硫化氢的来源金属腐蚀应急预案

硫化氢的来源金属腐蚀应急预案第1页，课件共124页，创作于2023年2月PerceptionofRiskTimePerceptionofriskRulesandsafeguardsdevisedheremaybeviolatedwhenperceptionsdecayovertime

时间

严重事故

风险感觉/知觉程度

随时间推移,当风险意识减退时,所建立的法规和安全条例将被破坏.HSE管理体系第2页，课件共124页，创作于2023年2月第3页，课件共124页，创作于2023年2月第一章硫化氢的来源和特性第二章硫化氢的腐蚀特征和影响第三章硫化氢对人体的危害、急救与护理第四章硫化氢的检测与防护第五章应急预案第六章含硫油气井作业中的安全问题第4页，课件共124页，创作于2023年2月硫化氢的来源和二氧化硫的来源硫化氢、二氧化硫危害、特征和特性对受害者的救援技术和急救方法.会使用和保养硫化氢,二氧化硫的检测仪器.正确使用空气呼吸器.限制空间的进入程序紧急集合区的位置,危险区域,风向判断,及逃生路线的选择.应急预案中的职责,对设备的影响,钻遇硫化氢之前对钻井液的处理.—现场监督人员第5页，课件共124页，创作于2023年2月概述

硫化氢是一种广泛存在于自然界中的化学气体。在石油钻井行业中，高压、深井的钻探就会经常遇到含有硫化氢的地层。目前，在我国已经发现的陆上油田中，就有许多油田不同程度的含有硫化氢气体，主要有四川川东卧龙河地区、华北油田冀中凹陷、新疆地区、长庆油田等,（美国得克萨斯州含硫的气田高达98%，前苏联70%的油气田均含硫）有的含量甚至很高。比较典型的有：第6页，课件共124页，创作于2023年2月

——四川石油管理局含硫化氢气田约占已开发气田的78.6%,其中卧龙河气田硫化氢含量10%；中坝气田硫化氢含量6.75—13.3%；川东罗家寨气田硫化氢含量6.7—16.6%。——华北油田晋县赵兰庄硫化氢气田,硫化氢含量高达63%。事故链接第7页，课件共124页，创作于2023年2月

硫化氢是仅次于氰化氢的剧毒物，是极易致人死亡的有毒气体。全世界每年都有人因硫化氢中毒死亡，已成为职业中毒中仅次于一氧化碳中毒死亡的第二大杀手。据东方网2003年6月报道，2001年1月至2003年5月,仅上海市就发生职业硫化氢中毒事故11起，42人中毒,13人死亡,死亡人数占全部职业中毒事故死亡人数的61.9%。在油气钻探、开采中，一旦高含硫化氢油气井发生井喷失控，将导致灾难性的悲剧。第8页，课件共124页，创作于2023年2月塔河油田8区油藏H2S分布情况该区域长25公里，宽15公里，方圆近380平方公里。在该区域内有5处含硫区，最低的含硫量为2mg/m3,最高的含硫量为5000mg/m3；其中含硫量在50mg/m3以上的区域达100平方公里。含硫量在2500mg/m3的区域有60平方公里，其中有近8平方公里的区域含硫量高达5000mg/m3。第9页，课件共124页，创作于2023年2月就是在这一高含硫区域内，目前分布着华北局西部公司的四个井队，他们是：TK832井的70137井队TK829井的60816井队TK831井的60817井队TK823井的60818井队第10页，课件共124页，创作于2023年2月

事例：2001年，由华北局西部公司5010井队施工的沙91井和2003年7003井队施工的沙112井顺利完井。两个井位均位于塔河8区，施工区域硫化氢含量高达2500-5000mg/m3，是塔河油田含硫量最高的区域。两个井队从开钻直到完井均没有硫化氢外溢。后在采油时发现硫化氢，当地媒体是这样报道的“测得硫化氢浓度足以致人死亡”。据此推测，硫化氢浓度应在1000ppm以上。

第11页，课件共124页，创作于2023年2月油气钻探开采中硫化氢气体是客观存在的，我们只要掌握了它的特性，有一套完善的硫化氢防护措施和管理制度，就完全可以保证人员的生命安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，实现优质安全钻井生产。因此，认识和了解硫化氢气体的来源和危害，掌握一套硫化氢气体的防护及处理知识就非常重要。第12页，课件共124页，创作于2023年2月第一讲硫化氢的性质第13页，课件共124页，创作于2023年2月一、什么是硫化氢？

硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体；其化学分子式是H2S，由两个氢原子和一个硫原子组成；其分子量为34.08。硫化氢的相对密度为1.176，较空气重，燃点为250度，燃烧时带蓝色火焰，并产生对眼和肺非常有害的二氧化硫气体。

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硫化氢是动物、有机物或植物等经细菌作用而生成。所以，它不仅在原油和天然气、下水道和污水中发现，也可在沼泽地发现以及在各种工业和生物生产过程中产生。当环境中有低含量（0.13克/m3）硫化氢时，就会有一种类似臭鸡蛋的气味，含量稍高时就会有令人恶心的气味。高含量时则无气味，很难被发觉，因为此时人的嗅觉神经已经很快被麻痹，从而失去嗅觉。因此绝对不能凭闻气味来检测硫化氢是否存在。第15页，课件共124页，创作于2023年2月二、硫化氢的特性

所有的气体通常都是从以下七个主要方面描述的：颜色、气味、密度、燃点、沸点、燃爆极限和溶解度（在水中）。硫化氢也不例外，我们可以通过以下七个方面的学习来全面、准确的了解硫化氢的特性。

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1、颜色硫化氢是无色、剧毒、酸性气体，人的肉眼是看不见的。因此，用肉眼无法判断硫化氢的存在与否。2、气味低浓度的硫化氢有一种令人讨厌的臭鸡蛋味，可以损伤你的嗅觉。当闻到这种气味时，就意味着有硫化氢溢出，继而闻不到了，就意味着危险。因此，绝对不可以用鼻子来检测这种气体。0.13ppm->第17页，课件共124页，创作于2023年2月西夏区发生硫化氢中毒事件时间：2004.09.16昨日，12名银川市西夏区兴泾镇农民工在西夏区某炼油厂内施工时，受到硫化氢气体的侵害，他们正在某炼油厂厂内施工时，突然带有臭鸡蛋味的气体弥漫整个施工现场，他们并没在意，继续干活。2小时后，有的民工出现不同程度地出现头晕、恶心、胸闷等症状。第18页，课件共124页，创作于2023年2月

3、密度硫化氢是一种比空气重的气体，其相对密度为1.176。因此，它常聚集在地势低洼的地方，不易扩散。如地坑、地下室、大容器里等等。因此，工作时你应处于地势较高的上风头。4、爆炸极限当硫化氢气体以适当的比例（4.3%—46%）与空气或氧气混合就会发生爆炸，造成令人恐惧的危险。第19页，课件共124页，创作于2023年2月

5、可燃性硫化氢气体分子稳定性很高，在近1700℃时才能分解。完全干燥的硫化氢在室温下不与空气中的氧气发生反应，但点火时能在空气中燃烧，燃烧时产生蓝色火焰，并产生有毒的二氧化硫气体。6、沸点液态的硫化氢沸点很低，因此，我们通常讲的是气态的硫化氢，其沸点为61.8度，熔点为-82.8度。第20页，课件共124页，创作于2023年2月

7、可溶性硫化氢气体能溶于水、乙醇及甘油中，但化学反应不稳定。硫化氢能在液体中溶解，就意味着它能存在于某些存放液体的（水、油、乳液、污水等等）容器中。硫化氢的溶解与温度、气压有关，只要条件适当，轻轻地震动含有硫化氢的液体，也可使硫化氢气体挥发到大气中。

能溶于水,但溶解度随着温度的升高而下降.第21页，课件共124页，创作于2023年2月二氧化硫二氧化硫（SO2）是主要的大气污染物之一无色气体。强烈辛辣刺激性气体比空气重，相对比重2.264非常大的毒性,比硫化氢弱易溶于水,1:40H2SO3不助燃第22页，课件共124页，创作于2023年2月有硫燃烧的剌激性气味，具有窒息作用，在鼻和喉粘膜上形成亚硫酸。二氧化硫的阈限值5.4mg/m3

