现场正压式空气呼吸器的检测和管理

2022-09-21 16:43:03 来源:写作指导

摘要:石油钻井井下情况复杂,地层气体中可能含有硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体,当发生井喷事故时,有毒有害气体分布在井场,危及现场作业人员人身安全。正压式空气呼吸器能够有效保护作业人员安全,必须加强对正压式空气呼吸器的检定检测及日常管理,保证在极端条件下正压式空气呼吸器能够发挥作用,为现场作业人员提供安全保障。

关键词:石油钻井;正压式空气呼吸器;检测;管理

1 概述

石油钻井施工在油气田勘探与开发中发挥重要作用,通过钻开井眼,为发现评价油气层、后续完井作业及油气井生产打下基础。由于钻井井下情况复杂,存在异常高压层,当钻开高压地层后,地层中气体在压差作用下会返出地面,由于地层气体中可能含有硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体,当发生井喷事故时,为了控制住井喷,井队人员不得不在危险情况下作业,有毒有害气体分布在井场,危及现场作业人员人身安全,可能会造成人员窒息、中毒等情况。2003 年发生的重庆开县重大硫化氢中毒事件,造成多人死亡,在社会上造成恶劣影响。经此事件后,油田加大了企业安全管理,防止硫化氢中毒事故的发生。出台了《含硫油气田 H2S监测与人身安全防护规程》、《含 H2S 的油气生产和天然气处理装置作业的推荐作法》等安全法规及操作规程,避免类似中毒事件的发生[1]。因此,在石油钻井施工现场,必须配备安全防护装置,正压式呼吸器就是钻井现场必备的安全防护这边,它能够在恶劣的气体条件下使用,防护效果好、性能优良、设备稳定,能够有效保护作业人员安全。在实际的使用过程中,由于正压式呼吸器气瓶属于高压气体,长时间储存气体会泄漏,导致气瓶内压力不足,使用时间变短。再者,长时间使用面罩可能会发生形变,与脸部贴合性变差,容易漏气。供气阀门及管线也容易老化出现漏气等情况[2]。因此,必须定期对正压呼吸器面罩、气瓶、供气阀门、管线等进行检定检测,并加强设备的管理及保养,确保设备状态良好,在出现危急情况时,能够有效保护施工作业人员人身安全,为处理井喷施工提供安全防护条件,为人员安全有序撤离提供了条件,保护钻井现场施工队伍人员人身安全。

2 正压式空气呼吸器日常管理常见问题

钻井现场由于条件恶劣,正压式空气呼吸器多因为管理不善,出现一些故障,主要表现在以下几方面:①正压式空气呼吸器气密性问题。由于长时间使用,正压式空气呼吸器出现配件老化、面罩变形、破损等情况,面罩密封性变差,与脸部贴合不严,出现漏气等情况[3]。这种问题的存在,会导致出现安全隐患,在有毒有害气体环境使用时,容易出现中毒情况;②减压阀泄漏问题。减压阀是在使用正压式空气呼吸器时,给气瓶减压的阀门,同时也可以给人体供应空气,保证人体正常呼吸,气瓶压力可以缓慢降至0.5MPa。减压阀处有橡胶圈,当减压阀出现泄漏,会影响正压式呼吸器整体的密封性,导致呼吸阻力增大;③供气阀出现问题。供气阀能够对减压阀的压力进行二次减压,然后通过面罩给人体供气。供气阀的密封圈容易老化,供气阀跟面罩匹配性不好,供气阀卡扣不严密等,这些问题的存在,会导致供气阀出现泄漏,会导致气密性变差。并且长时间使用,供气阀容易出现磨损,导致密封性不好;④面罩密封性不严。面罩是佩戴在人体面部,起到隔绝外界有毒有害气体,为使用者提供清洁空气。面罩在长期使用过程中,橡胶容易老化,出现破损、变形等情况,勒带容易断裂,导致面罩与人体面部贴合性变差。此外,面罩的呼吸阀长时间使用弹性变差,呼吸阀上附着有污垢,导致呼吸阻力变大等,这些情况都会影响正压式空气呼吸器的正常使用。

3 正压式空气呼吸器检测及维护

正压式空气呼吸器长时期使用后,要定期进行检查,确保设备状态良好。要检查气瓶使用时间是否超过设计年限,通常气瓶的设计使用年限15年,如果使用超过年限,要进行更换。正压式空气呼吸器检查内容较多,要从外观到各个部件,都要进行检查。

