第五章油气井特殊作业安全技New格式.docx

第五章 油气井特殊作业安全技术5.1 压裂酸化施工作业安全压裂酸化施工是多工种联合作业，其特点是动用机动设备多、马力大、压力高，施工人员多，时间短。施工所用液体绝大部分是用各种化学药剂配制而成，对人体都有不同程度的毒性、刺激性或烧伤作用，还有些是易燃品。施工中任何一个环节发生问题，都有造成事故的可能。所以压裂酸化施工的安全工作只有从总体设计着眼，从基础工作做起，作为一项系统工程来认识、来管理，才能做好。一、施工设计的安全要求1、 压裂施工井场布置原则对井场道路及电力线路的要求压裂酸化施工井场，要根据施工规模统一规划。施工车辆停放位置距井口要保持一定距离，最少不要小于10m。施工区内应填平夯实，保持一定坡度，不存积水，不窝车辆。规划时应考虑到在施工过程中拉运支撑剂(或拉运液体)的车辆能顺利出入。进出井场道路的转弯处，应根据施工车辆的转弯半径适当加宽路面，做到不打倒车，进出方便。所有施工车辆和液罐的摆放位置应远离已架高的各种电力线路，更不要摆在其线路下面。横穿道路的电线要在过车前检查，高度不够者应提前加高。2、 液罐、施工车辆、放喷管线和排污池的规划布局为了施工安全，所有液罐、施工车辆应摆在井口的上风方向。与施工无直接关系的车辆(如交通车、餐车、救护车等)应停放在井场以外的安全处。排污池应设在井口的下风方向20m以外。放喷管线用硬管线，并分段固定牢固，两固定点之间距离不能大于10m。出口端不能接90弯头。(压裂施工井场布置示意见图5.1)。 3气井施工过程中对放喷流程的安装布局要求为了在压裂酸化前后对气井进行试气而在井场安装临时测气流程时，应结合施工进行统一布局。全部流程应避开车辆通过区和压裂设备摆放区。放喷管线和井口出气流程管线应分开，需进哪条管线应可随意用闸门控制。天然气出口点火位置应处于距井口100m以外的下风方向。4、 井口装置的安全要求1） 井口装置的选择与试压井口装置应根据压裂酸化设计的最高施工压力来确定，也就是说所选井口装置的公称压力必须大于或等于施工没计的最高压力。井口装置在安装前必须整体试压，合格后才能上井。属油井的按水密封试压标准试压，属气井者按气密封试压标准试压。2） 套管短节的检验与安装压裂井所用套管短节的材质与规范应与井内所连接套管相符，凡退火部分应切除不用，以保证套管短节的强度。所车新扣应光洁无毛刺，经试压合格(试压标准为原厂家试压压力值的80)，在井口用手上紧，应余33.5扣(指8扣英寸的套管)，余扣过多或过少都不 图5.1 压裂施工井场布置示意图合格，不能使用。上扣前涂丝扣油，用链钳上紧后应无余扣。套管短节如漏失，应卸掉更换，不要焊死，因为焊后焊缝两侧的管壁被退火，强度被降低。图5.2 某压裂施工现场 3）井口装置的安装套管短节、底法兰、套管四通应分段安装，以保护套管丝扣和保证上扣质量。套管四通以上部分的安装可根据施工要求而定。井口装置的钢圈由低碳钢材料制成，较软，应防止碰坏。注意检查钢圈和钢圈槽，应无损伤、无锈蚀、无泥土，擦洗千净。上紧法兰盘螺栓时应对角上紧，将法兰紧平。安装完后用钢丝绳将井口装置四角平衡崩紧。5、 油基压裂液施工的安全要求油基压裂液罐应摆放在距井口较远(最好50m以外)的地势低洼处。罐与混砂车应保持5m以上的距离，中间应设高度不低于0.5m的防护堤，将罐区与设备区隔开。最好用带有呼吸器的密封液罐。不要在高温天气(尤其是30以上天气)施工。进井场车辆排气管要装阻火器，防止火花排出。6、 压裂酸化施工区内的安全要求现场应禁绝明火。施工一开始各岗位人员应严守岗位，注意力集中，高压区内人员全部撤离。非施工人员应远离靥工现场。大型施工应划出警戒区，派专人负责警戒。在警戒区内禁止闲人停留或穿越。7、 确定施工压力时应注意的问题在有关的各种手册中所列出的套管L或油管)各项强度值，是指在单一应力作用下的最小破坏强度。但在井内的套管(或油管)在施工中是受多种应力综合作用的，所以其单项实际强度低于理论数值，这一点要特别注意。1） 施工最高压力的选定施工最高压力要小于套管最薄弱段的抗内压强度，建议控制在80以内。如满足不了施工要求，在工艺上应采取保护套管措施，避开薄弱段，以防压破套管。