(2ppm).暴露浓度低于20ppm，会引起眼睛、喉、呼吸道的炎症，胸痉挛和恶心。暴露浓度大于50ppm，会剌激鼻和喉，流鼻涕、咳嗽和反射性支气管缩小，大多数人不能在这种空气中承受15min以上。第23页，课件共124页，创作于2023年2月来源：主要来源于矿物质的燃烧，含硫矿石的冶炼、制取硫酸、磷肥等。自然界产生的二氧化硫很少,主在是硫化氢在空气中氧化而生成的.二氧化硫在空气中只能存留几天,除被水冲洗和地面物体吸收外,都被氧化成硫酸物和硫酸气溶胶,胶散射阳光,能见度降低,硫酸雾和酸性盐腐蚀金属和建筑材料和其它物品,并造成酸雨.第24页，课件共124页，创作于2023年2月SO2是大气的主要污染物之一，全世界人为排放量每年约为1.5亿吨，矿物质燃烧占70%，SO2的排放90%以上集中在北半球的城市和工业区，造成了这些地区的大气污染问题。伦敦曾多次发生有煤烟引起的大气污染的烟雾事件，被称为伦敦烟雾。SO2一般在大气中只存留几天，除被降水冲洗和地面物体吸收的部分外，都被氧化成硫酸物和硫酸盐气溶胶，硫酸盐可在大气中存留一个星期以上，能漂移1000公里以外造成远距离处的污染或广域污染。SO2转变成的硫酸盐气溶胶能散射阳光，使能见度降低，硫酸雾和酸性硫酸盐腐蚀金属、建筑材料和其它物品，并造成酸雨，“十五”期间我国计划投入967亿元，用于治理SO2和酸雨污染防治，确保到2005年使控制区内的排放量比2000年减少20%。第25页，课件共124页，创作于2023年2月

三、硫化氢的来源

硫化氢是有机质腐烂后的自然产物，广泛存在于自然界中及多种生产过程中。如煤的低温焦化、含硫油气的开采和提炼、橡胶、皮革、硫化染料、动物胶加工等工业生产中都有硫化氢的产生；开挖沼泽地、沟渠、水井、下水道、涵洞、隧道以及清除垃圾、污物、粪便等作业，也常有硫化氢存在。据统计，目前有70多种职业涉及到硫化氢。第26页，课件共124页，创作于2023年2月

在石油工业的生产中，硫化氢存在于各个环节，如钻井、试油、采油（采气）、油气集输、炼化等等。在这些环节中最容易产生硫化氢气体的地方主要有：钻井、修井、采油和炼厂等。第27页，课件共124页，创作于2023年2月

（一）、钻井油气井中硫化氢的来源可以归纳为以下几个方面：1、热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生出H2S。2、石油中的烃类和有机质通过储集层水中硫酸盐的高温还原作用而产生H2S。3、通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的H2S上窜而来。4、某些钻井液处理剂在高温分解作用下，也会产生H2S。第28页，课件共124页，创作于2023年2月

（1）磺化酚醛树脂达到100℃时可以分解成H2S。（2）三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂）150℃时可以分解H2S。（3）磺化褐煤130℃时可以分解成H2S。（4）本质素硫酸铁铬盐180℃时可以分解H2S。（5）丝扣油高温与游离硫反应生成H2S。

注意：一般含H2S井严禁使用红丹丝扣油。第29页，课件共124页，创作于2023年2月

5、含硫的地层流体（油、气、水）流入井内。6、某些洗井液中的添加剂（如木质磺酸盐）在高温（170—190度以上）时热分解。7、石膏泥浆。被无水石膏浸污的泥浆中的硫酸盐类的生物分解。8、某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统。第30页，课件共124页，创作于2023年2月

（二）、修井

循环罐和油罐是修井时硫化氢的主要来源。循环罐、油罐和贮浆罐周围有硫化氢气体，这是由于修井时循环、自喷或抽吸井内的液体进入罐内造成的。硫化氢可以以气态的形式存在，也可以存在于井内的钻井液中。第31页，课件共124页，创作于2023年2月

需要注意的是：井内液体中的硫化氢可以通过液体的循环、自喷、抽吸或清洗油罐释放出来。在井口、压井液、放喷管、循环泵及管线中也可能有硫化氢气体。

打开油罐顶盖、计量孔盖和封闭油罐的通风管，这些都是硫化氢向外释放的途径。第32页，课件共124页，创作于2023年2月

（三）、采油在采油作业中有九处极易与硫化氢气体接触的场所，其中有六处与实际操作直接有关：1、水、油或乳剂的储藏罐。2、用来分离油和水、乳化剂和水的分离器。3、空气干燥器。4、输送装置，集油罐及其管道系统。5、用来燃烧酸性气体的放空池和放空管汇。6、提高石油采收率也可能产生硫化氢。第33页，课件共124页，创作于2023年2月

