淺談鉆井作業(yè)中硫化氫的危害及預防中毒措施

1、淺談鉆井作業(yè)中硫化氫的危害及預防中毒措施摘要：2003年12月23日四川重慶高橋鎮(zhèn)羅家16號井發(fā)生井噴特大工業(yè)事故，大量H2S有毒氣體從井底噴出，造成243人死亡，396人中毒住院，造成3萬多附近村民緊急疏散，周圍約五公里范圍內(nèi)被封閉。2005年長慶井下處某井，一名職工下到罐底清罐時，被H2S熏倒，同班2人發(fā)現(xiàn)后，立即配戴防毒面具去施救。在救人過程中，因配戴的是不防硫化氫的活性炭濾毒罐，也被硫化氫熏倒，造成3人死亡的重大工業(yè)事故。H2S氣體不僅嚴重威脅著人們的生命安全，造成環(huán)境惡性污染，同時，它對金屬設備、工具及用具也將造成嚴重的腐蝕破壞。由于H2S腐蝕造成鉆具斷裂，以致使井下造成復雜事故，其

2、損失是無法估量的。因此，為確保人員的絕對安全，杜絕H2S井的井噴事故發(fā)生，我們必須要了解H2S的危害，掌握H2S氣體的防護知識，預防H2S中毒，將H2S造成的危害控制到最低程度。這篇文章主要通過認識H2S的危害性，分析H2S在鉆井作業(yè)中的主要來源，以及當有H2S存在時如何在鉆井作業(yè)中檢測預防，并進一步闡述一旦H2S中毒如何緊急搶救。關鍵詞：H2S 危害 中毒 措施 一、分析H2S的危害 談到H2S的危害，我們必須先了解H2S的特性，因為H2S自身特殊的性質(zhì)，使得它對鉆井工作人員及設備造成很大的危害。下面著重闡述H2S的特性、H2S對人體的危害及中毒癥狀以及H2S對設備的腐蝕危害。(一)H2S的

3、特性H2S是一種可燃性氣體，H2S燃點為260，燃燒時為藍色火焰，并生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫；H2S也是一種極易爆炸的氣體，當H2S在空氣中濃度達到4.346%時，形成的混合氣體，遇火將產(chǎn)生強烈的爆炸； H2S還具有強烈的腐蝕性，人體吸入H2S后，可致人眼、喉、呼吸道發(fā)炎；H2S易溶于水和油，H2S及其水溶液對金屬有強烈的腐蝕作用，如果溶液中同時含有CO2或O2，其腐蝕作用更快；H2S及其水溶液還能加速橡膠、油浸石墨等非金屬材料的老化；最重要的是H2S劇毒性，H2S的毒性比CO大56倍，可與氰化物相比，是一種致命的氣體。它對人體的致死濃度為500ppm，在正常條件下，對人的安全臨界濃度是

4、不能超過30PPm。(二)H2S對人體的危害及中毒癥狀 1、H2S對人體的危害。H2S是一種神經(jīng)毒劑，也是窒息性和刺激性氣體。主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，亦可造成心臟等多個器官損害，對其作用最敏感的部位是腦和粘膜。H2S被吸入人體，通過呼吸道，經(jīng)肺部，由血液運送到人體各個器官。首先刺激呼吸道，使嗅覺鈍化、咳嗽，眼睛被刺痛，嚴重時將失明；刺激各個神經(jīng)系統(tǒng)，導致頭暈，喪失平衡，呼吸困難；心臟加速跳動，嚴重時，心臟缺氧死亡。H2S進入人體，將與血液中的溶解氧發(fā)生化學反應，當H2S濃度極低時，對人體威脅不大，當濃度較高時，將奪去血液中的氧，使人體器官缺氧中毒，甚至死亡。 2、H2S中毒時的癥狀