列压裂管柱也是一样，不论哪个部位，只要强度不够，都应更换。2） 套管平衡压力的确定对下封隔器的井，尤其是对下封隔器保护套管的井套管打平衡是很重要的，可起到如下作用： 防止施工压力超过封隔器胶皮强度，将胶皮压爆。 在水力锚不起作用时，防止因封隔器上下移动而拉破胶皮、顶弯油管。 使套管受力相对趋于均衡，从而保护了套管。在确定平衡压力时首先应考虑套管强度(如前所述)，另外也要防止套管平衡压力过大，将封隔器胶皮压回，失去封堵能力。一般可按下式考虑：Pl P2一P3式中 Pl 套管平衡压力；P2 施工压力；P3 封隔器正常工作压力。另外，在套管打平衡时，应装套管限压保护器，防止压力突然上升，损坏套管。二、施工设备的安全保障1、 高压管汇系统的定期监测管理高压管汇系统在压裂酸化中是直接承压、受腐蚀的部位，也是最容易出问题的部位应当引起足够重视。在新投用前就应逐根逐件探伤、测壁厚，将测得结果作为基础资料存档。自投用之日起，应当每年定期探伤、测壁厚1次。如发现异常应增加探伤、测壁厚次数。在探伤中如发现有裂纹管件，该管件应立即报废。同期投用的成套管汇，如发现其中20以上管件有裂纹者，建议全套管汇报废。在测壁厚中，如发现管件壁厚变薄，应按最薄处核算管汇抗内压强度。现场施工最高压力应低于核算后的管汇抗压强度。如满足不了现场施工要求，应换掉抗压强度不够的管件。抗内压计算公式为 式中 Pin 管子自内部压破管壁的最小压力，MPa； k 安全系数。安全系数值一般取k=2；n 壁厚系数，取n=0.875 (考虑壁厚为125的负公差)； 管子钢材的屈服强度(用最小值)，MPa； 管子壁厚，cm；D0 管子外径，cm 。2、 压裂泵液力端(泵头)的检查与监测合理使用，精心维护泵头，是延长泵头使用寿命、防止泵头突发事故的重要措施。每次施工完后应认真清洗泵头内腔，以防止酸、碱、盐的腐蚀造成应力集中点，使泵头过早损坏。装有缓冲器的泵头，应每月核对一次缓冲器压力，低于额定压力者应及时充气，如漏气要及时修理。缓冲器是防止高压系统产生水击的主要手段，应当引起足够重视。另外在换凡尔时要认真观察泵头腔内有无裂纹，如发现裂纹应立即更换新的泵头。有些泵头上装有放空闸门，在泵运转时或承压时不要打开此闸门放空，以防止发生事故。3、 施工压力显示系统的校对与检查随着压裂酸化设备自动化程度的提高，显示施工压力的部位也在增多，如仪表车自动记录压力、数字显示压力、各压裂车泵压表指示压力等。如各部位压力显示不同，施工时就无所适从。所以整个压力显示系统应当每季度标定一次，与标准压力的误差应小于2。4、 超压保护装置的检查与部件更换安装超压保护装置的目的主要是为了防止泵压过高，超过承压系统的额定压力，引起机械和人身事故。所以不论原车组配备何种型式的超压保护装置，都必须使用。而且要定期检查，使其性能可靠。5、 紧急熄火装置的保养与检查安装紧急熄火装置的主要目的是在特殊情况下，采用正常方法熄火停机无效时，用机械的办法将发动机进气管关死，强制发动机熄火。关闭进气管的动作是通过在进气管中装一可控制的活门来实现的。这种装置要经常检查维修，电路部分要保持完好、正常；电磁阀要能正常动作；连杆机构要清理注油，防止锈死；操作手柄要能拉到规定位置。建议每半年试用一次，使之经常处于完好状态。这种装置是在紧急情况下使用的，非紧急情况不要使用。一旦使用紧急熄火装置将发动机熄火后，注意要将熄火活门恢复到原来位置，以便下次启动发动机。6、 对酸化施工设备的配套要求酸化用的酸液属于强酸类型液体，稍有漏失就直接威胁人身安全、造成环境污染。所以总的要求应当是人不见酸、酸不见天、密闭施工。1） 现场酸化施工流程推荐按下述要求配套：所用酸液在酸站配好，用酸罐车拉至井场，采用如下流程注酸：酸罐车密闭供酸泵车酸化压裂泵车进入井内2）防漏与清理管线施工前高低压管汇用无酸液体试压。注酸完后用无酸液体清洗高低压管汇，此清洗液应作为替置液注入井内。7、 其它安全配套要求在压裂(酸化)地面管汇中，对应的每台泵车，混砂车、酸泵车的每条进出口管线都应配有单向阀，以备施工中发生问题时便于处理。8、 施工时消防设备的配备 常规施工按正常规定配备消防设施，并保证性能可靠。 