【文章內(nèi)容簡介】 危害程度 0. 13 4 . 6 可嗅道臭蛋味 . 。 4. 6 10 剛接觸有刺熱感 , 但會迅速消失 10 （ 20 ） 為安全臨界濃度值即允許八小時暴露值，我國標準為 2 0p p m 。 50 允許直接接觸 10 分鐘。 100 刺激咽喉，引起咳嗽， 3 ~ 10 分鐘會損傷嗅覺、眼睛；頭痛，惡心，脈搏加快，接觸四小時以上可死亡。 200 立即破壞嗅覺系統(tǒng)，眼睛，咽喉有灼燒感，時間稍長，眼、喉將灼傷，甚至導致死亡。 500 失去理智和平衡知覺，呼吸困難， 2 ~ 15 分鐘內(nèi)呼吸停止，如搶救不及時，將導致死亡。 700 很快失去知覺，停止呼吸，若不立即搶救，將死亡。 1000 立即失去知覺，造成死亡，或造成永久性腦損傷，智力損殘。 2022 吸上一口，將立即死亡，難于搶救。 H2S濃度與危害程度表 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 救援技術(shù)和急救方法： （ A）硫化氫中毒的早期搶救方法 a)、進入毒氣區(qū)搶救中毒人員之前，自己應先戴上 防毒面具 (正壓式呼吸器） ，否則，自己也會成為中毒者。 b)、立即把中毒者從硫化氫分布的現(xiàn)場抬到空氣新鮮的地方。 c)、如果中毒者已經(jīng)停止呼吸和心跳，應立即不停地進行人工呼吸和胸外心臟按壓，直致呼吸和心跳恢復或者醫(yī)生到達。有條件的可使用回生器（又叫恢復正常呼吸器）代替人工呼吸。 d)、如果中毒者沒有停止呼吸，保持中毒者處于休息狀態(tài)，有條件的可給予輸氧。在叫醫(yī)生或抬到醫(yī)生那里進行搶救的過程中應注意保持中毒者的體溫。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 （ B）護理注意事項 a)、在中毒者心跳停止之前，當其被轉(zhuǎn)移到新鮮空氣區(qū)能立即恢復正常呼吸者，可以認為中毒者已迅速恢復正常。 b)、當呼吸和心跳完全恢復后，可給中毒者喂些興奮性飲料，如濃茶或咖啡 ,而且要有專人護理。 c)、如果眼睛受到輕度損害，可用干凈水徹底清洗，也可進行冷敷。 d)、在輕微中毒的情況下，中毒人員沒有完全失去知覺，如果經(jīng)短暫休息后本人要求回崗位繼續(xù)工作時，醫(yī)生一般不要同意。應休息 1至 2天。 e)、在醫(yī)生證明中毒者已恢復健康可返回工作崗位之前，應把中毒者臵于醫(yī)療監(jiān)護之下。 f)、在硫化氫毒氣周圍或附近的工作人員，都要掌握人工呼吸法和心臟胸外按壓法，并經(jīng)常實習訓練。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? (2)、 心肺復蘇術(shù) 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? 公眾遇到硫化氫了怎么辦 ? 硫化氫有劇毒 、 極易溶于水 、 比空氣重 、 有 刺鼻的臭雞蛋味 。 人們對硫化氫的氣味極為敏感 ，在很低的濃度下人們就能夠聞到 。 一旦群眾聞到這種味道 ， 可采取濕毛巾等捂嘴鼻 ， 眼睛上戴一個透明的保鮮膜 ， 減少對眼睛的刺激 ， 向高處避毒；向上風向撤離 ， 特別要避免在低洼處停留 等均可避免或減輕傷亡 。 要應切斷電源 、盡量避免接觸火種 ， 以免發(fā)生爆炸和火災 。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? 參加救援的工作人員要穿防護服和佩戴呼吸器 。 當患者倒下時 ， 要盡量減少患者在底部呼吸的時間 ， 一定要向高出走 ，不要向低的地方去 。 ? 接觸硫化氫后多出現(xiàn)眼刺痛、畏光、流淚、咽干、咳嗽等，也可有頭痛、頭暈、乏力等，所以要及時到醫(yī)院接受醫(yī)學觀察， 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 第四章 硫化氫對油氣田設備的危害與防護 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? 硫化氫對金屬材料的腐蝕 硫化氫溶于水形成弱酸，對金屬材料的腐蝕形式有 電化學失重腐蝕 ， 氫脆 和 硫化物應力腐蝕開裂 ，以后兩者為主，一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然斷脫、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發(fā)生嚴重的井噴失控或著火事故。 硫化氫對金屬的危害 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 電化學失重腐蝕 氫 脆 硫化物應力腐蝕開裂 硫化氫的腐蝕形式 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? 