5、H2S中毒一般有兩種，急性中毒和慢性中毒。 第一，急性中毒。 吸入高濃度的H2S氣體會導致氣喘，臉色蒼白，肌肉痙攣；當H2S濃度大于700時，人很快失去知覺，幾秒鐘后就會窒息，呼吸和心臟停止工作，如果未及時搶救，會迅速死亡。而當H2S濃度大于2000時，人體只需吸一口氣，就很難搶救而立即死亡。 第二，慢性中毒 人體暴露在低濃度H2S環(huán)境（如50100）下，將會慢慢中毒，癥狀是：頭痛、暈眩、興奮、惡心、口干、昏睡、眼睛感到劇痛，連續(xù)咳嗽、胸悶或皮膚過敏等。長時間在低濃度H2S條件下工作，也可能造成人員窒息死亡。當人受H2S傷害時，往往反映神智不清、肌肉痙攣、僵硬、隨之重重的摔倒、碰傷和摔死。H2

6、S的中毒機制和毒性作用，隨接觸濃度和接觸時間變化而不同。濃度越高則對中樞神經(jīng)抑制作用越明顯，濃度較低時對粘膜刺激作用明顯。下面附不同濃度H2S對人體的危害表，進一步說明H2S對人的危害性極大。不同濃度H2S對人體危害表H2S (ppm)危 害 程 度0.134.6可嗅到臭雞蛋味，一般對人體不產(chǎn)生危害。4.610剛接觸有刺熱感，但會很快消失。1020我國臨界濃度規(guī)定為20ppm，超過此濃度必須戴防毒面具。50允許直接接觸10分鐘。100刺激咽喉，310分鐘會損傷嗅覺和眼睛，輕微頭痛、接觸4h以上導致死亡。200立即破壞嗅覺系統(tǒng)，時間稍長咽、喉將灼傷，導致死亡。500失去理智和平衡，215分鐘內(nèi)出

7、現(xiàn)呼吸停止，如不及時搶救，將導致死亡。700很快失去知覺，停止呼吸，若不立即搶救將是死亡。1000立即失去知覺，造成死亡，或永久性腦損，智力損殘。2000吸上一口，將立即死亡，難于搶救。 (三)H2S對設備的腐蝕損害。H2S的職業(yè)危害大部分是由H2S對設備腐蝕造成泄漏而引發(fā)的，在鉆井作業(yè)中，H2S對油氣田設備的腐蝕主要包括電化學腐蝕和硫化物的腐蝕破裂。鉆具暴露在空氣中或在井內(nèi)鉆井液中，受到硫化氫的腐蝕，發(fā)生電化學反應，放了出氫氣，滲入鋼材內(nèi)部，體積增大，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生很大應力，致使低強度鋼和軟鋼發(fā)生鼓泡，高強度鋼產(chǎn)生裂紋，使鋼材變脆，再受外力斷裂，產(chǎn)生“氫脆”現(xiàn)象。H2S腐蝕會造成鉆具發(fā)生氫脆

8、斷裂而無法壓井，被迫完鉆。尤其在含硫油氣田鉆井中，硫化氫對油管、套管、鉆桿腐蝕比較嚴重，其中由于鉆桿受到拉、壓、擠、扭、沖等復雜載荷的作用，且工作環(huán)境十分惡劣，造成鉆桿的H2S腐蝕最為嚴重。因此H2S對油田的管材設備和生產(chǎn)造成很大的影響和破壞。經(jīng)過以上分析我們發(fā)現(xiàn)，只要有鉆井作業(yè)中有H2S存在，其必然對我們現(xiàn)場工作人員和鉆井設備帶來很大的危害，那么，鉆井現(xiàn)場的H2S主要來自于哪里呢？下面我們重點介紹鉆井作業(yè)中H2S的主要來源。二、鉆井作業(yè)中H2S的主要來源。在鉆井作業(yè)中，H2S主要來自于地層。原始有機質(zhì)轉化為石油和天然氣的過程中會產(chǎn)生H2S。H2S貯藏在地層中，當我們進行鉆井作業(yè)時將地層打開，

9、地層內(nèi)的H2S氣體釋放出來，進入井眼內(nèi)，對井眼內(nèi)的鉆頭、鉆具和套管產(chǎn)生很強的腐蝕作用。同時H2S向上運移到達地面，如果沒有預防措施或突然發(fā)生井噴失控，大量H2S從井里噴出，勢必造成嚴重的災難性事故。因此鉆井現(xiàn)場必須有H2S預警裝置，有預防設施，并且每一位現(xiàn)場職工都清楚H2S的危害性及緊急逃生路線，以防發(fā)生事故時，能夠快速離開危險區(qū)域，杜絕事故的發(fā)生。三、預防硫化氫中毒措施硫化氫是一種劇毒性氣體，對人的健康和生命構成嚴重的威脅，對生態(tài)環(huán)境造成損害。因此，在含硫氣田進行鉆井作業(yè)時，應嚴格執(zhí)行SY/T 5087含硫化氫油氣井安全鉆井推薦作法的規(guī)定，采取預防措施，防止和減輕硫化氫溢出的危害。主要預防措