3.1 正压式呼吸器气瓶外观检查

正压式呼吸器气瓶是重要的组成部分,应该对气瓶外观进行检查,查看气瓶外观是否被腐蚀,气瓶上是否有裂缝,气瓶是否存在变形情况,是否存在其它外部损伤情况。查看气瓶阀门是否存在泄漏情况,螺纹是否存在变形等,只有气瓶外观合格,才可以进行充气等操作。新气瓶三年应该检测,或者气瓶出现腐蚀、裂纹及变形等情况,要及时送往有气瓶检测资质的单位进行检查,只有检查合格后才能进行充气。正压式空气呼吸器气瓶外观检查首先要查看是否存在损伤,例如是否存在划痕、磨损、撞击、结构损伤、化学腐蚀、热损伤等,根据损伤情况不同,分为三个不同损伤级别:①一级损伤。是指气瓶外部存在磨损,表面变粗糙,磨损深度小于0.25mm。气瓶表面存在划伤,划痕深度小于 0.25mm。 气 瓶 表 面 存 在 撞 击 ,撞 击 面 积 小 于50mm2。受到高温影响,气瓶出现热损伤;②二级损伤。气瓶表面存在磨损,磨损深度大于 0.25mm,到达气瓶玻璃纤维层。气瓶存在划痕,划痕深度大于0.25mm,到达气瓶玻璃纤维层。撞击导致气瓶纤维层外露,纤维层未受到损伤。气瓶存在分层损伤,纤维层和金属内胆表面出现分离;③三级损伤。气瓶存在磨损,磨损程度超过二级磨损,纤维层出现损伤。气瓶存在划伤,划痕深度较大,到达纤维层,且划伤纤维层。气瓶存在撞击损伤,导致出现较大面积的分层,使得碳纤维层出露,导致出现变形。气瓶存在结构性损伤,气瓶内胆出现凹凸变形,瓶阀处出现变形。气瓶存在热损伤,局部出现凸起,气瓶发生变形。气瓶遭受化学腐蚀,腐蚀较为严重。

3.2 正压式空气呼吸器水压测试

正压式空气呼吸器气瓶属于高压设备,要求充气压力达到 30MPa 以上。由于充气压力较高,为了保证气瓶安全,要进行压力测试,目的是测试气瓶强度,通常采用水压测试气瓶强度,在水压测试前,要对气瓶的瓶口进行检查,查看是否存在裂纹,密封圈老化要及时更换,如果气瓶口存在裂纹且裂纹较大,需要对气瓶进行更换,如果存在轻微划痕或者毛刺,可以进行修复处理。还要检查气瓶内部是否完好,采用内窥灯,查看气瓶内是否存在裂纹、凹坑或线性变形等,凹坑深度大于0.5mm,需要对气瓶进行报废处理。只有经过检查合格的气瓶才能进行水压试验,通过逐步加压的方式,达到气瓶水压试验要求的最大压力(通常 45MPa),并且保持压力在 1min 左右,在此过程中,气瓶如果出现泄漏,就要进行报废处理。水压试验同时还测定气瓶容积弹性变量,当弹性变量超过气瓶极限弹性膨胀量时,气瓶应进行报废处理。气瓶如果经水压测试合格,要进行干燥处理,保证气瓶内部的干燥。

3.3 气瓶充气

气瓶经过外观检查合格、水压测试合格、烘干处理后,可以进行充气。在充气之前,要检查气瓶瓶阀的完整性,检查是否存在裂纹、缺口及螺纹是否存在问题等,如存在以上情况,要更换瓶阀。气瓶装上瓶阀后,可以进行充气,充气达到工作压力后,需要进行气密性试验,如果充气后的气瓶存在泄漏的情况,要更换密封圈或者瓶阀,重新安装后,再进行气瓶充气。

4 结束语

在钻井现场,正压式空气呼吸器是在紧急情况下使用的安全防护设备,是井场人员生命保障的重要防线。为了保证极端条件下正压式空气呼吸器能够发挥作用,必须保证安全防护设备状态良好。为此,要不断完善与提升正压式空气呼吸器检测手段,加强对正压式呼吸器的日常维护与管理,加强对正压式空气呼吸器的使用培训,确保在井场出现有毒有害气体泄漏时,正压式空气呼吸器能够有效保护现场作业人员安全,发挥安全防护设备的效用。

参考文献:

[1] 单国良.石油企业正压式空气呼吸器的检验与管理[J].中国个体防护装备,2011(6):27-30.

[2] 张胜华,冯军,秦玲玲.正压式空气呼吸器管理及有关注意事项[J].化工管理,2018(32):279.

[3] 陈安德,盛哲,刘峰,刘小齐.正压式空气呼吸器常见质量问题及其防控措施[J].石油工业技术监督,2018,33(8):14-16.

作者:张超 单位:大庆油田钻探工程公司地质录井一公司地质研究中心