大型施工、高产油气井和在施工中认为应重点防护的井，除常规消防设施外，应加配消防车，至少2台在现场值班。三、施工过程的安全操作鉴于压裂酸化作业的特殊性，施工时必须有专人统一指挥。为了便于理解和叙述方便，按现场施工操作顺序分述如下。1、 施工前施工车组不带压试运转的方法及要求施工流程连接好后，首先要进行不带压试运转(即走泵)。其目的是检查高低压管汇是否畅通，仪表是否工作。同时将流程内的空气用液体全部替出，以免空气与天然气接触而引起爆炸，或因泵内有气体影响泵的正常工作。其方法是将泵注液体通过井口装置的总闸上部生产四通(或三通)进入放喷管线放空。走泵时间的长短以仪表显示正常、各压裂泵的空气排完、上水正常为限。2、 管汇试压为防止在施工过程中管汇漏失，致使施工中断，甚至造成不良后果，高低压管汇在正式施工前都应试压。配备有试压泵的车组，应当用试压泵试压。没有配备试压泵的车组，用压裂泵试压时，必须由操作熟练的人员操作。将带泵的发动机油门降到最低位置，挂l挡，单泵试压。在泵压未达到所规定压力前提前摘挡，靠惯性最后达到所试压力。不论何种情况，试压时操作人员都要注意力集中，所有人员全部撤离高压区。低压管汇所试压力应不低于1MPa，高压管汇所试压力应高于所施工井的最高施工压力。3、 循环洗井和试挤的安全技术要求此处所说的循环洗井，目的不是清理井筒，其目的主要是从安全出发，检查井内管柱是否畅通。核对井筒是否已充满液体。所以开始洗井应慢速注入，以返出正常为限。对井内下有封隔器不能洗井的井，应通过试挤查清井下情况。特别是酸化施工井，在洗井后进行注酸之前必须试挤。观察井口是否漏失，地层是否吸收，算出吸水指数后才能向井内注酸。不论上述哪种不正常情况存在，如果注酸过早，都会导致施工失败，使已泵注的酸液无法回收，最后流到地面，造成污染，威胁人身安全。4、 平稳施工的安全技术要求平稳施工的核心就是要求排量稳、压力稳，压裂泵车工作时不晃动(不走空泵)且工作平稳。为此，首先供液压力要平稳，加支撑剂速度要平稳，这是确保安全施工的关键。在实际操作中，开泵时应先开一台，待运转正常排量稳定、压力稳定在允许值以内后，才能开启第二台泵。再加泵也是如此。加挡也是一样，应由低到高、逐步加挡。使压力和排量缓慢平稳上升，一次达到设计值。做到加泵加挡一次成功。尽量避免加上去又减下来，使压力和排量忽高忽低，大起大落。在压力和排量调整平稳，各泵工作正常后，重要的是防止走空泵(泵不上水)。因为在高压条件下，严重的走空泵可能拉断井口、折断高压管汇、打坏压裂泵，造成重大事故。所以此时要密切注意压力和排量是否稳定，同时供液泵车(混砂车或供酸泵、车)要保持足够和稳定的供液压力，以防止压裂泵走空。一但发现压裂泵车晃动严重(即走空泵)，要立即采取措施，若措施无效，应马上停泵。如有半数以上走空泵者，应停止施工，查出原因进行处理后才能继续施工。5、 带酸施工的安全注意事项酸液和酸液的各种添加剂，大多数都具有不同程度的毒性，与皮肤接触会发生烧伤。酸液与硫化物的积垢作用可以产生有毒气体硫化氢。所以在对含硫的油气水井进行酸化作业时，施工人员应戴防毒面具。砷化物有毒，不易分解，而且与铝或镁接触会产生三氢化砷有毒气体，故应避免用砷化物作酸液添加剂。施工时应作到： 严格按照工序进行工作，即走泵一试压一循环洗井一试挤一求吸水指数一挤(替)酸。 井内返出液体应放入坑内。 被酸液污染的衣服应洗净再穿。 施工人员应穿戴劳动保护用品，劳动保护用品如何配备应根据各油田的特点而定。6、 人身安全的急救措施含酸液体和其它对皮肤有烧伤作用或有毒性液体接触到人身时的处理措施： 首先用淡水冲洗，必要时加肥皂清洗，尽快洗去有害物质，以缩短对人身的伤害时间，减轻伤害程度。 发现有烧伤时，用含量0.850.9的盐水(重量比)浸泡或滴到伤面处。用以止痛和防止组织液析出，避免脱皮。但要注意盐水浓度要掌握准确，过高或过低都不能达到理想效果。 经上述处理后，视轻重程度确定是否送医院治疗。四、施工过程中复杂情况的安全处理1、 高低压管汇或井口漏失的处理在施工中管汇刺漏，属总管汇者，应停泵放压后处理，属单泵管线应停单泵。不要在停单泵时换单泵管线，因为在高压区工作是危险的。