此外，还有三处来源途径与设备所在地有关：1、油气装载场所。2、计量站调整或维修仪器。3、用来提高空气压力的空气压缩机。第34页，课件共124页，创作于2023年2月

（四）、酸洗输油输气的管道在酸洗时也可以产生硫化氢气体。酸洗油气管道也是一种非常容易中毒的作业。酸洗一个高100英尺直径60英尺的容器时，一磅硫化铁可以使容器内硫化氢气体的浓度达到1500ppm。1英尺=0.3048m1磅=0.4536kg第35页，课件共124页，创作于2023年2月四、硫化氢的分布规律

及气藏划分

（一）、硫化氢的分布规律

硫化氢虽然广泛存在于自然中，但其分布是有一定规律的，主要有以下三点：第36页，课件共124页，创作于2023年2月

1、硫化氢含量随地层埋深的增加而增大。井深2600米时，硫化氢含量在0.1—0.5%之间，超过2600米或更深，硫化氢含量将超过2—23%。 2、多存在于碳酸盐地层中，尤其存在于与碳酸盐伴生的硫酸盐沉积环境中。 3、平面分布上同一油气田因客观情况的不同，硫化氢含量差别也很大。第37页，课件共124页，创作于2023年2月

（二）、硫化氢的气藏划分按照硫化氢含量的多少，可将硫化氢气藏划分为以下五类：

序号类别H2S含量1、无硫气藏小于0.0014%2、低含硫气藏0.0014—0.3%3、含硫气藏0.3—1.0%4、中含硫气藏1.0—5.0%5、高含硫气藏>5.0%第38页，课件共124页，创作于2023年2月第二讲硫化氢的危害第39页，课件共124页，创作于2023年2月一、职业性安全暴露极限

硫化氢是一种有毒气体，与它接触可以从微弱的不适到死亡。为此，国家规定了三种职业性直接暴露的安全极限，用来保护工人的生命安全。职业性安全暴露极限的规定，明确界定了职工在有毒气的工作场所中，可允许的暴露程度，指导人们更加安全的工作。第40页，课件共124页，创作于2023年2月硫化氢浓度概念：

ppm指的是硫化氢气体占空气体积的百万分之几。

1、体积比浓度：H2S在空气中的体积比表示为ppm。（国际标准）

1ppm=1/10000002、重量比浓度：H2S在1立方空气中的重量表示为mg/m3。（行业标准）3、ppm与mg的换算：ppm=mg/1.51ppm=1.5mg/m3第41页，课件共124页，创作于2023年2月阈限值:工作人员长期暴露都不会产生不利影响的某种有毒物质在空气中最大值:10ppm.安全临界浓度:工作人员露天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓度:20ppm.危险临界浓度:达到此浓度时,对生命和健康会产生不可逆转的或延迟性影响:100ppm.含硫化氢天然气:天然气总压≥0.4Mpa而且硫化氢的分压≥0.0003Mpa.(含量大于50ppm)第42页，课件共124页，创作于2023年2月

H2S气体的职业性直接暴露的安全规定如下，工作中且必须严格按照此规定去做：

1、15mg/m3(10ppm)：日工作8小时的暴露安全极限。

2、22mg/m3(15ppm):为短期暴露限制。

3、30mg/m3(20ppm)：最大暴露限制。

第43页，课件共124页，创作于2023年2月二、硫化氢毒性划分

不同浓度的硫化氢气体所造成的不同毒性，对人体主要有以下影响：1、1mg/m3（0.67ppm）有明显难闻的气体味。2、15mg/m3（10ppm）（阈限值）长期暴露工作尚安全。3、30mg/m3（20ppm）（安全临界浓度）露天安全工作8小时可接受的最高浓度。第44页，课件共124页，创作于2023年2月4、150mg/m3（100ppm）2—5分钟丧失嗅觉，咽喉肿痛、头痛、恶心。5、300mg/m3（200ppm）很快失去知觉，眼痛、喉咙痛。6、450mg/m3（300ppm）立即危及生命和健康的暴露值。7、750mg/m3（500ppm）失去理智和平衡力，呼吸困难，必须做人工呼吸。第45页，课件共124页，创作于2023年2月8、1050mg/m3（700ppm）神志不清，大小便失禁。立即抢救，否则死亡。9、1500mg/m3（1000ppm）立刻丧失知觉，立即抢救，生死难定。10、3000mg/m3（2000ppm）立即死亡。第46页，课件共124页，创作于2023年2月硫化氢的腐蚀特征

