《煤層氣井排采安全技術(shù)規(guī)范》解讀

《煤層氣井排采安全技術(shù)規(guī)范》解讀《煤層氣井排采安全技術(shù)規(guī)范》解讀《煤層氣井排采安全技術(shù)規(guī)范》解讀《煤層氣井排采安全技術(shù)規(guī)范》解讀SY6921-2012陳信平北京捷茂迪華能源技術(shù)有限公司2015年2月2020/12/282匯報(bào)提綱1.前言2.范圍3.規(guī)范性引用文件4.術(shù)語(yǔ)和定義5.排采安全管理6.工藝設(shè)計(jì)要求7.井場(chǎng)布置與管理8.地面設(shè)備安全要求9.排采管柱安全要求10.抽油機(jī)排采井修井安全要求11.測(cè)試操作安全要求12.井場(chǎng)用電要求13.實(shí)例分析2020/12/283解讀之一：前言本標(biāo)準(zhǔn)的所有技術(shù)內(nèi)容均為強(qiáng)制性本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草本標(biāo)準(zhǔn)由石油工業(yè)安全專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院、中石油煤層氣有限責(zé)任公司、中聯(lián)煤層氣國(guó)家工程研究中心有限責(zé)任公司本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人：吳仕貴、孫法佩、邱少林、裴玉起等標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則2020/12/284解讀之二：范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤層氣排采作業(yè)過程中的安全要求本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤層氣排采作業(yè)2020/12/285解讀之三：規(guī)范性引用文件上述文件對(duì)本規(guī)范的應(yīng)用必不可少，凡是注日期的和僅注日期的引用文件均適用于本規(guī)范；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則SY5225石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程SY5727井下作業(yè)安全規(guī)程SY6137含硫化氫油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程2020/12/286煤層氣井場(chǎng)2020/12/2872020/12/2882020/12/2892020/12/28102020/12/2811圖1.16排水降壓采氣時(shí)煤層氣解吸、運(yùn)移示意圖(A)從基質(zhì)型孔隙表面解吸(B)在煤基質(zhì)中擴(kuò)散運(yùn)移(C)從裂隙表面解吸(D)在裂隙體系中滲流運(yùn)移(E)進(jìn)入井筒被抽排到地面2020/12/28122020/12/28132020/12/2814解讀之四：術(shù)語(yǔ)和定義煤層氣（coalbedmethane）：賦存于煤層中的主要以吸附態(tài)氣體形式存在、包括自由氣和溶解氣、以甲烷為主要成分的氣體煤層氣井（coalbedmethanewell）：為開發(fā)煤層中煤層氣，采用常規(guī)油氣井鉆井技術(shù)溝通地面與煤層，形成氣、水從煤層中流到地面的通道即煤層氣井煤層氣排采（coalbedmethaneproduction）：通過在煤層氣井上安裝抽排設(shè)備抽排煤層中的水，使煤層壓力下降從而使煤層中的煤層氣解吸附，并在壓差作用下流到井中被采出的過程井場(chǎng)（wellsite）：為滿足鉆井、排采等在井口附近地面安裝生產(chǎn)設(shè)備的要求，而征用的具有一定面積大小的地面空間煤層氣排采安全技術(shù)（safetytechnologyofcoalbedmethaneproduction):在煤層氣排采過程中，為實(shí)現(xiàn)人身和設(shè)備的安全目的而執(zhí)行的管理要求和采用的技術(shù)與操作方法2020/12/2815解讀之五：排采安全管理要求4.1排采安全日常管理要求執(zhí)行國(guó)家安全生產(chǎn)方針政策和企業(yè)安全生產(chǎn)的各項(xiàng)規(guī)定制度，并建立相應(yīng)的管理臺(tái)賬排采人員應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的安全生產(chǎn)知識(shí)培訓(xùn)，考試合格后方可上崗。特種作業(yè)人員關(guān)鍵崗位要持證上崗，基層排采隊(duì)伍應(yīng)有安全管理機(jī)構(gòu)，設(shè)置專職安全管理人員，明確全員安全生產(chǎn)職責(zé)住井房冬季使用煤炭或燃?xì)馊∨瘯r(shí)，室內(nèi)應(yīng)采取防中毒措施上井人員應(yīng)正確穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品定期開展安全活動(dòng)，并進(jìn)行安全檢查2020/12/2816基層排采隊(duì)?wèi)?yīng)建立危險(xiǎn)點(diǎn)源巡查制度，建立隱患臺(tái)賬要建立巡回檢查、交接班等管理制度，主要設(shè)備要建立操作規(guī)程建立火災(zāi)、觸電等應(yīng)急預(yù)案，按規(guī)定定期進(jìn)行演練基層應(yīng)組織全員安全培訓(xùn)2020/12/28174.2排采安全特殊管理要求井場(chǎng)防爆區(qū)域應(yīng)使用防爆工具在巡檢含硫化氫井場(chǎng)時(shí)，應(yīng)配備硫化氫檢測(cè)儀排采井產(chǎn)氣后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有毒有害氣體的檢測(cè)與預(yù)防。如果采出其中含有硫化氫氣體，應(yīng)按照SY6137的規(guī)定執(zhí)行防爆工具材質(zhì)為銅合金，因?yàn)殂~的良好導(dǎo)熱性能及幾乎不含碳的特質(zhì)，使工具和物體摩擦或撞擊時(shí)，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量被吸收及傳導(dǎo)，同時(shí)銅本身相對(duì)較軟，摩擦和撞擊時(shí)有很好的退讓性，不易產(chǎn)生微小金屬顆粒含硫化氫油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程2020/12/2818解讀之六：工藝設(shè)計(jì)要求5.1應(yīng)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)成果和其他相關(guān)資料編制煤層氣井排采工藝設(shè)計(jì)方案，確定煤層氣井不同排采時(shí)期合理的排水量，選擇合適的抽排設(shè)備，設(shè)計(jì)合理的排采制度，保證設(shè)備的安全性5.2排采方案設(shè)計(jì)應(yīng)注明含硫化氫、二氧化碳等腐蝕性氣體情況，并提出針對(duì)性措施5.3排采方案中應(yīng)包括排采過程中對(duì)安全的要求油管被腐蝕的情況2020/12/2819解讀之七：井場(chǎng)布置與管理6.1井場(chǎng)邊界距離高壓線水平距離不少于1.5倍桿高，距民宅、鐵塊、高速公路及其他永久性設(shè)施不少于25m；距離學(xué)校、醫(yī)院和大型油庫(kù)等人口密集性、高危性場(chǎng)所不少于200m6.2井場(chǎng)雨水排水口應(yīng)避開民房、道路和農(nóng)田等設(shè)施6.3井場(chǎng)應(yīng)滿足排采設(shè)備擺放及施工維護(hù)作業(yè)需要6.4井場(chǎng)周圍應(yīng)安裝高度不低