更不要在管汇承高压的情况下砸紧由壬，这种徒劳的作法太危险。如果是混砂车(或酸泵车)排出管线刺漏，可关闭两端闸门，动用备用管线；吸入管线刺漏可抢换管线，但要动作迅速。有酸者要注意防护，所换管线注意排出空气后才能使用。井口装置刺漏应停泵放压后处理。2、 压不开地层的处理在开始施工时，如一开泵泵压就直线上升，要立即停泵，检查闸门是否倒错。如确认闸门没问题，井筒和井下管柱都是畅通的，泵压达到允许值后，地层仍不吸收液体者，应停止施工。待查清井下原因采取具体措施后再进行施工。如泵压达到允许值后，地层吸收量太小，达不到设计要求者，不要用提高泵压的办法提高排量，这样作是不安全的。正确的办法是在工艺措施上找出路。3、 施工过程中泵压升高的处理方法压裂(酸化)施工是一项短时紧张的工作，对指挥员尤其是这样。施工时要密切注意泵压、排量、砂比的显示值，这3项数值是相互影响、可相互调整的。施工中正常的压力缓慢上升不一定都是坏事。这里要讨论的是在排量和砂比都保持稳定时，泵压突然上升或上升太决。此时如处理稍慢就有可能发生事故。具体如何处理主要靠指挥员的经验，一般采取如下处理方法： 准确掌握支撑剂到达地层的时间，密切注意压力变化。支撑剂进入地层后如泵压很快上升，应酌情停止加支撑剂，打替置液，观察情况，再确定能否继续加支撑剂。 如泵压突然升高，接近最高允许压力，要立即停泵，放喷，反循环洗井，将井内未进地层的支撑剂洗出，防止沉在井内。 在正常施工中，特别是在压力接近最高允许压力的情况下，泵压突然降低之后又升高，应停泵反循环洗井，注意验证井下管柱或套管是否断、脱、压破或发生其它情况。4、 井口放喷的安全技术要求井口放喷是在压裂施工中，由于各种原因，已无法继续施工的情况下进行的。一般来说这时井口压力较高，所以只有控制压力放喷才能保证地面和井下的安全。泵排测试射孔酸化油管定位短节水力泵滑套出口托砂皮碗球座内置式压力计 托筒封隔器筛管油管点火头射孔枪释放装置图5.3 酸化四联作管柱结构图放喷前应查看放喷管线出口处下游，要求杜绝火种，人员离开。放喷管线固定牢靠，出口端不带90弯头。井口装置要装油管压力表和套管压力表。油套管不能同时放喷。放喷时闸门慢慢打开，注意控制放喷压力。要求上述2个压力表的最大压力差不能大于油管与套管最小抗压强度的50，以保护油管和套管。同时控制一定压差对防止地层内支撑剂吐出也是有益处的。如条件许可，应采取循环洗井放喷的方法，尽快将井筒洗通，将砂冲出，防止砂卡压裂管柱。5、 防止砂卡压裂管柱的措施由于各油田的情况不同，防止砂卡的措施也各有不同，但如下几点要认真作好。 顶替液量要合适，尽量减少井内沉砂，以杜绝砂卡的可能。 循环洗井要彻底(特别是在施工中砂堵的井，能洗井者一定要尽快洗井，防止沉砂)，要求洗井液量达到井筒容积后，返出液体不含砂(洗井合格)。 对预计可能砂卡的井，要立即起油管。 起油管时如发现遇卡，不要硬拔，应立即加深油管，再上提下放活动解卡。在下压裂管柱时，要求油管和油管挂之间必须加短节联接，以防止遇卡时提不起来，又放不下去的现象发生。五、 多联作井下作业中的安全问题在井下作业中，常规作业时各工序相对较独立；换管柱频繁，不能连续完成射孔、测试、泵排、措施等工作，容易造成地层第二次污染；周期长、成本高，安全风险大。近年来，逐步发展了称为多联作工艺的作业工艺，即一趟管柱可以完成常规的多项作业工作。比如将试油、射孔作业联作，可以提高资料品质，缩短作业周期，降低作业成本，减少污染。如图5.3为泵排、射孔、酸化、测试的酸化四联作管柱结构，采用复杂的作业工艺，一趟管柱就可以完成四项作业内容。这种多联工艺，对于提高低孔低渗储层的产能、降低成本和费用，效果非常明显。但由于工艺复杂，专业作业人员多，动用的设备多，作业时间相对单项作业要长，各作业工艺之间存在相互影响紧密，出现异常情况时，处理复杂，因此，其安全问题是需要研究的新课题。5.2 注蒸汽热力采油安全技术我国有着丰富的稠油资源，50年代就在新疆克拉玛依油区发现了浅层稠油，据不完全统计，到90年代在我国12个盆地中已发现70多个稠油油田，探明和控制储量约16亿吨，分布在辽河、新疆、胜利和河南等油区。