10、施包括：1、制定防硫化氫應急預案。2、硫化氫防護的技術培訓，了解硫化氫的性質(zhì)、主要危害掌握檢測防護知識及現(xiàn)場急救方法。3、配備硫化氫監(jiān)測報警器及正壓式空氣呼吸器。4、在有可能產(chǎn)生硫化氫場所工作業(yè)時，應有人監(jiān)護。5、必須對井場一定范圍以內(nèi)的居民住宅、學校、廠礦等情況進行調(diào)查，并告之可能會遇到硫化氫溢出的危害，當這種危害發(fā)生時，應有可行的通信聯(lián)系方法，通知上述人員迅速撤離。6、進行日常安全檢查。在每天開始工作之前，應由監(jiān)督實行日常檢查。應包括但不限于下述檢查項目：已經(jīng)或可能出現(xiàn)硫化氫的工作場地；風向標；硫化氫監(jiān)測設備及警報(功能試驗)；人員保護呼吸設備的安置；消防設備的布置；急救藥箱和氧氣瓶。(一

11、)制訂H2S應急預案為了使井場上的所有作業(yè)人員都能高效地應對H2S緊急情況，在含硫地區(qū)鉆井時，應當每天進行一次H2S防護演習。若所有人員的演習都能達到規(guī)定要求，該防護演習可放寬到每星期一次。當H2S報警器發(fā)出警報時，應采取下列步驟：1、所有必要人員都要戴上呼吸器，井隊的HSE監(jiān)督應檢查空氣供應閥，作業(yè)人員應按應急計劃采取必要的措施（應急預案）。2、如配備了鼓風機，要保證其工況良好。3、保證至少兩人在一起工作，禁止任何人單獨出入H2S污染區(qū)。4、如果有不必要的人員在井場，他們須戴上呼吸器離開現(xiàn)場。5、封鎖井場大門，并派人巡邏。在大門口插上紅旗，警告鉆機附近有極度危險。6、發(fā)出H2S情況解除信號后

12、，井隊的健康、安全與環(huán)境監(jiān)督應做到：1）檢查呼吸器空氣軟管等，并判斷可能出現(xiàn)的故障，進行必要的整改;2）給呼吸器充氣，以供下次使用；檢查有無故障或損壞，必要時進行維修和更換，呼吸器要存放在取用方便、衛(wèi)生的地方；3）檢查H2S傳感和檢測設備、發(fā)現(xiàn)故障及時整改；4）用手提式檢查儀檢測低洼區(qū)、空氣不通區(qū)，以及鉆機周圍有無H2S聚集；5）匯報各種H2S檢測設備、防護設備等有無破損情況。7、H2S防護演習應記錄在值班日志上，記錄內(nèi)容應包括：日期、培訓、鉆進深度、完鉆所需時間、天氣情況、參加練習的隊員名單、在鉆臺或安全匯報點活動的簡單描述，在演習過程中應注明隊員的不規(guī)范操作或設備的故障，在日常鉆井報告上也

13、應注明每次H2S的防護演習情況。8、演習后，對通知當?shù)卣途婢畧龈浇木用癯冯x現(xiàn)場的H2S應急計劃進行討論。近幾年鉆井行業(yè)中H2S中毒事故頻發(fā)，總公司為了確保鉆井現(xiàn)場生產(chǎn)安全，每年在各個項目部均安排進行井控(H2S)應急預案演練，通過演練，發(fā)現(xiàn)一些存在的問題并及時消項整改，以杜絕惡性事故的發(fā)生。其中08年10月16日在第一項目部30636的43-5井組織的井控(H2S)演習更加貼近于現(xiàn)場實際，具有一定的代表性。該井在鉆進過程中發(fā)生溢流，在節(jié)流循環(huán)過程中，監(jiān)測到H2S含量達到35PPm，泥漿工在監(jiān)測的過程中中毒暈倒，搶救人員佩戴正壓呼吸器搶救并送到當?shù)蒯t(yī)院救治。搶險人員佩戴正壓呼吸器搶險，其