和影响因素第47页，课件共124页，创作于2023年2月在油气田开发和石油加工过程中，硫化氢的存在对这些行业的生产装备有很大的腐蚀破坏作用。

如川局在双龙构造上所钻的双11井，双9井，天然气含硫化氢浓度分别为4.89g/m3和5.41g/m3，两井均在发生井喷的处理过程中，钻具氢脆断裂，而被迫完钻。第48页，课件共124页，创作于2023年2月

事例：2003年，河南油田70119井队在T708井的试采中发生氢脆断裂。该井设计井深5600米。完井后试采一周，开始起钻具，起了有500米左右突然发生氢脆断裂，钻具断为好几节掉入井内。事后测得井口硫化氢浓度为1000ppm左右，距离井口周围方圆50米左右，测得硫化氢浓度为500——600ppm。最后不得不采取封井措施，放弃该井，造成两千多万的经济损失。第49页，课件共124页，创作于2023年2月一、硫化氢的腐蚀特征硫化氢的腐蚀类型：

电化学失重腐蚀氢脆硫化物应力腐蚀破裂（SSCC）以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往可以造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。第50页，课件共124页，创作于2023年2月1、电化学失重腐蚀在常温常压下，干燥的硫化氢对金属材料无腐蚀破坏作用，但硫化氢易溶于水而形成湿硫化氢环境，钢材在湿硫化氢环境中才易引发腐蚀和破坏。湿硫化氢环境：美国腐蚀工程师协会（NACE）MR0175-97“油田设备抗硫化物应力开裂金属材料”标准中规定如下：第51页，课件共124页，创作于2023年2月1）酸性气体系统：气体总压≥0.4MPa,并且H2S分压≥0.0003MPa；(2)酸性多相系统：当处理的原油中有两项或三项介质时,条件可放宽为：气相总压≥1.8MPa且H2S分压≥0.0003MPa；当气相总压≤1.8MPa且H2S分压≥0.07MPa;或气相H2S含量超过15%.2）兰石所1985年定义：在同时存在水和硫化氢的环境当中，当硫化氢分压≥0.00035Mpa时，或同时存在水和硫化氢的液化石油气中，当液相的硫化氢含量≥10×10-6时，则称为湿硫化氢环境。（只是补充了根据H2S分压在0.00035MPa时常温下水中溶解度约为10×10-6的实事补充了液相的含量规定。第52页，课件共124页，创作于2023年2月电化学失重腐蚀:在有水的湿硫化氢环境中，硫化氢会溶于水发生电离，使水具有酸性：

