Калыбеков Т
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Калыбеков Т. Касенов Б.С. Охрана труда в нефтегазовой отрасли Рекомендовано в качестве учебного пособия для студентов нефтяных специальностей Алматы 2006 2 УДК 331.8: 622.3 (07) Калыбеков Т., Касенов Б.С. Охрана труда в нефтегазовой отрасли. Часть 2.-Алматы: КБТУ, 2006.- 145 с. В книге приведены общие сведения по охране труда, изложены опасные производственные процессы, производственный травматизм и профессиональные заболевания на предприятиях нефтяной и газовой отрасли. Особое внимание уделено безопасным методам и приемам труда при геологоразведочных работах, бурении скважин, добыче нефти и газа, транспортировании углеводородного сырья. Рассмотрены вопросы электробезопасности, производственной санитарии и меры пожарной безопасности. Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по нефтяным специальностям, а также может быть полезным студентам других инженерных специальностей. Табл. 12, ил. 10, список лит. - 18 назв. Рецензент: д-р техн. наук, проф. КазНТУ им. К.И.Сатпаева Долгов П.В. ISBN 9965-700-68-0 Ó КБТУ, Калыбеков Т., Касенов Б.С. 3 7. ОХРАНА ТРУДА ПРИ БУРЕНИИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 7.1. Требования к проектированию строительства скважин Рабочий проект строительства скважин может разрабатываться: · на строительство отдельной скважины - индивидуальный рабочий проект; · на строительство группы скважин, расположенных на одной кустовой площадке или одной площади, - групповой рабочий проект. Разработка групповых проектов может осуществляться при общности следующих факторов: · назначение скважины (поисковые, разведочные, эксплуатационные, специальные); · проектных глубин по стволу скважины. Допускается включение скважин, имеющих отклонение от средней глубины по рабочему проекту в пределах ±400 м (для наклонно направленного бурения и горизонтальных скважин - ±500 м при длине горизонтального участка не более 300 м); · конструкции скважин - одинаковые диаметры обсадных колонн и их количество (без учета направлений). Отклонение длины обсадной колонны от предусмотренной в рабочем проекте не должно превышать ±400 м (для наклонно направленного бурения и горизонтальных скважин - ±500 м); · плотность бурового раствора отличается от предусмотренного в рабочем проекте в пределах ±0,2 г/см 3 ; · горно-геологических условий проводки; · условий природопользования. В необходимых случаях должны составляться соответствующие варианты проектных решений и сметной документации. 4 Проект должен содержать следующие данные и проектные решения: 1. Географическую и климатическую характеристику района работ. 2. Горно-геологические условия бурения. 3. Обоснование конструкции скважины. Профиль наклонно направленных и горизонтальных скважин. 4. Совмещенный график пластовых (поровых) давлений и давлений гидроразрыва. Ожидаемые давления на устье при газонефтеводопроявлениях. 5. Исходные данные для расчета обсадных и муфтовых колонн. Коэффициенты запаса прочности при расчетах. Итоговые таблицы компоновок обсадных и лифтовых колонн. Типы резьбовых соединений обсадных и насосно- компрессорных труб. Регламент спуска обсадных колонн (скорости спуска, усилия свинчивания и т. п.). 6. Обоснование плотности бурового раствора и диапазон колебаний других параметров промывочной жидкости. 7. Способ бурения. Компоновку колонны бурильных труб с указанием группы прочности, толщины стенки, запаса прочности и типа замковых соединений. Скорости спускоподъемных операций. 8. Тип тампонажного материала, свойства его камня и раствора (растекаемость, водоотдача, начало загустевания и схватывания, проницаемость, прочность, стойкость к агрессивным средам), способ и гидравлическую программу цементирования исходя из горно-геологических условий. 9. Регламент контроля за процессом цементирования и изучения состояния крепи после твердения тампонажного раствора. 10. Объем исследования стратиграфического разреза в процессе бурения для уточнения пластовых давлений и состава флюида. 11. Технологию вторичного вскрытия пластов (перфорации) и типы используемых для этого аппаратов. 12. Способы освоения скважины, опробования, испытания пластов в скважине, методы интенсификации 5 притока и программу геолого-геофизических исследований. 13. Схемы обвязки устья скважины колонной головкой, противовыбросовым оборудованием и фонтанной арматурой, технические характеристики сальниковых уплотнений и давление на устье при опрессовке совместно с обсадными колоннами. Порядок и условия опрессовки межколонных пространств. 14. Мероприятия по охране окружающей среды — описание технологических процессов и перечень технических средств по очистке и утилизации производственных отходов, повторному использованию сточных вод, безопасному их сбросу в объекты природной среды, нейтрализации отрицательного воздействия отработанного бурового раствора и шлама на окружающую среду при их захоронении, проект рекультивации нарушенных земель. 