稠油开采困难，克拉玛依于6070年代就进行了蒸汽驱和火烧油层的小井组试验，80年代以来稠油的热力开采逐步走向工业化，1997年稠油热采产量稳定在1100104t。经过几十年的科技攻关和实践，引进先进技术、设备和自力更生相结合，已形成与国内稠油油藏的特点配套的热采工艺技术。一、热力采油的特点图5.4 热力采油(火烧)原理图热力采油就是将热量有计划地注入到油层，或在油层内产生热量，从井里采出原油。它适应于用常规采油方法不能正常开采的稠油油田的开采。主要包括火烧、注蒸汽、注热水和注热气等4种方法。在我国目前较普遍采用的办法是注蒸汽热力采油。所有热力采油工艺方法都是向油层内注人热量以降低原油粘度，减小油藏内流动阻力，达到增加原油产量、提高采收率的目的。将蒸汽有计划地注入到油层，从井里采出原油就是注蒸汽热力采油。它包括蒸汽吞吐和蒸汽驱2种工艺。稠油蒸汽吞吐开采 蒸汽吞吐开采又称周期性注蒸汽或循环注蒸汽方法。其工艺主要包括在同一口井注蒸汽、关井浸泡(焖井)及开井生产三个阶段。即首先根据油层状况向井注入一定量的高温、高压水蒸汽，然后关井停注(焖井)几天，使注入油层中的蒸汽与油层热交换，加热油层，加热带向外扩大，而后开井放喷或抽汲生产。注入水蒸汽的量以及焖井时间要根据井深、油层性质、原油粘度、井筒热损失等条件设计。蒸汽驱工艺即在一个区块（层位）中，布置一些井注蒸汽，另外布置一些井抽汲生产。热力采油的主要特点： 设备密集、技术复杂。热力采油中使用的主要设备是直流式蒸汽发生器(锅炉)，它是集多种设备于一身连续工作的综合性没备。由于热力采油应用了多学科理论和技术，因此要求热采管理人员和工人在使用操作和维护管理上应具备采油、热工、机械等专业的知识和相应的技术水平及管理经验。 油层隔热管封隔器整筒泵补偿器油层隔热管抽油杆图5.5 蒸汽吞吐热力采油的管柱结构示例 高温高压、贯穿始终。热力采油生产过程中自锅炉给水泵出口、换热段、对流段、辐射段、锅炉出口到注汽管网、井口、井筒等流动介质(水和蒸汽等)始终是处于高温(最高可达350)高压(最高可达17MPa)状态。 集水、电、气(油)、火于一室、操作要求严格。国内外所制造和使用的蒸汽发生器均采用具备独立工作、单一供水、电、气(油)、集中安装、统一操作的系统没备，对设备在启动、运行、停炉中的操作和监测有严格的要求。 配套技术要求复杂。热力采油的核心设备虽然是蒸汽发生器，但其配套技术是热力采油中不可缺少的重要组成部分，诸如注汽管网、高温蒸汽的输送分配技术、热采井口、井筒隔热、固井技术、井下工具、钻井技术、采油技术、计量、集输等，在设计、选材和工艺技术上要求高而且复杂。这是热力采油较常规采油的又一不同点。二、热力采油的安全技术教育热力采油是在高温高压环境中采用先进的热采设备和技术从地下采出原油。热采过程中，职工们不仅要掌握高温高压下热采安全知识，而更要掌握操作热采设备，工艺的安全技术，以防止因操作技术不佳造成事故，给国家财产和职工生命带来重大损失。因此，加强对热采职工的安全技术教育尤为重要。1、 热力采油安全技术教育内容热力采油安全技术教育包括一般安全技术教育和专业安全技术教育。一般安全技术教育是为了使热采工人熟悉热力采油最基本的安全技术知识，以便在热力采油过程中达到安全生产的目的。主要教育内容有： 热力采油中主要没备蒸汽发生器(热采锅炉)的构造、原理、性能和正常操作技术； 热力采油生产过程中配套设备的安全使用常识： 热力采油防火、防爆、防烫伤的知识； 防火防爆设备的使用方法； 个人防火防爆防烫伤劳动防护用品、用具的使用、保管方法； 发生火灾、爆炸、井喷后抢险中的防护知识。专业安全技术教育是根据热力采油生产特点和需要而进行的专门的、深入的安全技术教育。主要教育内容有： 热力采油主要设备蒸汽发生器(热采锅炉)安全技术参数； 热采锅炉自动保护系统安全技术知识； 热采锅炉水质处理系统的技术要求； 热采锅炉搬运、安装、调试的安全技术要求； 热采锅炉的安全操作要求； 热力采油生产过程中工艺安全技术要求； 热力采油井下怍业中的安全操作规程； 热力采油过程中防止井喷的安全措施和井喷后安全处理知识； 热采过程中其他事故安全预防和安全处理知识； 热力采油安全规章制度； 热力采油过程中重要生产部位和各危险点源检查及防范知识。