石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)正壓式空氣呼吸器的檢測(cè)與管理探討

張 超

（大慶油田鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司地質(zhì)研究中心，黑龍江 大慶 163000）

1 概述

石油鉆井施工在油氣田勘探與開發(fā)中發(fā)揮重要作用，通過鉆開井眼，為發(fā)現(xiàn)評(píng)價(jià)油氣層、后續(xù)完井作業(yè)及油氣井生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。由于鉆井井下情況復(fù)雜，存在異常高壓層，當(dāng)鉆開高壓地層后，地層中氣體在壓差作用下會(huì)返出地面，由于地層氣體中可能含有硫化氫、二氧化硫等有毒有害氣體，當(dāng)發(fā)生井噴事故時(shí)，為了控制住井噴，井隊(duì)人員不得不在危險(xiǎn)情況下作業(yè)，有毒有害氣體分布在井場(chǎng)，危及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員人身安全，可能會(huì)造成人員窒息、中毒等情況。2003 年發(fā)生的重慶開縣重大硫化氫中毒事件，造成多人死亡，在社會(huì)上造成惡劣影響。經(jīng)此事件后，油田加大了企業(yè)安全管理，防止硫化氫中毒事故的發(fā)生。出臺(tái)了《含硫油氣田H2S監(jiān)測(cè)與人身安全防護(hù)規(guī)程》、《含H2S 的油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)的推薦作法》等安全法規(guī)及操作規(guī)程，避免類似中毒事件的發(fā)生[1]。因此，在石油鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)，必須配備安全防護(hù)裝置，正壓式呼吸器就是鉆井現(xiàn)場(chǎng)必備的安全防護(hù)這邊，它能夠在惡劣的氣體條件下使用，防護(hù)效果好、性能優(yōu)良、設(shè)備穩(wěn)定，能夠有效保護(hù)作業(yè)人員安全。在實(shí)際的使用過程中，由于正壓式呼吸器氣瓶屬于高壓氣體，長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存氣體會(huì)泄漏，導(dǎo)致氣瓶?jī)?nèi)壓力不足，使用時(shí)間變短。再者，長(zhǎng)時(shí)間使用面罩可能會(huì)發(fā)生形變，與臉部貼合性變差，容易漏氣。供氣閥門及管線也容易老化出現(xiàn)漏氣等情況[2]。因此，必須定期對(duì)正壓呼吸器面罩、氣瓶、供氣閥門、管線等進(jìn)行檢定檢測(cè)，并加強(qiáng)設(shè)備的管理及保養(yǎng)，確保設(shè)備狀態(tài)良好，在出現(xiàn)危急情況時(shí)，能夠有效保護(hù)施工作業(yè)人員人身安全，為處理井噴施工提供安全防護(hù)條件，為人員安全有序撤離提供了條件，保護(hù)鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)伍人員人身安全。