15. Геолого-технический наряд на строительство скважины. 16. Тип и размеры фундаментов под буровую установку, которые определяются исходя из нагрузки на основание, допустимой удельной нагрузки на грунт и коэффициента запаса прочности для данного грунта. 17. Средства защиты персонала и состав КИП, в том числе для контроля состояния воздушной среды при вскрытии продуктивных горизонтов с агрессивными флюидами. 18. Объем запаса бурового раствора. 19. Мероприятия по предупреждению и раннему обнаружению газонефтеводопроявлений. 20. Укомплектованность средствами малой механизации, противопожарным инвентарем. 21. Методы оценки состояния обсадных колонн, способы и периодичность их испытания на остаточную прочность. Изменение рабочего проекта, дополнений к нему допускается по согласованию между заказчиком проекта, буровым подрядчиком и проектировщиком в порядке, установленном законодательством. При возникновении осложнений (поглощение, обвалы) оперативные решения по отклонению от проекта (ввод 6 наполнителя, изменение физико-химических, реологических и структурно-механических свойств бурового раствора и т. д.) принимаются буровым подрядчиком с последующим уведомлением заказчика. При возникновении аварийных ситуаций (газонефтеводопроявления, недопуск обсадной колонны и др.) решение об изменении проекта принимает руководитель буровой организации с последующим уведомлением заказчика и проектной организации. Принимаемые решения в любом случае не должны снижать надежность и эффективность последующей эксплуатации скважины и безопасность работ. 7.2. Охрана труда при вышкомонтажных работах, требования к буровым установкам и эксплуатации оборудования В случае расположения строящейся скважины на плодородных землях и землях активного сельхозпользования следует руководствоваться установленными требованиями по землепользованию. Площадки для монтажа буровой установки следует планировать с учетом естественного уклона местности и обеспечения движения сточных вод к системам их сбора и очистки. Вышкомонтажные работы могут быть начаты после выдачи вышкомонтажной бригаде наряда на их проведение и рабочей документации проекта на строительство скважины, связанной со строительно-монтажными работами, технических условий на монтаж оборудования и строительство привышечных сооружений, регламента бе- зопасной организации работ. Проект на транспортирование крупного блока с вышкой или отдельно вышки в вертикальном положении утверждается руководством организации, осуществляющей вышкомонтажные работы, после согласования трассы со всеми заинтересованными организациями. Транспортирование блоков мобильных буровых установок производится в установленном порядке. Работы выполняются под руководством 7 ответственного специалиста, имеющего допуск к руководству такими работами. В проекте должны быть отражены: ·способ транспортировки оборудования; ·трасса передвижения оборудования и пути движения поддерживающей и страхующей техники; ·способы преодоления рвов, оврагов, выравнивания трассы, в том числе по лесным вырубкам, перехода через дороги, линии электропередачи, водные преграды; ·количество и расстановка членов бригады, участвующей в транспортировке оборудования, участие представителя организаций, эксплуатирующих ЛЭП, железные дороги (в случае их пересечения). Запрещаются работы на высоте по монтажу, демонтажу и ремонту вышек и мачт, а также передвижение вышек в вертикальном положении в ночное время, при ветре свыше 8 м/с, во время грозы, ливня и сильного снегопада, при гололедице, тумане с горизонтальной видимостью менее 20 м, при температуре воздуха ниже пределов, установленных в данном регионе. Запрещается одновременно находиться на разной высоте вышки рабочим, не занятым выполнением общей работы. К демонтажу буровой установки на электроприводе разрешается приступать после получения письменного подтверждения работника, ответственного за эксплуатацию электрооборудования, об отключении буровой установки от электросети. Демонтаж буровой вышки, вышечно-лебедочного блока при наличии давления на устье скважины запрещается. Работы по строительству сооружений, зданий, помещений, вспомогательных объектов должны производиться в соответствии с требованиями нормативных документов, регламентирующих условия безопасности труда в строительстве. До начала бурения стенки шахты для забуривания должны быть укреплены или должно быть спущено и зацементировано шахтовое направление. Якоря ветровых оттяжек должны быть 8 испытаны на нагрузки, установленные инструкцией по эксплуатации завода-поставщика. Сдача в работу смонтированной буровой установки производится