14、余人撤離到安全地點?，F(xiàn)場繼續(xù)加強有毒有害氣體監(jiān)測，并對現(xiàn)場實施警戒，同時檢查好消防器材，做好防火防爆工作。這種演練目的明確，各個相關部門全力配合，有利于發(fā)現(xiàn)哪個環(huán)節(jié)容易出問題，以便在后期的工作中加強改進，徹底消除隱患。使得整個預案執(zhí)行過程中暢通順暢，將事故風險損失降低到最小程度。 (二)H2S預防措施中，對相關人員的培訓及要求H2S預防措施中，對人員的培訓至關重要。所有在H2S危險區(qū)域進行參觀、工作或執(zhí)行特殊任務（如緊急情況的救援工作）的人員必須經(jīng)過培訓經(jīng)考核合格后，方可進入指定的H2S危險區(qū)域進行工作，培訓考核不合格的人員禁止進入H2S危險區(qū)域，培訓記錄應該存檔。針對進入H2S危險區(qū)域的人員

15、一般有三種，針對不同對象要求是不同的。1、對于外來人員，通過培訓必須達到一級應急標準，讓其了解H2S危害及H2S危險區(qū)域分級標準，當聽到H2S檢測儀報警時應該采取的行動和措施，并且一定要給外來人員指明H2S緊急泄漏的逃生路線及逃生器材的使用。2、對于在鉆井現(xiàn)場經(jīng)常進入H2S風險區(qū)域的工作人員，必須能過通過培訓讓其達到二級應急標準，識別潛在的硫化氫危險，熟悉各種H2S檢測儀的安裝位置，報警設置及維修要求，熟練掌握現(xiàn)場所配呼吸器材的使用方法，熟練掌握便攜式檢測儀的使用方法，熟練掌握檢測儀報警時應該采取的行動和措施，還要掌握H2S緊急泄漏時的處理程序?，F(xiàn)場工作人員還必須清楚安全色、安全標識及危險區(qū)域

16、的劃分；清楚進入工作場所路線、風向指標等，并且當H2S泄露時能夠做到自我保護，清楚救護程序，將中毒人員緊急轉移，迅速撤離。其實現(xiàn)場工作人員如果發(fā)現(xiàn)及時，行動迅速，就有可能將井關住，控制H2S漫延，阻止事態(tài)進一步惡化。3、對于執(zhí)行特殊任務的人員，如應急救援人員、醫(yī)療人員、現(xiàn)場監(jiān)督人員和安全人員等，除應該具備二級預防能力要求外，還應掌握一些跟職責有關的專業(yè)技能，同時對H2S中毒人員能夠在現(xiàn)場進行緊急搶救。4、在培訓中還要求在呼吸器、檢測儀、急救方面的做到以下幾點：(1)所有對呼吸器使用進行培訓的人員都必須佩戴演練，確保呼吸器的正確、熟練使用。(2)參加培訓人員對便攜式以及現(xiàn)場固定式檢測儀的使用應該

17、反復練習。(3)參加急救培訓的人員必須積極的參與搶救實戰(zhàn)演習，確保在對中毒人員進行迅速、有效的搶救。雖然不是進行專門的急救培訓，也應該對一些基本的急救常識進行講解。(4)對接受培訓的人員應定期組織演練，使其保持相應的工作能力。(三)進入H2S危險區(qū)域的工作要求當發(fā)生H2S泄露后，必須做到以下幾點，方可進入 H2S危險區(qū)域：1、報告上級主管部門批準2、所有進入H2S危險區(qū)域的人員應經(jīng)培訓合格，達到相應的能力要求3、所有進入H2S危險區(qū)域人員應該登記4、對進入工作場所的通道、逃生路線、風向應該有專門的說明5、配備校驗合格的便攜式H2S檢測儀6、進入H2S危險區(qū)域內(nèi)要保持通訊暢通7、工作區(qū)內(nèi)設置足夠