2、 教育方式 对新工人要严格进行“三级”教育，教育合格后方可上岗；图5.6 直流式蒸汽锅炉 对专业特种作业人员进行专门培训、考核、发证。培训可采用脱产培训和现场实地培训方式进行。三、热采锅炉及其他设备材料的安全技术措施1、 热采锅炉的安全措施1）、 热采锅炉安全技术参数和相应的保护措施 热采锅炉出口压力一般为17.2MPa（额定压力21MPa）。为保证热采锅炉不发生超压事故，锅炉设计中采取了3项保护措施： 在锅炉出口设置超压报警开关。当锅炉出口压力达到17.5MPa时，压力开关动作，使锅炉自动停炉报警，这是首要的超压保护措施。超压报警开关要求每季度校验1次，确保其动作准确、灵活。 在锅炉出口装有2个蒸汽安全阀，其动作压力整定值一个为17.8MPa，另一个整定值为18.3MPa，其作用是在压力开关失灵时，锅炉超压开启泄压，避免事故。 在柱塞泵出口安装一个整定值为19.6MPa安全阀，其作用是保护柱塞泵及锅炉避免超压发生事故。 锅炉的最高工作温度为353，（额定温度=320），这是17.2MPa压力下蒸汽的饱和温度。锅炉设计中采取的保护措施是设有蒸汽温度高于360时的停炉报警装置。蒸汽温度测量仪表及报警装置整定值要求每季度校验1次。 蒸汽干度设计值为80，（额定值= 70%），这是由于水质条件限制的。因水处理过程中只除硬而没有除盐，必须保留20的水分把可溶性盐类带出锅炉，防止结垢。在带有微机控制的热采锅炉上设有蒸气干度高于90时报警保护装置，当干度超过此值时自动停炉。一般注汽锅炉依靠人工化验分析干度来监督。 燃烧方式气、油两用。为保证锅炉安全燃烧，设有下列安全保护措施： 燃料压力低自动停炉报警。天然气压力整定值为70kPa，燃油压力整定值为600kP。 燃油温度低于70(原油)自动停炉报警； 雾化压力低于200kPa自动停炉报警； 熄火自动停炉报警； 鼓风压力低于15kPa自动停炉报警。2）热采锅炉搬运与安装的安全要求热采锅炉属于超高、超宽、超长设备，搬运过程中必须捆绑牢靠，悬挂明显的超高、超宽、超长标志信号，运行时必须必须有专人负责清除行车障碍，时速不得超过45kmh。热采锅炉安装要求 撬座式热采锅炉的安装要严格按照制造厂家提出的安装要求施工，基础稳固，水平； 拖车式热采锅炉在安装过程中要求场地平整，地面夯实。前后支承基础牢稳，调整水平使拖车轮胎不得受力，手刹车必须剁死； 水、电、气的安装要符合要求，交叉处要有足够的安全距离，要便于操作人员工作； 平台、梯子安装必须符合安全技术要求，排污系统要最大限度地减少对环境的污染； 设备必须有良好的接地。3）热采锅炉水质处理系统的技术要求热采锅炉对水质处理系统有较高的技术要求，水质指标不合格，会对锅炉和管道系统有不良影响，也会对地层（油层）造成污染。其水质指标应满足有关的技术要求。4） 热采锅炉自动保护系统安全技术要求热采锅炉自动保护系统包括电气和运行状态监控两部分，用于满足系统运行要求、保护设备安全。近年发展和变化较多，应针对具体的系统，作好工作，保证控制系统能可靠运行。为了保证安全保护系统的灵敏可靠，每个季度应该认真全面检查1次自动保护系统各整定值的准确性，并做好记录。5） 热采锅炉的安全操作要求热采锅炉属于高温高压锅炉，其安全操作规程必须符合国家强制标准。其运行和操作必须符合遵守安全操作规程。安全部门必须定期进行监察，其监察执行压力容器安全技术监察规程。6）注汽质量监测和资料录取过程中的安全注意要点 注汽质量监测的中心要点是如何提高注入的单位热量在油层中的波及体积，这需要合理调整蒸汽干度、流量、压力参数以取得最佳注入效益。 录取锅炉运行参数的作用是综合监测锅炉运转是否正常，因此，录取的资料必须准确，如果发现测量仪表不准。应立即检查校验，不允许盲目运行。 要精心保存好新锅炉调试时的运行记录，它是以后锅炉运行状态的标准，应经常把现在的运行参数与原始记录进行对比，从中看出锅炉的变化及是否需检修。 操作人员对记录的运行参数应及时分析，发现异常要及时报告。 每天的锅炉运行报表必须有专人审查，发现问题及时处理，避免事故发生。