после опрессовки нагнетательных трубопроводов, воздухопроводов, систем управления оборудования, проверки качества заземления, представления актов на скрытые работы. Буровые установки для бурения скважин глубиной свыше 4000 м по требованию заказчика оснащаются автоматами спускоподъемных операций. Буровые установки должны оснащаться верхним приводом при: · бурении скважин с глубины более 4500 м; · вскрытии пластов с ожидаемым содержанием в пластовом флюиде сероводорода свыше 6 (объемных) процентов; · наборе угла с радиусом кривизны менее 30 м в наклонно направленных скважинах; · бурении горизонтального участка ствола скважины длиной более 300 м в скважинах глубиной по вертикали более 3000 м. Буровые установки (в том числе импортные) должны быть выполнены во взрывозащищенном варианте. Освещенность буровых установок светильниками должна обеспечивать освещенность: · роторного ствола - 100 лк; · пути движения талевого блока - 30 лк; · помещения вышечного и насосного блоков - 75 лк; · превенторной установки - 75 лк; · лестниц, маршей, сходов, приемного моста - 10 лк. Управление буровой лебедкой должно осуществляться с пульта бурильщика. Пуск буровых насосов в работу должен производиться с местного поста управления, а регулирование их работы и остановка - с пульта бурильщика и местного поста управления. Работы на приемном мосту буровой установки по затаскиванию и выбросу труб, а также работы по 9 обслуживанию (замене) гидравлических блоков буровых насосов должны быть механизированы, а управление грузоподъемными механизмами для работы на приемном мосту - дистанционным. Конструкция вспомогательной лебедки должна обеспечивать плавное перемещение и надежное удержание груза на весу. С пульта управления лебедкой оператору должен быть обеспечен обзор места работы и перемещения груза. При необходимости должен быть установлен дублирующий пульт управления. Буровая установка должна быть укомплектована: ·ограничителем высоты подъема талевого блока; ·ограничителем допускаемой нагрузки на крюке; ·блокирующими устройствами по отключению привода буровых насосов при превышении давления в нагнетательном трубопроводе на 10—15% выше максимального рабочего давления насосов для соответствующей цилиндровой втулки; ·станцией (приборами) контроля параметров бурения (тип станции устанавливается заказчиком); ·приемным мостом с горизонтальным участком длиной не менее 14 м, шириной не менее 2 м и стеллажами. Запрещается укладка труб на стеллажах в штабели высотой более 1,25 м; ·механизмами для приготовления, обработки, утяжеления, очистки, дегазации и перемешивания раствора, сбора шлама и отработанной жидкости при безамбарном бурении; ·устройством для осушки воздуха, подаваемого в пневмосистему управления буровой установки; ·успокоителем ходового конца талевого каната; ·системами обогрева рабочих мест; ·блокирующими устройствами по предупреждению включения ротора при снятых ограждениях и поднятых клиньях ПКР; ·приспособлением (поясом) для А-образных мачт и вышек с открытой передней гранью, предотвращающих падение устанавливаемых (установленных) за палец свечей; 10 ·системой приемных емкостей, оборудованных уровнемерами и автоматической сигнализацией уровня жидкости в них; ·градуированной мерной емкостью для контролируемого долива скважины, оснащенной уровнемером. Все закрытые помещения буровой установки, где возможны возникновение или проникновение воспламеняющихся смесей, оборудуются приточно- вытяжной вентиляцией с механическим побуждением, обеспечивающей воздухообмен в соответствии с требованиями санитарных норм и правил. Режим работы вентиляции от момента вскрытия продуктивного горизонта до окончания строительства скважины должен быть постоянным. При достижении 20% нижнего предела воспламенения смеси воздуха с углеводородами должен включаться предупредительный сигнал, а при достижении 50% предела должно быть обеспечено полное отключение оборудования и механизмов. Конструкция основания буровой вышки должна предусматривать возможность: · монтажа превенторной установки на устье скважины и демонтажа основания при установленной фонтанной арматуре или части ее; · установки стола ротора на уровне пола буровой, а также рационального размещения; · средств автоматизации, механизации и пультов управления; · обогреваемого подсвечника со стоком раствора; · воздухо-, масло-, топливопроводов и средств системы обогрева; · механизма крепления неподвижной ветви талевой системы; · механизмов по изменению положения машинных ключей по высоте; · механизма крепления рабочих и страховочных канатов машинных ключей; · шурфов для наращивания, установки ведущей трубы и 11 (при необходимости) утяжеленных бурильных труб; · устройств по механизации установки ведущей трубы и УБТ в шурфы. Применяемые крепления всех