H2S=H++HS-HS-=H++S2-第53页，课件共124页，创作于2023年2月在湿硫化氢环境中由于电离出来的氢离子H+是强去极化性剂，极易夺取金属的电子，促进阳极钢铁的溶解而导致钢铁的腐蚀。阳极：Fe-2eFe2+阴极：2H++2eHad+Had2HH2[H]钢中扩散Had--钢表面吸附的氢原子[H]--钢中的扩散氢第54页，课件共124页，创作于2023年2月阳极反应产物为：Fe2+进一步和H2S反应：XFe2+YH2SFexSY+2YH+FexSy—各种结构硫化铁的通式因此钢材受到硫化氢的腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁，是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位较正，于是作为阴极与钢铁基体构成了一个活性微电池，对钢基体继续进行腐蚀。使钢材产生蚀坑、斑点和大面积脱落，造成设备变薄、穿孔、强度变低、甚至造成破裂。第55页，课件共124页，创作于2023年2月2、氢脆和硫化物应力腐蚀破裂钢材在湿硫化氢中腐蚀的另外一个产物是氢，一般认为有两种去向：一氢原子之间有较大的亲和力，相互结合成氢分子排出；另一个去向就是由于原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢而渗入钢内部并溶入晶格中，溶于晶格中的氢有很强的游离性，在一定条件下将导致材料的脆化（氢脆）和氢损伤。第56页，课件共124页，创作于2023年2月进入钢材内部的氢原子会使材料变脆，但如果脱离腐蚀介质，从金属内部逸出，金属的韧性会逐渐恢复，这一过程是可逆的。（只是氢脆，而硫化氢应力腐蚀破裂是不可逆的。）第57页，课件共124页，创作于2023年2月硫化氢应力腐蚀破裂是指硫化氢在离解时，所产生的HS-吸附在金属表面上，不但促使阴极放氢加速，而且同硫化氢分子一起阻止原子氢结合成氢分子，使氢原子积聚在金属表面并加速氢原子向金属内部渗透，当遇到裂缝、空隙、晶格层间错断，夹杂或其它缺陷时，就会在有缺陷的地方聚集起来，结合成氢分子，氢分子比氢原子所占空间大20倍，造成极大压力，在拉应力的共同作用下，就会使钢材破裂，是一个不可逆的过程。第58页，课件共124页，创作于2023年2月它是在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下发生的金属材料的破断现象。它的发生一般认为需同时具备三个条件：

1、一定的拉应力。2、敏感的材料。3、特定的环境。在实际中氢脆和硫化氢应力腐蚀破裂是很难明确区分的。第59页，课件共124页，创作于2023年2月与钢材有关的渗氢开裂有：氢鼓泡（HB）、氢致开裂（HIC）、硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）、应力导向氢致开裂（SOHIC）。第60页，课件共124页，创作于2023年2月氢鼓泡（HB）腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散，在钢材的非金属夹杂物、分层和其它不连续处聚集形成氢分子，由于氢分子的体积较大，难以从钢的组织内部逸出，从而形成巨大内压导致其周围组织屈服，形成表面层下的平面孔穴结构称为氢鼓泡，其平行于钢板表面。它的发生无需外加应力，与材料的夹杂物等缺陷密切相关。第61页，课件共124页，创作于2023年2月氢致开裂（HIC）在氢气压力作用下，不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹相互连接，形成阶梯状特征的内部裂纹称为氢致开裂。有时也可扩展到金属表面，HIC也不需要外加应力，一般与钢中高密度的大平面夹杂物或合金元素在钢中偏析产生的不规则微观组织不关。第62页，课件共124页，创作于2023年2月硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）腐蚀产生的氢原子渗入钢的内部固溶于晶格中，使钢的脆性增加，在外加拉应力或残余应力作用下，形成的开裂，叫硫化物应力腐蚀开裂。通常发生在高强度钢、高内应力构件及硬焊缝上。开裂垂直于拉伸应力方向。第63页，课件共124页，创作于2023年2月应力导向氢致开裂（SOHIC）在应力引导下，夹杂物或缺陷处因氢聚集而形成的小裂纹迭加沿着垂直于应力的方向发展导致的开裂称为应力导向氢致开裂，即氢脆。是硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）的一种特殊形式，也常发生在焊缝热影响区及其它高应力集中区。主要对钢中的夹杂物比较敏感。第64页，课件共124页，创作于2023年2月

美国杜邦化学公司曾分析在4年中发生的金属管道和设备的685例破坏事故，有近60%是由于腐蚀引起，而在腐蚀造成的破坏中，应力腐蚀开裂占13.7%。根据各国大量的统计，在不锈钢的湿态腐蚀破坏事故中，应力腐蚀开裂甚至高达60%，居各类腐蚀破坏事故之冠。第65页，课件共124页，创作于2023年2月3、硫化氢应力腐蚀断口特征

1、断口平整，不存在塑性变形，象陶瓷断口。2、主要发生在受拉应力时，断口主裂纹与拉力方向垂直。

3、应力腐蚀破裂多发生在设备使用不久，属于低应力下的破裂。

4、应力腐蚀破裂往往是突然性断裂，没有任何先兆。

5、裂源多发生在应力集中点，如伤痕、焊件的缝等。第66页，课件共124页，创作于2023年2月1、温度

失重腐蚀：是一个化学反应过程，随温度升高而加快。

应力腐蚀：22℃时最快

温度升高敏感性下降。

某钢材不发生断裂的最高强度值可以从24℃的HRC15增加到93℃的HRC35二、硫化氢对金属损伤的影响因素:断裂时间温度22OC应力失重第67页，课件共124页，创作于2023年2月2、PH值