2 正壓式空氣呼吸器日常管理常見問題

鉆井現(xiàn)場(chǎng)由于條件惡劣，正壓式空氣呼吸器多因?yàn)楣芾聿簧疲霈F(xiàn)一些故障，主要表現(xiàn)在以下幾方面：①正壓式空氣呼吸器氣密性問題。由于長(zhǎng)時(shí)間使用，正壓式空氣呼吸器出現(xiàn)配件老化、面罩變形、破損等情況，面罩密封性變差，與臉部貼合不嚴(yán)，出現(xiàn)漏氣等情況[3]。這種問題的存在，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患，在有毒有害氣體環(huán)境使用時(shí)，容易出現(xiàn)中毒情況；②減壓閥泄漏問題。減壓閥是在使用正壓式空氣呼吸器時(shí)，給氣瓶減壓的閥門，同時(shí)也可以給人體供應(yīng)空氣，保證人體正常呼吸，氣瓶壓力可以緩慢降至0.5MPa。減壓閥處有橡膠圈，當(dāng)減壓閥出現(xiàn)泄漏，會(huì)影響正壓式呼吸器整體的密封性，導(dǎo)致呼吸阻力增大；③供氣閥出現(xiàn)問題。供氣閥能夠?qū)p壓閥的壓力進(jìn)行二次減壓，然后通過面罩給人體供氣。供氣閥的密封圈容易老化，供氣閥跟面罩匹配性不好，供氣閥卡扣不嚴(yán)密等，這些問題的存在，會(huì)導(dǎo)致供氣閥出現(xiàn)泄漏，會(huì)導(dǎo)致氣密性變差。并且長(zhǎng)時(shí)間使用，供氣閥容易出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致密封性不好；④面罩密封性不嚴(yán)。面罩是佩戴在人體面部，起到隔絕外界有毒有害氣體，為使用者提供清潔空氣。面罩在長(zhǎng)期使用過程中，橡膠容易老化，出現(xiàn)破損、變形等情況，勒帶容易斷裂，導(dǎo)致面罩與人體面部貼合性變差。此外，面罩的呼吸閥長(zhǎng)時(shí)間使用彈性變差，呼吸閥上附著有污垢，導(dǎo)致呼吸阻力變大等，這些情況都會(huì)影響正壓式空氣呼吸器的正常使用。

3 正壓式空氣呼吸器檢測(cè)及維護(hù)

正壓式空氣呼吸器長(zhǎng)時(shí)期使用后，要定期進(jìn)行檢查，確保設(shè)備狀態(tài)良好。要檢查氣瓶使用時(shí)間是否超過設(shè)計(jì)年限，通常氣瓶的設(shè)計(jì)使用年限15年，如果使用超過年限，要進(jìn)行更換。正壓式空氣呼吸器檢查內(nèi)容較多，要從外觀到各個(gè)部件，都要進(jìn)行檢查。

3.1 正壓式呼吸器氣瓶外觀檢查

正壓式呼吸器氣瓶是重要的組成部分，應(yīng)該對(duì)氣瓶外觀進(jìn)行檢查，查看氣瓶外觀是否被腐蝕，氣瓶上是否有裂縫，氣瓶是否存在變形情況，是否存在其它外部損傷情況。查看氣瓶閥門是否存在泄漏情況，螺紋是否存在變形等，只有氣瓶外觀合格，才可以進(jìn)行充氣等操作。新氣瓶三年應(yīng)該檢測(cè)，或者氣瓶出現(xiàn)腐蝕、裂紋及變形等情況，要及時(shí)送往有氣瓶檢測(cè)資質(zhì)的單位進(jìn)行檢查，只有檢查合格后才能進(jìn)行充氣。正壓式空氣呼吸器氣瓶外觀檢查首先要查看是否存在損傷，例如是否存在劃痕、磨損、撞擊、結(jié)構(gòu)損傷、化學(xué)腐蝕、熱損傷等，根據(jù)損傷情況不同，分為三個(gè)不同損傷級(jí)別：①一級(jí)損傷。是指氣瓶外部存在磨損，表面變粗糙，磨損深度小于0.25mm。氣瓶表面存在劃傷，劃痕深度小于0.25mm。氣瓶表面存在撞擊，撞擊面積小于50mm2。受到高溫影響，氣瓶出現(xiàn)熱損傷；②二級(jí)損傷。氣瓶表面存在磨損，磨損深度大于0.25mm，到達(dá)氣瓶玻璃纖維層。氣瓶存在劃痕，劃痕深度大于0.25mm，到達(dá)氣瓶玻璃纖維層。撞擊導(dǎo)致氣瓶纖維層外露，纖維層未受到損傷。氣瓶存在分層損傷，纖維層和金屬內(nèi)膽表面出現(xiàn)分離；③三級(jí)損傷。氣瓶存在磨損，磨損程度超過二級(jí)磨損，纖維層出現(xiàn)損傷。氣瓶存在劃傷，劃痕深度較大，到達(dá)纖維層，且劃傷纖維層。氣瓶存在撞擊損傷，導(dǎo)致出現(xiàn)較大面積的分層，使得碳纖維層出露，導(dǎo)致出現(xiàn)變形。氣瓶存在結(jié)構(gòu)性損傷，氣瓶?jī)?nèi)膽出現(xiàn)凹凸變形，瓶閥處出現(xiàn)變形。氣瓶存在熱損傷，局部出現(xiàn)凸起，氣瓶發(fā)生變形。氣瓶遭受化學(xué)腐蝕，腐蝕較為嚴(yán)重。