приспособлений и устройств, устанавливаемых на вышках, должны исключать их самопроизвольное раскрепление и падение. Приспособления и устройства должны быть застрахованы от падения. Вышки (кроме мобильных буровых установок) должны быть оборудованы площадками для обслуживания кронблока и замены бурового шланга. При ручной расстановке свечей вышки оборудуются площадкой верхового рабочего с устройством для его эвакуации в случае возникновения аварийной ситуации. Устройство должно быть расположено за пределами вышки и обеспечивать эвакуацию верхового рабочего за пределы внутривышечного пространства. Вышки должны оснащаться лестницами-стремянками с устройствами инерционного или другого типа для безопасного подъема и спуска верхового рабочего или лестницами тоннельного типа с переходными площадками через каждые 6 м или маршевыми лестницами до рабочей площадки верхового рабочего (балкона) с переходными площадками через каждые 6 м, а выше — лестницей тоннельного типа или лестницей-стремянкой с устройством для безопасного подъема и спуска. Вышки для мобильных установок должны оборудоваться лестницами тоннельного типа без переходных площадок. На буровых насосах должны быть установлены компенсаторы давления, заполняемые воздухом или инертным газом, с приспособлениями для контроля давления в компенсаторах. Буровые насосы надежно крепятся к фундаментам или к основанию насосного блока, а нагнетательный трубопровод — к блочным основаниям и промежуточным стойкам. Повороты трубопроводов выполняются плавно или делаются прямоугольными с отбойными элементами для предотвращения эрозионного износа. Конструкция 12 крепления элементов нагнетательного трубопровода (стояка и т. п.) к металлоконструкциям должна предусматривать возможность центровки талевой системы по отношению к оси скважины. На соединение фланцев нагнетательного трубопровода устанавливаются съемные металлические хомуты. Верхний силовой привод должен быть совместим со средствами механизации спускоподъемных операций. Управление исполнительными механизмами и приводом силового блока должно осуществляться с пульта управления, расположенного компактно с пультами управления другим оборудованием буровой установки (лебедкой, автоматическим ключом и др.). Элементы верхнего привода (направляющие балки, модуль исполнительных механизмов и т. д.) не должны создавать помех для ведения других технологических операций. Грузоподъемность верхнего привода должна соответствовать грузоподъемности буровой установки. Конструкция верхнего привода должна предусматривать наличие системы противофонтанной арматуры, датчиков положения исполнительных механизмов, скорости вращения стволовой части и момента вращения. Система противофонтанной арматуры должна включать не менее двух встроенных шаровых задвижек. Одна из задвижек должна быть оснащена дистанционным управлением с пульта. Рабочее давление шаровых задвижек должно быть не менее предельно допустимого давления других элементов нагнетательного трубопровода буровой установки, а их проходное сечение должно соответствовать проходному сечению стволовой части. В процессе работы должны контролироваться: ·скорость вращения бурильной колонны; ·величина крутящего момента при свинчивании и бурении; ·положение элементов трубного манипулятора; ·положение системы противофонтанной арматуры. Монтаж и установка элементов верхнего привода должны осуществляться специализированным персоналом в 13 соответствии с инструкцией завода-изготовителя (фирмы поставщика). В системе управления автоматическим ключом должна предусматриваться возможность полного отключения механизмов от линии питания рабочего агента, а также блокировка с целью предотвращения случайного включения. Механические передачи (цепные, карданные, зубчатые и др.), муфты сцепления, шкивы, другие вращающиеся и движущиеся элементы оборудования, а также их выступающие части должны иметь металлические ограждения, соответствующие установленным требованиям. Порядок организации, проведения планового ремонта и обслуживания бурового и энергетического оборудования устанавливается буровой, организацией с учетом инструкций по эксплуатации, представляемых производителем продукции. Пневматическая система буровой установки (трубопроводы, краны, соединения и т. д.) должна быть испытана на заводах- изготовителях на давление, превышающее рабочее в 1,5 раза. После монтажа на месте производства работ, а также после ремонтных работ пневмосистема должна быть испытана давлением, в 1,25 раза превышающим рабочее, но не менее чем на 3 кгс/см 2 (0,3 МПа). Буровые насосы должны быть оборудованы предохранительными устройствами. Конструкция этих устройств должна обеспечивать их надежное срабатывание при установленном давлении независимо от времени контакта с буровыми растворами и содержания в