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h2s油田生产安全技术
油田生产安全技术:第二章 石油钻井安全技术
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第五节 钻遇硫化氢的安全防护
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在钻井过程中,有时会遇到含有硫化氢(H2S)气体的地层,如果没有有效的控制,容易造成恶性的事故。华北油田在赵48井试油起电缆作业时,因井喷失控,致使H2S大量喷出,造成6人死亡,多人中毒,20余万人紧急疏散。了解有关H2S的基本知识,掌握钻遇H2S的安全防护与应急处理技术,是对钻井作业人员的一项突出要求。
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一、硫化氢的特性
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1.是一种剧毒的气体。它的毒性为一氧化碳(CO)的5~6倍。它对人体的致死浓度为500×10—6(500ppm)。在正常条件下,对人的安全临界浓度不能超过20×10—6 (20ppm)。
2.是一种无色气体,沸点约为-60℃。
3.比空气重,相对密度为1.176。在通风条件差的环境里,极易聚集在低凹处。
4.在低浓度0.13×0—6~4.6×10—6(0.13~4.6ppm)时可闻到臭蛋味。当浓度高于4.6×10—6(4.6ppm)时,人的嗅觉会钝化而感觉不到H2S的存在。
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三、硫化氢对人体危害的生理过程
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H2S被吸入人体后,通过呼吸道,经肺部由血液运送到人体各个器官。它首先刺激呼吸道,使人嗅觉钝化、咳嗽,严重时将灼伤呼吸道;刺痛眼睛,严重时将失明。H2S既而刺激神经系统,导致头晕,丧失平衡、呼吸困难,使心脏加速跳动,严重时因心脏缺氧而死亡。
H2S进入人体,将与血液中的溶解氧发生化学反应。当H2S浓度极低时,它将被氧化,对人体威胁不大。而H2S浓度较高时,将夺去血液中的氧,使人体器官缺氧而中毒,甚至死亡。
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四、硫化氢中毒症状
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1.急性中毒H2S气体会导致气喘,脸色苍白,肌肉痉挛;当H2S浓度大于700ppm时,人很快失去知觉,几秒钟后就会窒息,呼吸和心脏停止工作,如果未及时抢救,会迅速死亡。而当H2S浓度大于2000×10—6(2000ppm)时,人体只需吸一口气,就很难抢救而立即死亡。
2.慢性中毒。人体暴露在低浓度H2S环境下,如体积比浓度为50×10-6~100×10—6(50~100ppm),将会慢性中毒,症状是:头痛、晕眩、兴奋、恶心、口干、昏睡、眼睛感到剧痛,连续咳嗽、胸闷或皮肤过敏等。长时间在低浓度H2S条件下工作,也可能造成人员窒息死亡。当人受H2S伤害时,往往反映为神智不清、肌肉痉挛、僵硬、随之重重的摔倒、碰伤和摔死。
3.H2S中毒情况,见表2—16,表2—17。
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表2—17 H2S中毒情况表
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五、硫化氢的检测
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发觉H2S气体的方法有几种。鼻子可以嗅到空气中含量百万分之一的H2S气体的存在。但当H2S浓度达4.6ppm,会使人的嗅觉钝化。如果H2S在空气中的含量达到100ppm以上,嗅觉会迅速钝化,而得出空气中不含H2S的不可靠的嗅觉。因此,根据嗅觉器官来测定H2S的存在极不可靠,十分危险的,应该采用化学试剂或测量仪器来确定H2S的存在及含量。
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1.用化学方法测定H2S的存在和含量
(1)醋酸铅试纸法
将醋酸铅试液涂在白色的试纸(或涂片)上,试纸(或涂片)仍为白色,当与H2S气体接触时会变成棕色或黑色。让试纸(或涂片)与被测定区空气接触3~5min,根据色谱带对照图对照试纸(涂片)改变颜色的深度可判断H2S的浓度(在使用时注意将试纸沾上水)。
试液配方:10克醋酸铅+100毫升醋酸(或蒸馏水)
测量原理:Pb(CH3COO)2+H2S=PbS(棕色或黑色)+2CH2COOH
这种测量方法的优点是价格低,简单易行,但存在着不少缺点。在测定时间(3~5min)内,检测员与含H2S空气接触易出危险,浓度指标准确度低(试纸在低浓度空气中时间长同样可变得很黑),是一种定性(判断有无H2S存在)半定量(大致估计H2S浓度)的测定方法。
(2)安培瓶法
瓶子内装进Pb(CH3COO)2固体颗粒,瓶口由海棉塞住,H2S气体可通过海棉侵入瓶内与Pb(CH3COO)2反应,使醋酸铅白色颗粒变黑,与试纸法一样,是一种定性、半定量测量方法。
(3)抽样检测管法
用醋酸铅试纸法和安培法只能判断有无H2S存在。为了测得精确浓度,应戴上防护用具进行气体抽样检查或用电子探测器测定。抽样检查装置由检测管和风箱(或真空泵)组成。
检测管内装有浸过Pb(CH3COO)2的固体颗粒。检测管出厂时两端是封口的,其有效保存期为两年。使用前,应将两端封口切掉。短管用来测量低浓度H2S空气,长管用来测量高浓度H2S空气。管上有刻度。
真空泵可以拉伸或压缩,体积变化量为V。泵的上下各装有一个单向阀门,用来排出或吸入空气。检测管装在吸气阀门处。
测量操作方法:
将检测管两端玻璃封口切掉,装在已经
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