硫化氫對鋼材的腐蝕機理 ? 硫化氫是二元酸，在水溶液中按下列步驟進行電離： ? H2S＝ H+＋ HS— HS— ＝ H++ S2— ? 一級電離常數(shù) K1=107，二級電離帶數(shù) K2=1013。 H2S在水溶液中存在 H+、 HS、 S2和 H2S分子呈電離平衡。H2S對鋼材的腐蝕是氫去極化的過程，其陰陽反應如下： ? 陽極反應： Fe－ 2e—— Fe2+ ? 陰極反應： 2H+ ＋ 2e—— H＋ H—— H2 ? Fe與 H2S總的腐蝕過程的反應： ? xFe+yH2S—— FexSy＋ H2 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? 硫化氫對鋼材的腐蝕理論研究較多，目前普遍認為硫化氫在水溶液中發(fā)生電離生成 H+，由于 HS一 、S2及 FeS的存在加速了氫離子的放氫，并加速 H+吸附在金屬表面繼而進入金屬晶格內(nèi)，遇到金屬內(nèi)的夾雜物；晶間空隙或其它缺陷時，原子氫在某些部位積聚結(jié)合成分子氫，體積增大很多倍，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生很大應力，致使低強度低合金鋼材在未受到外加應力的條件下產(chǎn)生氫鼓泡或階梯式裂紋，而使強度高或硬度大的鋼材產(chǎn)生晶格變形，使格變脆產(chǎn)生微裂紋，即氫脆。下圖表示氫在鋼中的狀態(tài) H11 1 1H2H1H1H1H1H1H11 1 11 1 11 1 11 1 11 1 1H2H21 1 11 1 11 1 1H1H1H11 1 11 1 11 1 11 1 1H1H1H1夾雜物塑性變形H1—— 晶格中溶解氫； 111—— 捕集吸附態(tài)的氫； H2—— 分子態(tài)氫 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 影響硫化氫腐蝕的因素 ? （ 1）溫度： ? 失重腐蝕隨溫度升高而加快；應力腐蝕 25℃ 時最快。 ? （ 2） pH值： ? pH值越高越不腐蝕，如果溶液中含有氧或二氧化碳，對鋼材的腐蝕會加快。 ? （ 3） H2S的濃度（或分壓）： ? 一般越高速度越快，但高于某一濃度時變慢。 H2S達到氫脆的濃度與氣體的壓力有關(guān)： ? 氣體壓力為 100psi，氫脆時的硫化氫濃度為 510ppm； ? 氣體壓力為 1000psi，氫脆時的硫化氫濃度為 51ppm； ? 氣體壓力為 10000psi，氫脆時的硫化氫濃度為 。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? （ 4）鋼材自身的性能 : ? 金相組織 :經(jīng)過高溫調(diào)質(zhì)處理的索氏體抗 H2S腐蝕好，焊接口金屬組織呈馬氏體，缺陷多，易聚集氫分子，造成嚴重氫脆。 ? 硬度 :要求： HRC22。 H2S易使原來比較軟的金屬變硬，而原來較硬的金屬變脆而破裂，所以，較硬的金屬易受 H2S的應力腐蝕。 ? （ 5）管材的表面狀況： ? 完好的表面可以均有地分布載荷，避免應力集中（受損的表面，如腐蝕坑、機械傷痕和受傷處容易成為應力集中點）； 因此，在 H2S環(huán)境的鋼材設備要盡量避免損傷表面或?qū)υO備進行冷加工，盡量減少殘余應力。 ? （ 6）時間 :應盡量減少硫化氫溶液對管材的接觸時間。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? （ 7） CO S、鹽水等多種腐蝕無機物的存在加快了環(huán)境的腐蝕，比如， CO2在水中形成碳酸，使 pH值進一步降低，可使鐵類表面的 FeS很不穩(wěn)定，加深了系統(tǒng)的腐蝕。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 現(xiàn)場施工的硫化氫防護 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? （ 1） 油管 、 套管 ? a)、 首先要符合 NACE標準 。 選擇防硫管材 ， 低屈服強度的油 、 套管比高屈服強度的更適合在 H2S井中使用 。 （ 例如 J55或 L80油管 ， E級和 X級的鉆桿 ） 及規(guī)格化并經(jīng)回火的方鉆桿可用于含硫油氣井 。對淺 、 中深井盡量使用無機械傷痕 、 未冷加工的低硬度鉆桿；對焊及熱影響區(qū)應先淬火 ， 再回火調(diào)質(zhì)處理 ， 使之硬度小于 HRC22。