18、的警示標志8、安全裝備經(jīng)過專業(yè)人員校驗并放置在合適的位置，如正壓空氣呼吸器、自給式呼吸器、便攜式報警儀、必要的警鈴和救生繩等進入H2S危險區(qū)域有限空間工作的人員除做到上述幾點外，還應該做到：安排人員監(jiān)護；隔絕所有與有限的空間相連的管線；進入有限的空間作業(yè)前應該檢測氣體組分，檢測合格后方可進行作業(yè)。 (四)鉆井現(xiàn)場防H2S的安全措施。 為了在第一時間檢測出H2S的濃度，使得H2S對現(xiàn)場工作人員及鉆井設備的危害降低到最小程度，在現(xiàn)場必須提前做好一些防護措施。1、井場及鉆井設備的擺放應考慮當?shù)丶撅L風向，盡量讓季風暢通，設置風向標或飄帶。2、測井車等輔助設備和機動車輛應盡量遠離井口，至少在25米以外。

19、3、井場值班室、工程室、泥漿室應在井場季風的上風口。4、配備足夠的正壓呼吸器，并放在使用方便、清潔的地方，定期檢查，做好記錄；5、.配H2S超標報警儀。第一級報警閥值應設置在10/3，但不啟動報警音響，僅向施工人員提示H2S的濃度值；第二級報警值設置在20/3。6、在鉆臺上、下和振動篩等H2S容易聚積的地方，應安排排風扇，及時驅(qū)散彌漫的H2S。7、技術干部負責對全隊人員進行H2S安全教育。8、空氣中H2S含量接近20ppm時，工作人員必須配帶正壓呼吸器，且不能一人單獨作業(yè)，以便于救護。9、一旦發(fā)現(xiàn)H2S含量超標，應迅速往上風口轉移，確保安全。10、選用有內(nèi)涂層的鉆桿，鉆具內(nèi)壁涂以塑料保護層，鉆

20、桿絲扣要全部進行無損檢驗，符合要求才能入井。11、提高鉆井液的PH值，使PH高于9.5以上，以抑制H2S發(fā)生分解，造成鉆具發(fā)生“氫脆”。12、利用除氣器和除硫劑，控制鉆井液中H2S的含量在50 mg/m3以下，并隨時對鉆井液的PH值進行監(jiān)測。13、與H2S接觸的套管、井口、閘閥和管線，應采用有抗H2S特性的鋼材。14、鉆入氣層時，鉆井現(xiàn)場坐崗工、泥漿工、錄井工應加密對鉆井液中H2S濃度的測定。 15、嚴格執(zhí)行鉆井液密度設計，當發(fā)現(xiàn)地層壓力異?；虺霈F(xiàn)溢流、井涌、井漏時，應關井及時調(diào)整鉆井液密度或壓井，同時向有關部門匯報。16、在油氣層和鉆過油氣層進行起下鉆作業(yè)前，應先進行短程起下鉆；鉆頭在油氣層

21、中和油氣層頂部以上300米內(nèi)，起鉆速度應控制在0.5ms以內(nèi)。17、在含硫地層取芯起鉆，當取芯工具離地面還有五柱時，鉆臺作業(yè)人員應戴防毒面具，直到取出巖芯。四、硫化氫中毒后的救護措施。由于H2S含量高導致中毒者停止呼吸和心跳時，如果不立即采取措施進行搶救，幫助中毒者恢復呼吸和心跳，中毒者不會自動恢復呼吸和心跳，將會在短時間內(nèi)死去。因此，必須采取正確方法對中毒者實施搶救。(一)H2S中毒的早期搶救措施 1、進入毒氣區(qū)搶救中毒人員之前，自己應先戴上防毒面具，否則，自己也會成為中毒者。2、立即把中毒者從H2S分布的現(xiàn)場抬到空氣新鮮的地方。3、如果中毒者已經(jīng)停止呼吸和心跳，應立即不停地進行人工呼吸和胸外心臟按壓，直至呼吸和心跳恢復或者醫(yī)生到達，有條件的可使用回復正常呼吸器代替人工呼吸。4、如果中毒者沒有停止呼吸，保持中毒者處于休息狀態(tài)，有條件的可給予輸氧。在叫醫(yī)生或抬到醫(yī)生那里進行搶救的過程中應注意保持中毒者的體溫。(二)H2S中毒后的護理注意事項 1、在中毒者心跳停止之前，當其被轉移到新鮮空氣區(qū)