于1.5m的圍欄，主要設(shè)備設(shè)施與圍欄的距離大于1.5m，圍欄大門應(yīng)上鎖6.5值班房、工具房、發(fā)電機(jī)與井口距離應(yīng)不小于20m6.6井口與周圍建筑物的防火距離按SY5225的規(guī)定執(zhí)行6.7井場(chǎng)應(yīng)在合適位置存放不少于2m3消防砂2020/12/28206.8需安裝放空管的井場(chǎng)，放空管高度不低于5m，放空管出口與井口的距離應(yīng)不小于20m，與建筑物、樹木等間距應(yīng)不小于50m，放空管應(yīng)位于井場(chǎng)盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，放空管出口管線應(yīng)固定牢靠6.9井場(chǎng)應(yīng)按照GB2894要求，設(shè)置包括但不限于以下內(nèi)容的安全警示標(biāo)志：必須戴安全帽、必須穿防護(hù)服、禁止煙火、當(dāng)心觸電、禁止入內(nèi)6.10井場(chǎng)應(yīng)平整、無(wú)油污、無(wú)雜物、無(wú)積水、無(wú)其他易燃易爆物品6.11工業(yè)動(dòng)火作業(yè)應(yīng)執(zhí)行動(dòng)火作業(yè)許可制度放空管是為把容器、管道等設(shè)備中危害正常運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)的介質(zhì)排放出去而設(shè)置的部件2020/12/2821解讀之八：地面設(shè)備安全要求7.1井口設(shè)備安全要求采油樹額定工作壓力應(yīng)大于1.5倍排采目的層壓力井口閥門以及壓力表等配件齊全完好，儀表有出廠合格證書，壓力表應(yīng)進(jìn)行定期檢驗(yàn)對(duì)于含硫化氫等酸性氣體的井，其性能應(yīng)滿足抗硫、防腐要求采油樹和地面設(shè)施應(yīng)采取冬防保溫措施井口及流程不應(yīng)出現(xiàn)滲、漏、刺等異常情況2020/12/28227.2抽油機(jī)安裝與維護(hù)安全要求地基應(yīng)坐落在土質(zhì)均勻的原土上，冰凍地區(qū)應(yīng)開挖至冰凍層以下。對(duì)地面條件較差的井口，應(yīng)采取基礎(chǔ)強(qiáng)化措施地基應(yīng)足以支撐并穩(wěn)定抽油機(jī)，計(jì)算土壤載荷能力時(shí)，應(yīng)考慮抽油機(jī)運(yùn)行負(fù)荷、抽油機(jī)及基礎(chǔ)的總重量抽油機(jī)基礎(chǔ)預(yù)訂和安裝應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收，并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求抽油機(jī)安裝時(shí)，對(duì)隨機(jī)附帶的安全防護(hù)設(shè)施應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定要求安裝，并進(jìn)行驗(yàn)收運(yùn)行前應(yīng)全面檢查，符合要求后進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)使用剎車時(shí)，應(yīng)先停電，待曲柄將要停轉(zhuǎn)時(shí)，在緩慢將剎車剎住，不應(yīng)急剎停車檢查或調(diào)整時(shí)，應(yīng)鎖上保險(xiǎn)鎖，并將剎車安全裝置的鎖塊放入剎車縠外緣的凹槽內(nèi)調(diào)節(jié)平衡塊位置時(shí)，應(yīng)置曲柄于水平位置后，在進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)整后應(yīng)上緊各個(gè)螺栓，并裝上保險(xiǎn)鎖塊2020/12/28237.3螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置安全要求盤根盒應(yīng)齊全完好、密封可靠驅(qū)動(dòng)裝置的螺栓及螺紋連接牢固電纜線及電機(jī)的絕緣性能可靠，接線及電機(jī)接地合格螺桿泵不應(yīng)抽空采用具有缺相保護(hù)功能的電控柜。