2、 其他设备材料的安全保障1） 地面注汽管线的安全技术要求 地面注汽管线分固定管线与活动管线2种，设计工作压力17MPa，工作温度350。 无缝钢管选材要符合标准，焊缝要100探伤。管线施工完要进行28MPa水压试验，稳压5min以上不渗不漏，方可投入使用。 对地面注汽管线每使用1年要进行测厚1次，地面截止阀要定期检查保养。 管线连接每隔50m要加1个热补偿器，过路处固定管线要有龙门架，活动管线要加保护，避免车压。 管线穿过低凹处或水塘，必须架空，严禁管线浸没在水中。 注汽前先对管线扫线预热，并检查是否有堵塞及渗漏，以及固定管线的支架处有无移动，活动管线连接处有无松动。以杜绝隐患。 注汽停炉后，要关掉送进汽及井口阀门，打开放空阀门，放掉管线内的余压和水，拆除活动注汽管线。冬季要防止冻坏管线。2）热采井口装置安全技术要求注汽井口设备包括阀门，四通，法兰，短节等。它们的压力要求同地面注汽管线。四、热采过程中的安全技术要求1、 注汽工艺安全技术要求1） 热采井对钻井工程质量的安全技术要求稠油区钻热采井的工程质量必须符合热力采油工艺的安全技术要求。 应采用7” 以上油层套管完井。因为稠油开采井一般工2艺复杂，只有大井眼、井斜小、狗腿度小而少，才能保证顺利起下热采工具和进行大泵强采，减少井下工程事故。 要保护油层。要求钻井钻到油层顶部时，调整钻井液，用优质低密度钻井液钻开油层，减少对油层的污染和损害。 固井质量合格，耐高温水泥必须返到地面。如果钻井质量不合格，注蒸汽采油时，就容易发生汽窜，影响分层工艺的进行。严重的会导致水泥环碎裂，甚至套管损坏。 套管的材质要能耐高温，一般要求用抗蠕变性强的N80钢级的套管。注汽井要提拉预应力完井。 下套管时，丝扣要上紧。以避免注汽时发生汽窜事故，导致套管变形和损坏。 对出砂的油层，要采取防砂措施。 不允许采用复合套管完井，以免造成热采工具无法通过。 完井时装井口，必须上紧丝扣，以免发生井口套管头漏，给采油和作业带来许多困难。2） 地面注汽管道工艺的安全技术要求(1) 安全设计要求 管道材质要按全国压力容器标准化技术委员会编制的钢制石油化工容器设计规定，选用注汽管道材质按YB52970或YB80070标准选用20号优质碳素钢。 注蒸汽地面管道，由设计院按火力发电厂汽水管道压力计算技术规定设计。其公称压力定为2l.0MPa，温度定为420。 为确保工作参数下的管道强度，在设计中对管道管件、阀门等都必须选用专门材料和配件。焊接选用氪弧焊打底焊接工艺，焊口探伤照像合格，经试压合格后，才能交付使用。 管道安装，必须要有安全距离。为防止管道在使用中发生爆破事故，危害人和建筑物，管道与建筑物之间要保持一定安全距离。管道走向要考虑交通和其它生产设施的安全，该数据由设计院结合现场实际情况选定。但每4060m，必须增加一张力弯，管线本身拐弯时，可适当考虑。(2) 安全使用要求管道施工验收合格后，交付采油厂使用，采油厂应建立管道档案，对运行时间、运行状况、维修情况、检测结果以及事故等做详细纪录。运行中，使用单位按锅炉出口压力等级操作，注汽时应以小排量(额定排量的30)低压力(额定压力的30一40)预热管道30min，再进行管道整体试压，压力控制在160170MPa，稳定l0min，无渗漏，合格之后，按注汽方案要求，为注汽井供汽。冬季停炉时，应将管道中的积水排出、防止冻裂管道。注汽管道上严禁人行走与坐立。严禁车辆辗压管线，或停留在管线旁，以防止管线意外爆破事故发生，造成人身伤亡和设备的损伤。(3) 注汽管道的定期安全检测与注汽过程中的安全监察 注汽管道必须进行定期检测，其检测内容包括管道的壁厚、焊口、保温层、支架、支墩、闸阀等项。检测时间1年进行1次。经检测认定不合格部分，应进行局部或全部整改，以至更换。 在注汽过程中，注汽单位要进行安全监测。要监测蒸汽沿管道的压力降温度降、热流量和热损失的大小。此外还要定期巡线检查，发现有刺漏或事故隐患时，要立即停炉放空进行整改或更换，确保安全生产。例如1988年7月，辽河油田锦45块7号炉注汽时，在巡线中发现注汽活动地面管线有一处刺漏，将卡箍的一条螺栓几乎刺断。由于及时发现处理，避免了一次飞管线事故的发生。