的作用;(8)监控措施。
2)建立安全生产指南主要制定以下安全生产指南:钻井作业安全规程、常规钻井安全技术规程、含硫油气田安全钻井法、钻井设备拆装安全规定、关井操作程序、井场动火管理、井场用电安全规程等。
3)钻井HSE管理监测实施钻井风险削减措施,还必须对有关情况进行监测(包括检查、测试等),并建立和保存相应结果与记录。(1)对钻井队现场的监测检查包括但不限于以下范围:HSE管理实施情况;各项安全规程、标准执行情况;各种设备、设施的安全技术性,运行及维护保养情况;自动报警装置及安全防护装置的配置、性能、运行及维护保养情况;应急措施落实情况,应急设备的配置、维护保养情况;员工HSE培训,应急演习情况;医疗设备、药品的配备及使用情况;井场、营地环保规定的执行情况、废物回收、污水处理、环境破坏后的恢复等;宿舍、餐厅、厨房、厕所、浴室的卫生情况。(2)检查的对象与内容:①对钻井队HSE管理的检查(包括但不限于):HSE管理机构及职责;HSE管理体系运行;HSE管理的规章制度建立及执行;钻井作业HSE指导书、计划书、检查表;对员工的HSE宣传、教育和培训;危险部位的警示标志或警示牌;例行的HSE检查。②对钻井队员工的检查(包括但不限于):HSE管理知识;特殊岗位的持证情况;HSE方面的培训;紧急情况下控制处理险情的技能;紧急情况下个人防护能力;控制险情的设备、工具(如不同类型的灭火器)的使用;劳保用品的穿戴;是否会使用个人防护器材(如空气呼吸器等);员工的健康状况等。③对钻井及HSE设备、设施的检查(包括但不限于):设备、设施安装是否符合有关技术、安全规定要求;设备、设施运行是否良好、完整性如何;设备、设施的安全防护装置是否齐全有效;消防设施、灭火器材等是否配备齐全有效。④设备、设施具体的检查内容按有关规定进行,对有关的设备装置,如井控设备要进行测试。⑤营地的检查:安全距离、电气线路、消防器材及周边环境等。⑥医疗设施及药械的检查:卫生员资质、常规及急救药品、设施等。另外,削减钻井作业HSE的风险还包括配备控制和消除危害的设备、仪器、工具、防护装置以及安全劳保用品等硬件的配置和保证钻井设备、设施的完整性及有效使用措施。
3.钻井作业HSE应急反应计划
1)钻井作业HSE应急分类根据钻井作业的工艺特点和作业环境特点,应急反应可分为5大类(1)钻井作业中的突发事件;(2)人身伤害事故;(3)急性中毒;(4)有害物质泄漏;(5)自然灾害。
2)钻井作业HSE应急计划内容(1)应急反应工作的组织和职责;(2)参与应急工作的人员;(3)环境调查报告;(4)应急设备、物资、器材的准备;(5)应急实施程序;(6)现场培训及模拟演习计划;(7)紧急情况报告程序、联络人员和联络方法;(8)应急抢险防护设备、设施布置图;(9)井场及营区逃生路线图;(10)简易交通图等。
3)钻井作业过程中紧急情况下的应急程序清单(包括但不限于)(1)火灾及爆炸应急程序;(2)硫化氢防护应急程序;(3)井涌、井喷应急程序;(4)油料、燃料及其他有毒物质泄漏应急程序;(5)放射性物质落井的处理应急程序;(6)恶劣天气应急程序;(7)现场医疗急救程序。
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