浅谈钻井作业过程危险有害因素分析

高翠芳 1 吴凤华 2

1. 陕西立方环保科技服务有限公司，陕西省，西安市，710003

2.长庆油田分公司第十一采油厂，甘肃省，西峰区，745000

摘要：石油钻井作业是一个涉及多工种、多工序、立体交叉、连续作业的系统工程，存在众多的安全风险，本文重点介绍了钻井过程中存在的危险有害因素。

关键词：钻井；危险；有害因素；分析

1行业特点

石油钻井作业是一个涉及多工种、多工序、立体交叉、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，存在着众多的危险有害因素，并由此决定了钻井作业是石油工程各个部门中的一个相对高危的行业，钻井作业过程中事故发生概率相对较高。

2钻井作业过程简介

1）钻前作业过程简介

（1）修建井场的道路，平整井场。

（2）吊装并搬运井架、底座、柴油机、泥浆泵、泥浆罐、发电房、野营房和其他设施等。

（3）安装井架、底座、柴油机、泥浆泵、泥浆罐、发电房等设备。

2.钻进作业过程简介

（1）钻井施工前期准备工作过程

①设备迁装是将一整套钻井设备从某地搬迁至待钻井场现场安装、调试，使之达到开钻水平的一道工序。

②井架是和其他钻井设备一起搬迁至待钻井位，由钻井队在井场对接、安装的。

（2）钻进施工过程

钻进的工作内容包括首次开钻钻进、下表层套管和固井、二次开钻高压试运转、下钻、钻进和起钻等。

（3）完井作业施工过程

完井作业是指钻井队钻完设计井深或目的层，调整好钻井液性能，将钻具从井内全部起出以后的工作，包括测井、下套管、固井、套管柱试压和电测固井质量等项工作。

3危险因素辨识与分析

钻井作业过程存在的主要危险因素分析如下：

1）火灾、爆炸

在钻井过程中，当钻至高压油气层时，如果钻井液的液柱压力低于油气层的压力，则高压油气流就会侵入井筒，并逐步上窜至井口，将井内的钻井液顶出而形成溢流或井涌，若不及时采取有效的控制措施，溢流或井涌就会发展为井喷。井喷时大量天然气等可燃气体伴随着原油从井口喷出，在空气中形成爆炸云团，当浓度达到5%～14%时，遇点火源（雷击火花、静电火花、电气火花、明火）形成爆炸，在爆炸浓度范围内，极易发生火灾。

钻井作业过程如果动火不规范，会产生明火；工作人员未按要求着装等都易产生静电；设备设施没有按规定安装防静电接地装置或者接地装置失效，导致静电聚集放电，产生火花；用电设备未使用漏电保护器、短路、接触电阻过大等原因都有可能导致电气火花。这些火源遇爆炸云团发生火灾爆炸，造成人员伤亡和财产损失。

此外，钻井井场存在有可燃物品，如柴油储罐、发电机组、钻井用润滑油、检修用乙炔瓶、氧气瓶、钻台、机房积油、柴油机排气管带火花以及存在其它可燃物品等，若管理不善，引起火灾。

2）中毒和窒息

井场发生油气井井喷外溢事故，井喷气中含有的硫化氢气体，若处理不当可能导致中毒事故发生。

井场的泥浆池和清水池属于有限空间，进入清理时，可能会发生中毒窒息。

3）物体打击

井架在拆装时，附件捆绑不牢下；或交叉作业配合不当；或人员违章操作；或天车和游车上连接件脱落等可能会从高处落下，对作业平台上的作业人员造成伤害。

4）机械伤害

钻井作业过程中，高速旋转的柴油机、发电机、泵、空压机以及往复运动部件等设备的外露部分，安全防护罩不良或无防护罩，致使人体遭受夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等伤害。

司钻在转动转盘时井口操作人员未站立到安全位置；起钻时吊环未挂好，司钻起车，将吊环崩出伤人。

5）起重伤害

钻井队在进行井架拆卸、安装、设备检修和起吊钻具等作业时，天车、随车起重机、绞车等在起吊运行中因吊具不良或违章操作、超负荷作业，可能造成吊物坠落、挤压、撞击伤人事故。

