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1、油田生产安全技术：第二章石油钻井安全技术第三节钻井施工过程中的危险因素及其防范措施石油钻井是一个多工种、多工序、立体交又、连续作业的系统工程。在钻井施工过程中，因为设备、人员、环 境和管理上的缺陷，存在着众多的危险因素，并由此决定了钻井是石汕工程各个部门中的一个相对高危的行业，钻 井过程中的事故发生概率相对较高。这里就钻井过程中的主要危险因素及其防范措施简述如下。一、钻井施工前期准备工作过程中的危险因素及其防范措施由于循环罐体积较大，其他设备也较笨重，安装时需使用吊车和拖拉机，容易引发拖拉机挤碰或起重事故。安装循环罐及固定设备时，根据井口钻井液出口位置和机房、泵房设备的位置，确定循环罐位置。将
2、吊车摆放 到1号循环罐位置附近，用拖拉机挂上直径一般为28mm的钢丝绳绳套，将1号循环罐拖至吊车跟前。用两根等长、 直径19mm的钢丝绳套分别挂于循环罐四角，用吊车吊起循环罐就位并放平、摆正。用吊车吊起两组震动筛安装在 循环罐上，并固定牢靠。用同样的方法摆放好2号、3号、4号、5号循环罐，并分别将除砂器、除泥器、离心机等 设备安装就位，并固定牢靠。用吊车将储备罐支架吊放到5号循环罐后面的合适位置，然后将储备罐吊放就位。安 装除砂泵、除泥泵、离心机的各种管线，安装各循环罐间的连接槽（管）。最后，将循环罐上的过道、梯子、栏杆和 电线杆安装齐全并固定牢固。（5）安装电气设备、设施、装置过程中的危险因
3、素及防范措施钻井施工现场的电气设施是指发电设备、用电设备、照明灯具及电路等。在安装电气设备、设施、装置的过程 中，作业人员要注意登高架设作业和电气安装作业的安全，并使其安装质量起码应达到下述要求：发电机安装在专 用的发电房内；发电房应使用耐火等级不低于四级的材料建造；移动式发电房应符合GB 2819中的有关要求；各种 电气仪表要齐全、灵敏、准确；各处油路连接密封良好；发电机外壳要接地线，其接地电阻不得大于4n；井场主电 路可采用YCW型防油橡套电缆、照明电路可采用YZ型电缆；钻台、机房、净化系统、井控装置的电气设备、照 明灯具应分设开关控制；电气开关距探井、高压油气井井口不少于30m,距低压开
4、发井井口不小于15m；井控装置 远程控制台、探照灯等应架设专线控制；井场至水源处的电路应架设在专用电杆上，高度不低于3m；机房、泵房、 钻井液循环罐上的照明灯具应高于底座面（罐面）2. 5m,其开关箱内应设漏电断路控制器；电缆线应有防止与金属 磨擦的措施；配电房输出的主电路电缆应架空安装，其高度不得低于3.5m,在地面铺设时应放在可靠的电缆槽内； 钻井液循环罐上应有电缆桥架或电缆穿线钢管（糟），如电缆架空安装，其高度距罐面不得低于2. 5m；井场电路应 分路架设于专用电杆上，高度不低于3. 5m，距柴汕机、井架绷绳不少于2.5m。在登高架设电路、安装照明灯具 时，作业人员必须戴好脚扣和安全带。
5、电缆应绝缘良好，其敷设位置不应使电缆受到腐蚀和机械损伤。供电线路不 得以油罐上空通过。电缆与电气设备的连接应使用防爆插件。电气设备都要有保护接地措施，其接地电阻应不大于 4Q。钻台、井架、机房、钻井液循环罐上的电气设备及照明灯具应符合防爆要求，不准用一个开关控制两个或两 个以上的电气设备。防爆灯必须固定牢靠，灯罩及护网必须齐全，电源线进出口应朝下并密封好。全部设备安装好后，钻井队干部应召集有关人员对安装质量进行全面的检查，上级部门派专人验收，合格后方 可开钻。二、钻进施工过程中的危险因素及其防范措施（一）首次开钻施工过程中的危险因素及防范措施首次开钻时设备运行状态是否正常，各气、电路控制系统是
6、否存在漏气、漏电或接错的现象等，都会对人身、 设备安全构成影响。另外，首次钻进使用的钻头、钻具、鼠洞、套管、工具等的体积和重量都比较大，工人在操作 过程中劳动强度大，如配合不好，容易发生人身伤害事故。首次开钻时，钻台下的井口无保护措施，而转盘方瓦则 需要经常提出，使转盘中孔的开口尺寸加大，容易造成井口工具从转盘中孔掉入井内。下表层套管时，在钻台大门 前扣好吊卡后，人员如不及时躲避，容易造成碰、撞、砸伤事故。下表层套管用旋绳和猫头上扣也是比较危险的作 业。2001年。某钻井队在下表层套管过程中，当工人在钻台大门前扣上吊卡、司钻操作刹把上提时，发现吊卡未在 套管上滑动（此为不正常现象），但未让站在
7、转盘附近的工人躲开，结果吊卡活门突然打开，套管落下，将工人砸伤 致死。（1）准备开钻前要召开全体工作人员参加的班前会，由值班干部、班长等人交待工作任务和施工的安全措施。在设备未 运转前，要对气路控制系统进行一次全面检查，确认气路没有错接现象；对泵压表、指重表、钻井泵安全阀、防碰 天车、大绳死、活绳头的卡固、绞车刹车系统等关键部位，要进行重点检查，确保其灵敏、可靠；要认真检查井口 工具如大钳、卡瓦、吊卡等，确保其零部件齐全完好，灵活好用，其规格应与使用的钻具、套管的规格相协调；检 查小绞车的刹车、固定、钢丝绳、吊钩等是否符合安金要求；准备好大锤、扳手、管钳、钻杆手钩等工具；准备好 一根直径12.