4） 注汽前对热采工艺流程的安全检查 检查注汽井口与四通大法兰联结的螺栓是否齐全，螺栓丝扣是否上满上紧。 检查注汽井口各部位螺栓和部件是否齐全，丝扣是否上紧，有无渗漏处，各个阀门开关是否灵活好用，发现问题，要立即整改或更换。 检查地面管线特别是活动管线部分，走向是否合理。 管线通过道路部分护管是否符合安全要求。 检查是否有高压危险的安全警示牌标志。 检查所有的卡箍螺栓是否上齐上紧，检查裸露卡箍头是否都有保温层。上述检查都合格后，进行管线扫线和16MPa水压试验。试压合格，管线不渗不漏方可正式注汽。5） 停注后的安全要求 当油井注汽达到设计注汽量停炉后，要立即关闭井口的总阀门和生产阀门。在冬季应将总阀门以上的蒸汽冷凝水放掉，以防冻坏井口装置。 停注后要检查地面放空管线是否畅通，处于冬季生产的油田，要特别注意冬季放空管线防冻问题，要求冬季停注后地面管线要放水扫线，防止冻管线。同时要求放空管线要直，不能有大的弯曲。否则在放喷时，由于弯曲处的反作用力，容易造成管线飞起伤人。6） 注氮气隔热井安全技术要求 注氮气隔热井，必须保证管柱和井口装置严密不漏。套管和套管头严密不漏。套管阀门开关灵活，严密不漏。否则注进套管中的氮气将会漏掉，就达不到隔热的目的。 从套管阀门一侧接出一根准备注氮气的油管，要求此侧地势要平，氮气车要能靠近井口，能进能出。 注氮气时操作要平稳，注氮气的压力不超过热采井口的工作压力，以免发生意外事故。2、 注汽井井下作业中的安全操作 注汽井在井下作业中的安全问题，与前述章节大体相同，但在施工中进行压井作业时，需特别注意以下几点： 压井作业的原则是在安全作业条件下，保护油层不受伤害。 压井液密度的选择，应以本次作业前所测得静压值为基准，附加值一般不超过10%。 压井液所需密度在1.0gcm3以下时，使用热水压井，或者半压井。压井液密度在1.01.18gcm3之间，使用无固相压井液或低伤害压井液。压井液密度超过1.18gcm3需使用泥浆时，必须经厂总工程师、总地质师批准，方可使用。 压井时作好出口计量。发现井漏时，应停止压井，重新采取措施，保证不污染油层。 压井前，采油树螺栓必须全部上紧。压井进口管线试压15MPa，出口管线要固定牢固。 压井过程中，严禁在高压管线附近站人，以保证安全。五、热采过程中复杂情况的安全处理1、 防止井喷与井喷安全处理在蒸汽吞吐下封隔器的井，油井停喷后起封隔器时，尤如一个大活塞，液量大量排出，液面下降使地层液体(高温油气和蒸汽)流向井筒，在井口无控制情况下大量涌出地面容易发生井喷。可以采取下述安全措施来防止施工作业中的井喷发生： 油井停喷后，注汽完直接转抽要用优质压井液循环压井； 起下管柱连续作业时，要作好一切防喷准备； 施工作业中，要认真观察井内液面，发现井内液面降低时要随时灌压井液，使液面保持在井口，一旦溢流加大，要及时抢装井口； 若与该井相邻的井正在注汽，作业过程中视情况可随时停注汽。在注汽过程中，由于蒸汽吞吐井伸缩距不够，顶开井口会发生井喷，另外与注汽井连通的井（一口井注汽，蒸汽从另一口井喷出，称为汽窜），特别是那些由于未充分认识油层关系，以为没有连通而实际与该井连通的井，如果预防井喷的措施准备不够，也容易发生井喷。对此，可以采取以下安全措施： 对下封隔器隔热的井，伸缩距要留有充分的余地，因为没有伸缩距，或伸缩距不够，容易将井口法兰顶开，造成无控制井喷，甚至引起火灾； 井口阀门在注汽前要进行检查，看是否灵活好用，如不好用应立即换掉。以便在注汽管线发生断裂时，关闭阀门，控制井内高温高压蒸汽喷出，避免发生井喷； 为防止井喷，要保证下井工具特别是伸缩管的质量、井口阀门的质量及其安装质量。 对注汽井相邻的井，尤其是同一层系的油井，要注意观察。若发现井口温度、井口油套压和油井产液量都上升，就要及时采取措施，防止井喷。由于一般的抽油井井口防喷盒盘根是低压低温的，如果发生汽窜，容易造成抽油油井发生无控制井喷。因此一旦发现汽窜，应采取下述紧急处置措施： 注汽井立即停止注汽，并要控制放喷； 发生井喷的井抽油机要立即停抽，切断电源； 套管控制放压； 要通过套管用适当密度的压井液压井； 要及时抢装井口和控制设备； 要立即报警，并调集消防队伍到现场值班； 无控制井喷容