電機(jī)、電纜、電控柜，其接線端子滿足防潮濕要求盤根盒，用于密封油管與光桿環(huán)形空間的井口動(dòng)密封裝置，其采用多級(jí)密封，密封效果好，耐高壓電控柜2020/12/2824光桿密封盒額定工作壓力不小于5MPa螺桿泵驅(qū)動(dòng)頭的護(hù)罩和電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)輪的護(hù)罩應(yīng)保持完好，未修好前不應(yīng)開機(jī)螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)具備方便、安全的反扭矩釋放功能在松卸螺桿泵方卡子的所有操作時(shí)，應(yīng)先釋放光桿扭矩螺桿泵調(diào)整防沖距后光桿露出方卡子上平面不應(yīng)超過1m螺桿泵螺桿泵是一種容積式旋轉(zhuǎn)型水力機(jī)械。利用相互嚙合的螺桿與襯套間容積的變化為流體增加能量的2020/12/2825解讀之九：排采管柱安全要求8.1油管柱安全要求油管直徑和鋼級(jí)要滿足井深和工藝要求，管柱設(shè)計(jì)的安全系數(shù)應(yīng)為：抗拉大于1.8，抗外擠大于1.25，抗內(nèi)壓大于1.25油管連接時(shí)應(yīng)連接緊密，保證油管柱不漏不應(yīng)使用變形或有裂紋等不合格油管2020/12/28268.2排采泵和井下工具安全要求螺桿泵定子膠襯額定耐溫指標(biāo)高于泵掛深度處產(chǎn)出液溫度10度以上在含硫化氫井中，螺桿泵定子膠襯應(yīng)耐硫化氫腐蝕泵和井下工具的最大外徑應(yīng)小于套管內(nèi)徑6mm按施工設(shè)計(jì)配的井下工具送井場(chǎng)前，應(yīng)按要求檢查，并做好記錄；送井場(chǎng)工具應(yīng)有防碰、防震包裝，有螺紋刀應(yīng)戴好護(hù)絲定子是在鋼管內(nèi)注入彈性橡膠后加工而成的，其斷面形狀為長(zhǎng)圓形。其旋向與螺桿的旋向是相同定子示意圖2020/12/28278.3含硫化氫井對(duì)管柱和泵的要求油管柱、井下泵、工具應(yīng)具有抗硫化氫腐蝕性能2020/12/2828解讀之十：抽油機(jī)排采井維修安全要求9.1在修井車進(jìn)入或撤出井場(chǎng)及安裝拆卸抽油機(jī)期間，應(yīng)切斷抽油機(jī)電源9.2修井作業(yè)開始前，抽油機(jī)應(yīng)停止在游梁水平位置并剎住，應(yīng)將電氣控制開關(guān)鎖定或貼上標(biāo)簽9.3拆卸或安裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)用有足夠強(qiáng)度的鏈鉤或繩鉤來(lái)移運(yùn)驢頭；安裝時(shí)，應(yīng)用彈簧銷將驢頭固緊9.4修井完成后，應(yīng)確定現(xiàn)場(chǎng)所有人員和設(shè)備都離開平衡塊和游梁活動(dòng)范圍后，松開開關(guān)鎖，接通抽油機(jī)電源進(jìn)行試運(yùn)行9.5修井作業(yè)完成后，應(yīng)將抽油機(jī)的所有防護(hù)罩、防護(hù)欄重新安裝后啟動(dòng)抽油機(jī)2020/12/2829驢頭2020/12/2830解讀之十一：測(cè)試操作安全要求10.1動(dòng)液面測(cè)試使用回聲儀測(cè)煤層氣井動(dòng)液面，應(yīng)采用氣動(dòng)聲源發(fā)聲裝置，不應(yīng)使用聲彈擊發(fā)套管壓力大于0.5MPa的井應(yīng)采用套管氣；低于0.5MPa的井采用外接氮?dú)猓ɑ蚨趸迹馄?，不?yīng)使用空氣動(dòng)液面測(cè)試結(jié)束后，應(yīng)關(guān)閉套管閥門，打開空閥門，斷開各連接電纜后方可卸下井口連接器2020/12/2831回聲儀儀器結(jié)構(gòu)及原理