8、 7mm、长度合适的钢幺幺绳套用于吊鼠洞和表层套管上钻台；准备好吊钻铤和钻杆用的提升护丝。在地 表土质比较松软的地区，大小鼠洞可用水力冲蚀的方法完成。在地表坚硬的地区，则应用动力钻具钻完。鼠洞管上 钻台前，如其不在井架大门前较为居中的位置，应用小绞车配合大门绷绳将鼠洞管抬到该位置。吊鼠洞管应使用直 径至少为12. 7mm的钢丝绳套，不能使用白棕绳或其他绳套代替。吊鼠洞管上钻台时，操作人员应注意防止其钻 入井架底座内或顶、挂井架，钻台上、下的工作人员要站到安全位置。(2) 钻进钻进的程序是：在方钻杆上接上符合井眼直径的钻头，提出转盘大方瓦，下人钻头接触地面；开泵；启动转盘钻进；在钻进过程中，从场
9、地吊一根钻 铤放入小鼠洞并卡好安全卡瓦；钻完方钻杆后，将方钻杆起出至钻头接近转盘时，将转盘大方瓦提出，起出并卸掉钻头；将方钻杆推向小鼠洞接上钻铤， 卸掉安全卡瓦，在钻铤下部接上钻头，将钻头放入井内钻进；重复接钻具作业直到钻至预定井深，调整好钻井液性能，循环两周；卸下方钻杆放入大鼠洞, 投测起钻。在钻进施工中应该注意的是：当钻头需要通过转盘而提出转盘大方瓦时，井口工作人员要及时清理转盘面上的物品，防止掉入井内；司钻要缓慢下放 或起升钻具，特别是起升时，一定要等大方瓦提出后，才能起出钻头；从场地吊钻铤上钻台时，要用提升护丝和专用钢丝缱套，绞车操作人员和其他人员 要互相配合好，防止钻铤上钻台后向小鼠
10、洞方向快速移动，撞伤工作人员；接钻铤单根时，司钻要和井口操作人员密切配合，停泵后才能卸开方钻杆；上、 卸扣应大力提倡使用液气大钳和液压猫头，膛免使用猫头；拉方钻杆人大鼠泪时，操作人员不应挡住司钻视线；开大钩销应使用专用的开钩工具，而不应 爬上水龙头去；上井架操作的工作人员要系好安全带，井架上的所用工具如钻杆钩等应拴牢尾缱；井架工应和司钻配合好，随时注意游车高度和是否出现 大缱进指梁的情况，发现间题及时发出停车信号；井口工作人员在推、拉立柱入排位时，不能用肩推立柱，并注意自己双脚的站立位置，防止挤伤头部或 者压伤脚部；起、下钻铤时，在井口座好卡瓦后，还应在钻铤上卡好相应的安全卡瓦，防止钻具落井；
11、起出最下部的一根钻铤立柱时，应将安全卡瓦卸下, 不能随钻铤提升至井架高处，防止因意外原因使安全卡瓦掉落；在起钻过程中应连续向井内濯钻井液，防止井眼垮塌；起钻完应及时盖好井口。(3) 下表层套管和固井下表层套管、固井的作业过程是：完钻后，立即清理钻台，将钻进所用的井口工具放到一个不影响下套管作业 的地方；按标准换装上套管钳(如果没有动力套管钳，还应该准备儿根直径不小于25. 4mm、长度合适的白棕绳作 旋绳用于套管上扣);对下套管用的吊卡要进行仔细的检查;下套管作业开始时，先用小绞车从场地上吊起一根套管， 前端放置于钻台大门坡道上；由司钻与钻工配合，将挂在吊环上的吊卡放在套管上；扣好吊卡，司钻将
12、套管提上钻 台；在套管下端接上套管鞋等下部结构；提出转盘方瓦将套管下入井内；重复起吊第一根套管上钻台的动作，将第 二根套管吊上钻台；用动力钳或旋绳、大钳将第二根套管和第一根套管联接好；将套管下人井内；用上述方法将套 管下入设计井深；接好联顶节、水泥头、注水泥浆管线、固井车管汇；找正并用钢丝绳固定好套管；用固井车向套 管内注入钻井液，使套管内外连通；向井内注入按设计密度配制的水泥浆；替入钻井液。下表层套管、固井要做到：从场地吊套管上钻台前，应尽量使套管处于钻台大门前居中位置，小绞车操作人员 应和场地上的工作人员配合好；防止套管钻入井架底座下、碰坏设备或人员；吊套管必须用直径12. 7mm以上的