них абразивной твердой фазы, длительности воздействия, перепада температур. Предохранительные устройства при их срабатывании должны исключать возможность загрязнения оборудования и помещения насосной. Диафрагма, устанавливаемая в предохранительных устройствах насоса, должна срабатывать при давлении, превышающем на 10% рабочее давление насоса, соответствующее диаметру установленных цилиндровых втулок. Обвязка буровых и центробежных насосов низкого 14 давления должна обеспечивать: · возможность приготовления, обработки и утяжеления бурового раствора с одновременной промывкой скважины; · полный слив жидкости и продувку нагнетательного трубопровода сжатым воздухом. Если горизонты с возможным газонефтеводопроявлением вскрываются при работе двух насосов, то необходимо предусмотреть возможность их одновременной работы из одной емкости. В обвязке между емкостями ЦС должны быть запорные устройства. На нагнетательном трубопроводе насосов устанавливается задвижка с дистанционным управлением, позволяющая пускать буровые насосы без нагрузки с постепенным выводом их на рабочий режим (при контроле за давлением). Выкид от пусковой задвижки должен быть прямолинейным и надежно закреплен с уклоном в сторону слива. На буровых установках с регулируемым приводом насоса установка пусковых задвижек не обязательна, но должна быть установлена задвижка для сброса давления в нагнетательном трубопроводе. Нагнетательные трубопроводы, их детали и арматура после сборки на заводе, а также после ремонта с применением сварки подлежат опрессовке пробным давлением, в остальных случаях давление опрессовки должно быть равно рабочему, умноженному на коэффициент запаса прочности. Продолжительность выдержки под давлением должна составлять не менее 5 мин. Рабочее давление и необходимый коэффициент запаса прочности приведены ниже: Испытание манифольда буровыми насосами запрещается. Буровой шланг обматывается мягким стальным канатом 15 диаметром не менее 12,5 мм с петлями через каждые 1,0-1,5 м по всей длине. Концы каната крепятся к вышке и к корпусу вертлюга. Ходовые и неподвижный концы талевого каната под нагрузкой не должны касаться элементов вышки. Машинные ключи подвешиваются горизонтально на стальных канатах диаметром не менее 12,5 мм и оборудуются контргрузами для легкости регулирования высоты. Механизмы уравновешивания машинных ключей должны быть ограждены. Машинный ключ, кроме рабочего каната, оснащается страховым канатом диаметром не менее 18 мм, который одним концом крепится к корпусу ключа, а другим - к основанию вышечного блока или ноге вышки. Страховой канат должен быть длиннее рабочего на 5-10 см. Оснастка талевой системы должна соответствовать требованиям рабочего проекта для данного интервала проходки ствола и техническим условиям эксплуатации буровой установки. Каждая вышка должна быть снабжена металлической табличкой, прикрепленной на видном месте. На этой табличке должны быть указаны: · дата изготовления вышки; · завод-изготовитель; · заводской номер вышки (буровой установки); · грузоподъемность (номинальная) вышки; · сроки следующего испытания (проверка технического состояния) вышки. При механизированном осуществлении спускоподъемных операций без участия бурового рабочего на вышке должна быть установлена площадка для обслуживания механизмов автомата спускоподъемных операций. Состояние ограничителя грузоподъемности лебедки и ограничителя подъема талевого блока должно проверяться перед началом работы каждой вахты (смены). Эксплуатация буровой установки при неустановленных или поврежденных защитных ограждениях запрещается. Расчет бурильной колонны на прочность проводится в зависимости от способа бурения и состояния ствола на все виды 16 деформаций. Запасы прочности бурильной колонны при воздействии на нее статической осевой растягивающей нагрузки, крутящего момента, а также изгибающей нагрузки должны быть для роторного бурения не менее 1,5, для турбинного бурения - 1,4. Запас прочности бурильной колонны (по текучести) при применении клинового захвата и при воздействии на трубу избыточного наружного и внутреннего давления должен быть не менее 1,15. Паспорта на бурильные трубы (комплекты), ведущие, утяжеленные бурильные трубы, переводники и опорно- центрирующие элементы бурильной колонны выписываются до начала эксплуатации бурильного инструмента и заполняются в течение всего срока эксплуатации до их списания. Свинчивание замковых резьб бурильных, ведущих, утяжеленных бурильных труб, переводников, других элементов компоновки низа бурильной колонны проводится в соответствии с рекомендуемыми заводами-изготовителями величинами моментов. Буровые организации должны иметь в пределах региона деятельности специальные средства для «левого» разворота бурильных труб в скважине при аварийных работах. |