冬季施工时未对气路采取防冻措施，造成整个钻机控制系统刹车失灵，就会造成起重伤害事故。

6）触电

钻井井场存在柴油发电机组，配电控制柜及以电为能源的动力、照明、控制设备、电缆、开关等，若接地或接零保护装置失灵失效、绝缘损坏或老化、带电作业不按规定穿戴防护用品或违章作业或低压电气未安装漏电保护器等，人员触及带电体，有可能发生触电危险。

7）高处坠落

钻井作业现场存在着距工作面2m以上高处作业的平台，如钻井平台、二层台、天车平台等处，作业人员在作业、巡检、抢修及维护作业时需进行高处作业，当钢平台不完整、操作平台护栏高度和栏杆宽度不符规范要求、钢爬梯无护栏、通道扶梯高度不足或不完整及操作平台、通道打滑时，作业人员未系安全带（违章作业）不慎或失去平衡等有发生高处坠落的危险。

8）容器爆炸

钻井施工作业中需要使用压缩机、压力容器、高压管道，工作时压力可能达到数兆帕。如果承压元件的失效、安全保护装置失效会发生物理爆炸危险。

此外，井场所使用的氧气瓶、乙炔瓶等压力容器，由于管道、阀门堵塞、仪表失灵、阳光暴晒等原因，也可能引起物理爆炸。

9）车辆伤害

钻井施工作业流动性大，需要钻井的设备进行拆卸、搬迁、安装，需要动用大量的机动车辆。由于钻井队“超重、超高、超长”设备多，因此搬迁时对运输道路的质量要求必然会高一些，否则就容易造成各种车辆伤害事故。

钻井队有时需要在山区施工，山区的井场多设置在山顶或半坡上，通向井场的道路几乎全部为土路，井场道路险峻狭窄，坡陡弯急，路面状况很差，遇到阴天下雨，路面湿滑，若疏忽大意或缺乏经验，极易发生车辆坠落山沟、翻车等事故，造成人员伤亡和财产损失。

10）淹溺

钻井施工作业中，一般井场设置一个2.5～3m深的循环泥浆池一个和清水池。如果缺少防护设施、警示标志，人员粗心大意，特别是夜晚光线昏暗的情况下，作业人员有可能发生淹溺危险。

11）坍塌

若井架本体缺陷、绷绳安装不符合要求、地锚不符合要求、地锚设置不符合要求等，在提升重钻具或井下钻具解卡时，可能会造成井架坍塌，导致人员伤亡和设备、设施的损坏。

4有害因素辨识与分析

钻井作业过程存在的主要有害险因素分析如下：

1）噪声

该钻井作业过程中的柴油机、发电机、空压机和泥浆泵等设备在使用过程中会产生较大的噪声，长期接触噪声可导致大脑皮层兴奋和抑制功能的平衡失调，出现头痛、头晕、心悸、耳鸣、疲劳、睡眠障碍、记忆力减退、情绪不稳定等。噪声还可引起其他系统的应激反应，如可导致心血管系统疾病的加重，引起肠胃功能紊乱等。

2）其它危险因素

除上述以外的危险因素，如摔、扭、挫、刺、割伤和非机动车碰撞、轧伤等。

5总结

危险、有害因素是造成事故的最基本的原因。生产安全事故之所以会发生，就是因为钻井过程中各个生产要素都客观存在着危险有害因素。若要实现钻井系统的本质安全，就必须采取科学的、合理的、有效的技术措施和管理措施，将这些危险有害因素加以控制。

生产安全事故运动规律就是生产系统客观存在的危险有害因素，其失去了控制或者没有采取有效的防护措施，使之发展成事故隐患。各类事故隐患相互作用，条件成熟就酿成事故。由此可见，全面地系统地识别钻井系统危险有害因素是安全评价工作的根本。根据各类危险有害因素的危害程度和风险程度采取科学的、合理的、有效的防护措施是实现安全生产的关键。

参考文献：

[1]昊道成、阎继祥，《企业职工伤亡事故分类》（GB6441-1986），中国标准出版社，2004年

[2]云成生、韩景宽、章申远、陈辉璧等，《石油天然气工程设计防火规范》（GB 50183-2004）， 中国计划出版社，2005年

[3]张艳琦、张惠军、刘骥、隋旭、郝银贵、李荣华，《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T 13861-2009），中国标准出版社，2009年

[4]罗云，樊运晓，马晓春，风险分析与安全评价.，北京：化学工业出版社，2004