13、钢丝绳套，不能用棕绳代替；钻台上的工作人员拉吊卡到套管上时，套管接箍前端不能站人，防止吊卡摆回砸伤人 员；吊卡扣好后，要认真检查，确认无误才能指挥司钻上提，并确认大门前的人员站在安全位置；司钻要注意观察 套管上提的情况，防止套管接箍挂、碰井架，顶弯大门钻杆；在套管公扣接近钻台面时，司钻要控制上提速度，使 套管被设在大门前的拦绳挡住，将套管慢慢送向井口；套管上扣时，有条件的地方应尽量使用动力钳；必须用猫头 拉旋绳、大钳上扣的，拉猫头应由副司钻以上岗位的熟练操作人员进行操作，并严格执行操作猫头的安全规程，做 到“六不拉”（游车摆动大不拉、绳未缠好不拉、对井口人员不安全不拉、大钳未咬紧不拉、旋绳未放
14、好不拉、扣未 对好不拉）;在下套管过程中，井口操作人员应注意避免将手工具等物体掉入套管内或套管与井眼之间的环形空间（掉 入套管内有可能造成无法固井而起出套管；掉入环形空间则有卡套管的危险）；下完套管后，接好联顶节、水泥头, 将套管座于转盘，要用钢丝绳将套管固定住，防止固井时因压差造成套管上浮。（二）再次开钻施工过程中的危险因素及其防范措施第二次开钻的工作内容主要包括：高压试运转、下钻、钻进和起钻等。和第一次开钻相比，其工作内容基本相 似，但工作过程较复杂，危险因素多。有的弁需要三次或更多次数的开钻，其工作内容大体相同。1. 高压试运转高压试运转是第二次开钻前的最重要的准备工作，其目的是检查设备
15、的安装质量，并在高压试运转中发现和整 改问题，保证设备和高压管汇在钻进过程中能够正常工作，以实现安全、快速、高效钻井。高压试运转的工作程序是：选择好试压钻头，并通过计算并采取措施（缩小钻头水眼或堵死某一个水眼），使之 在确定的钻井泵排量下，达到钻进过程中的合适压力；接上试压钻头、钻杆和方钻杆并下入井内；开钻井泵低压循 环，上水正常后停泵；倒好闸门后，再次开泵，排量由小到大，逐步达到确定排量；启动转盘，使转速由I挡到III 挡交替试运行，运转30min,以各种设备特别是钻井泵、高低压管线、立管、水龙带、泵压表等工作正常，不刺不 漏为合格。试运转过程中发现问题应及时整改，并重新试压，直至合格。在一
16、口井的施工中，高压试运转是设备第一次在较大负荷和高泵压下工作，一旦弊泵，轻则会造成钻井泵、高 压管线等设备的损坏，重则会造成人员伤亡，因此防止憋泵至关重要。为此，一定要事先对钻井泵的安全阀进行重 点检查，调试好其开启压力或穿入标准规格的保险销。高压试运转时，钻台、机房、泵房的所有操作要有人统一指 挥，密切配合。开泵时，所有人员应远离高压区，待钻井泵运转平稳、泉压稳定后，再组织人员对运转设备进行检 查。在高压试运转期间，人员无特殊情况不得进入泵房区。冬季天气寒冷时，在高压试运转前，还应对钻井泵安全 阀、泄压阀等进行预热。第二次开钻前，还应安装好井控装置，并按规定试压合格。2. 下钻下钻是钻井施工中一项经常性的工作，随着井深的不断增加，每次下钻的时间会越来越长，可能会遇到的井下 复杂情况也会越来越多，如井眼垮塌、缩径、沉砂、油气上窜等等，如果司钻在操作中注意不够或判断失误，有可 能将钻具贸然下入复杂井眼，造成卡钻、顿钻等事故；如果下钻速度快，会产生很大的激动压力，容易憋漏地层。 另外