3.2 正壓式空氣呼吸器水壓測(cè)試

正壓式空氣呼吸器氣瓶屬于高壓設(shè)備，要求充氣壓力達(dá)到30MPa 以上。由于充氣壓力較高，為了保證氣瓶安全，要進(jìn)行壓力測(cè)試，目的是測(cè)試氣瓶強(qiáng)度，通常采用水壓測(cè)試氣瓶強(qiáng)度，在水壓測(cè)試前，要對(duì)氣瓶的瓶口進(jìn)行檢查，查看是否存在裂紋，密封圈老化要及時(shí)更換，如果氣瓶口存在裂紋且裂紋較大，需要對(duì)氣瓶進(jìn)行更換，如果存在輕微劃痕或者毛刺，可以進(jìn)行修復(fù)處理。還要檢查氣瓶?jī)?nèi)部是否完好，采用內(nèi)窺燈，查看氣瓶?jī)?nèi)是否存在裂紋、凹坑或線性變形等，凹坑深度大于0.5mm，需要對(duì)氣瓶進(jìn)行報(bào)廢處理。

只有經(jīng)過檢查合格的氣瓶才能進(jìn)行水壓試驗(yàn)，通過逐步加壓的方式，達(dá)到氣瓶水壓試驗(yàn)要求的最大壓力（通常45MPa），并且保持壓力在1min 左右，在此過程中，氣瓶如果出現(xiàn)泄漏，就要進(jìn)行報(bào)廢處理。水壓試驗(yàn)同時(shí)還測(cè)定氣瓶容積彈性變量，當(dāng)彈性變量超過氣瓶極限彈性膨脹量時(shí)，氣瓶應(yīng)進(jìn)行報(bào)廢處理。氣瓶如果經(jīng)水壓測(cè)試合格，要進(jìn)行干燥處理，保證氣瓶?jī)?nèi)部的干燥。

3.3 氣瓶充氣

氣瓶經(jīng)過外觀檢查合格、水壓測(cè)試合格、烘干處理后，可以進(jìn)行充氣。在充氣之前，要檢查氣瓶瓶閥的完整性，檢查是否存在裂紋、缺口及螺紋是否存在問題等，如存在以上情況，要更換瓶閥。氣瓶裝上瓶閥后，可以進(jìn)行充氣，充氣達(dá)到工作壓力后，需要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，如果充氣后的氣瓶存在泄漏的情況，要更換密封圈或者瓶閥，重新安裝后，再進(jìn)行氣瓶充氣。

4 結(jié)束語

在鉆井現(xiàn)場(chǎng)，正壓式空氣呼吸器是在緊急情況下使用的安全防護(hù)設(shè)備，是井場(chǎng)人員生命保障的重要防線。為了保證極端條件下正壓式空氣呼吸器能夠發(fā)揮作用，必須保證安全防護(hù)設(shè)備狀態(tài)良好。為此，要不斷完善與提升正壓式空氣呼吸器檢測(cè)手段，加強(qiáng)對(duì)正壓式呼吸器的日常維護(hù)與管理，加強(qiáng)對(duì)正壓式空氣呼吸器的使用培訓(xùn)，確保在井場(chǎng)出現(xiàn)有毒有害氣體泄漏時(shí)，正壓式空氣呼吸器能夠有效保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員安全，發(fā)揮安全防護(hù)設(shè)備的效用。