一般由以下幾部分組成：

A發(fā)聲轉(zhuǎn)換裝置：發(fā)聲轉(zhuǎn)換裝置包括發(fā)聲器和換能器兩部分發(fā)聲器用來(lái)?yè)舭l(fā)聲彈產(chǎn)生高能低頻聲波，作為測(cè)試信號(hào)源。目前在有些比較難測(cè)的井上還用到氣彈激發(fā)裝置，因?yàn)闅鈴棶a(chǎn)生的聲源能量可以人為調(diào)解。聲波在油、套管間的環(huán)形空間傳播時(shí)，遇到液面或節(jié)箍后會(huì)產(chǎn)生反射，反射波的頻率是液面幾Hz左右，節(jié)箍幾十Hz左右換能器

采用高靈敏度的壓電陶瓷環(huán)傳感器，利用圖示的陶瓷壓電效應(yīng)測(cè)量反射聲波。換能器輸出電壓的頻率與反射聲波的頻率相同2020/12/2832B信號(hào)處理部分：對(duì)換能器產(chǎn)生的電信號(hào)按不同的濾波參數(shù)和增益大小進(jìn)行濾波、放大及采樣等處理，把信號(hào)分為液面與節(jié)箍通道，最終的采樣值以數(shù)字通訊的方式傳給數(shù)據(jù)記錄儀電荷放大器低通濾波器高通濾波節(jié)箍增益

AD低通濾波液面增益AD節(jié)箍通道液面通道RS232節(jié)箍通道2020/12/2833C數(shù)據(jù)記錄

記錄儀的作用是直觀地對(duì)聲波反射信號(hào)進(jìn)行顯示、保存或解釋。記錄儀目前有兩種：機(jī)械走紙性記錄儀和電子記錄儀。用戶根據(jù)選定節(jié)箍波的個(gè)數(shù)和已知的節(jié)箍長(zhǎng)度可按下式算出聲波在油井中的傳輸速度：V=l*n/tV:聲速l:單節(jié)節(jié)箍長(zhǎng)度n:所選節(jié)箍個(gè)數(shù)t:選定節(jié)箍起點(diǎn)至終點(diǎn)的反射時(shí)間差，走紙記錄儀指的是所選節(jié)箍在紙上的長(zhǎng)度。然后利用求出的聲速及選定的液面位置計(jì)算液面深度：S=V*t液S:液面深度t液：液面反射時(shí)間，走紙記錄儀指的是井口波到液面波在紙上的長(zhǎng)度2020/12/283410.2

示功圖測(cè)試示功圖測(cè)試應(yīng)使用綜合測(cè)試儀。將抽油機(jī)停在下死點(diǎn)，拉緊剎車操作人員安裝好載荷傳感器后，掛好儀器保險(xiǎn)鏈，將拉線鉤在采油樹上，連接好載荷電纜線操作人員安裝傳感器時(shí)，不應(yīng)用手抓光桿示功儀安裝在抽油井光桿懸掛器的橫梁上，記錄抽油桿的拉伸應(yīng)力和形成變化，光桿往復(fù)運(yùn)行一次，可測(cè)到一組應(yīng)力隨行程變化的閉合曲線，稱為示功圖，用以指示抽油機(jī)的做功情況2020/12/283510.3電機(jī)電流測(cè)試正確選擇鉗型電流表等級(jí)，不應(yīng)用低壓表測(cè)量高壓電路的電流在測(cè)量過程中不應(yīng)切換量程每次測(cè)量后應(yīng)把調(diào)節(jié)電流量程的切換開關(guān)置于最高檔位測(cè)量人員應(yīng)采取絕緣防護(hù)措施，讀數(shù)時(shí)切勿觸及其他帶電部分鉗型電流表優(yōu)點(diǎn)：不切斷電路的情況下測(cè)量電路中的電流，使用方便。注意事項(xiàng)：測(cè)量前，檢查鉗形電流表鐵心的橡膠絕緣是否完好，鉗口應(yīng)清潔、無(wú)銹，閉合后無(wú)明顯的縫隙；改變量程時(shí)應(yīng)將鉗形電流表的鉗口斷開；為減小誤差，測(cè)量時(shí)被測(cè)導(dǎo)線應(yīng)盡量位于鉗口的中央，并垂直于鉗口；測(cè)量結(jié)束，應(yīng)將量程開關(guān)置于最高檔位，以防下次使用時(shí)疏忽，未選準(zhǔn)量程進(jìn)行測(cè)量而損壞儀表2020/12/2836解讀之十二：井場(chǎng)用電要求11.1井場(chǎng)臨時(shí)用電應(yīng)按SY572