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 表 3常用油管、套管、鉆桿抗硫性能表 油管 套管 說明 鉆桿 說明 H40 為抗硫管材 D55 為抗硫管材 J55 J55 E75 D75 D75 X95 N80 N80 用于 65℃井段 G105 不得已才使用但要控制環(huán)境 C95 C95 用于 65℃井段 S135 不能用 P105 P110 不能用 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? b)、 使用緩蝕劑：分吸附型 、 鈍化型和沉淀型 。 其作用是通過金屬表面和腐蝕介質(zhì)之間形成一種不可滲透的阻擋層 ?？蛇B續(xù)注入也可間歇注入 ， 以連續(xù)注入法效果最好 。 ? c)、 涂層防腐 ? d)、 陰極保護防腐蝕：其原理為油套管表面為陰極 ， 周圍構(gòu)成陽極地床 ， 由于其電流反應 ， 最大限度地減少了油套管表面的陽極電池 。 從而得到保護 。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? e)、 注水井油套之間加注保護液 。 （ 注水井環(huán)空間的環(huán)空水在注水期間都是死水 ， 腐蝕十分嚴重原因如下： ① 高礦化度 ， 含有大量 Ca2+、 Mg2+、 SO4 HCO3等；② 高氯離子 ， 有很強的穿透性； ③ 環(huán)空水溫 30～ 50℃ ， 硫酸鹽還原菌大量繁殖；④ 環(huán)空水中 CO2含量在 80～ 300mg/L， H2S含量在 20～ 200mg/L， 二者協(xié)同作用 ， 加劇環(huán)空水的腐蝕； ⑤ 油管 、 套管壁上大量結(jié)垢 ， SRB造成嚴重的垢下腐蝕 。 ） 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ?現(xiàn)場施工液體體中有害組分的預防 ?在現(xiàn)場施工過程中，現(xiàn)場施工液體體中的有害組分對施工工具的腐蝕破壞比較復雜，現(xiàn)將目前國內(nèi)外預防現(xiàn)場施工液體體中有害組分的常用措施歸納于表中。具體的防腐措施分別敘述 現(xiàn)場施工的硫化氫防護 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 腐蝕的物質(zhì) 來源 減少疲勞強度 腐蝕破壞形式 解決和預防措施 氧氣 大氣 65% 坑點腐蝕，失重腐蝕 維持泥漿 PH值 ≥ 10，泥漿中添加除氧劑 硫化氫 細菌作用，泥漿組分的熱降解；地層中侵入 2050% 失重腐蝕；硫化物應力腐蝕開裂 維持泥漿 PH值 ≥ 10，加殺菌劑處理，選擇在使用溫度下熱穩(wěn)定的泥漿體系，用緩蝕劑，除硫劑，用油基泥漿，保持足夠的靜水壓力，防止地層流體的侵入。 二氧化碳 細菌作用；地層中來 40% 坑點腐蝕；輪狀腐蝕；臺面狀腐蝕；失重腐蝕。 維持泥漿 PH值 ≥ 10，加殺菌劑處理，用緩蝕劑，保持足夠的靜水壓力，防止地層流體的侵入。 硫化氫和二氧化碳 細菌作用；地層中來；泥漿組分的熱降解 60% 失重腐蝕；坑點腐蝕等；硫化氫含量超過鋼材產(chǎn)生硫化物應力腐蝕開裂的極限濃度時，鋼材產(chǎn)生硫化物應力腐蝕開裂 硫化氫濃度低時與處理 CO2相同，若硫化氫含量超過鋼材產(chǎn)生硫化物應力腐蝕開裂的極限濃度時，應按含硫井鉆采要求的各種防腐蝕措施。 鹽類 地層的侵入；泥漿配制 失重腐蝕；坑點腐蝕 用緩蝕劑，保持足夠的靜水壓力，防止地層流體的侵入。采用飽和鹽水泥漿 施工液體體中有害組分的來源與防治 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? （ 2） 鉆井和井下作業(yè)中工作環(huán)境十分惡劣 ， 要受到拉 、 擠 、 壓 、 扭 、 沖的復雜載荷 ， 因此要采用下面的防腐措施： ? a)、 控制使用環(huán)境 ， 鉆井液為堿性溶液 ，pH10， 在溶液中加入堿性物質(zhì)： NaOH、Na2(CO3)、 Ca(OH)2等 。 ? H2S+NaOH=NaHS+H2O ? NaHS+NaOH=Na2S+H2O 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? 應當注意，當有額外的硫化氫的侵入，會極大且迅速地降低鉆井液地 pH值，并在鉆井液上方產(chǎn)生一個危險的硫化氫層，鉆井液上方的硫化氫濃度的迅速改變告訴我們，不能依據(jù) pH值的控制來保護鉆臺上的工作人員免于硫化氫的危害。同樣， pH值的控制用于防止 SSC也是不可靠的。 井下作業(yè)硫化氫監(jiān)測與防護 ? b)、 使用除硫劑：如碳酸鋅 （ ZnCO3） 、 堿式碳酸鋅 [3Zn(OH)22ZnCO3]、 氧化鋅 、 鋅有機螯合物 、 海綿鐵等 。 ZnCO3和 [3Zn(OH)2ZnCO3]與 H2S的反應如下： ? ZnCO3+H2S→ZnS+H 2CO3 ? 3Zn(OH)22ZnCO3+5H2S→ 5ZnS+2H2CO3+6H2O ? 用氧化鋅凈化油基鉆井液中的硫