越高越不腐蚀，如果溶液中含有氧或二氧化碳，对钢材的腐蚀会加快。

第68页，课件共124页，创作于2023年2月3、硫化氢浓度

一般浓度越高腐蚀速度越快，但高于某一浓度时变慢

300-500ppm腐蚀速度硫化氢浓度PPM温度=26。7℃03006001200第69页，课件共124页，创作于2023年2月4、钢材自身的影响：硫化氢腐蚀时材料的影响因素最为显暑，影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织、强度、硬度以及合金元素等等。第70页，课件共124页，创作于2023年2月A、金相组织

索氏体中碳化物呈均匀球形分布者，抗H2S腐蚀好，珠光体的抗硫性能次之,马氏体最差；焊接处金属组织呈马氏体，缺陷多，易聚集氢分子，造成严重氢脆。

因此，在H2S环境的钢材设备要尽量避免损伤表面或对设备进行冷加工，尽量减少残余应力。第71页，课件共124页，创作于2023年2月B、硬度

要求：硬度小于HRC22，H2S易使原来比较软的金属变硬，而原来较硬的金属变脆而破裂，所以，较硬的金属易受H2S的应力腐蚀。

C、存在应力集中和内应力(避免冷加工,减少残余应力)，冷加工后的钢材不仅使冷变形区的硬度增大，而且还产生一个很大的残余应力。

第72页，课件共124页，创作于2023年2月对硬度HRC≤22碳素钢在正常情况下是安全的，而对冷轧或冷轧半成品则必须在T≥620度的温度下回火，使其硬度HRC≤22；对焊接或铸造的低合金钢或中合金钢建议采用退火或淬火后再进行T≥620度的高温回火。合金元素：第73页，课件共124页，创作于2023年2月四川局威远23井，下入7″（N-80）的技术套管，对丝扣连接不放心，在连接处电焊加固，而这口井恰好含H2S，因井口压力大，很快就将焊口蹩破，井口被抬起，引起爆炸着火，火焰高达100米，3分钟后井架倒塌，烧了44天，损失1亿多元。第74页，课件共124页，创作于2023年2月5、时间:应尽量减少硫化氢溶液有管材的接触时间.第75页，课件共124页，创作于2023年2月三、硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤的预防1、选用抗硫管材：成份合理采用有害元素含量很低的纯净钢材良好的淬透性和均匀细小的回火组织，硬度波动尽可能小回火稳定性好，回火温度高（大于600度）良好的韧性消除残余拉应力第76页，课件共124页，创作于2023年2月对浅、中深井尽量使用无机械伤痕、未冷加工的低硬度钻杆；在硫化氢环境中使用的管材最大硬度不许高于HRC22，焊接及热影响区应进行淬火+回火处理调质处理，使之硬度小于HRC22；对最小屈服强度大于655Mpa的钢材应进行淬火+回火处理，以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力。第77页，课件共124页，创作于2023年2月原理：金属表面氧化生成钝化膜或改变金属腐蚀电位起保护作用。主要有：铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、磷酸盐等2、加入缓蚀剂第78页，课件共124页，创作于2023年2月3、控制溶液的PH值提高溶液PH值降低溶液中H+含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力，维持PH值在9~11之间，不仅可有效预防硫化氢腐蚀，又可同时提高钢材疲劳寿命。第79页，课件共124页，创作于2023年2月

在地面设备、井口装置、井下工具中，都有橡胶、浸油石墨、石棉绳等非金属材料作密封件。它们在硫化氢环境中使用一段时间后，橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性；浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。此外，硫化氢对水基钻井液具有较大的污染，它会使钻井液性能发生变化，如密度下降，PH值下降，粘度上升，以至形成不动的冻胶，颜色变为瓦灰色、墨色或墨绿色。五、硫化氢对非金属材料的腐蚀第80页，课件共124页，创作于2023年2月

防硫应急预案第81页，课件共124页，创作于2023年2月一、应急预案的制定

应急预案——也叫应急救援预案。意思是“应对紧急突发事故的救援方案”。指在发生事故时，所采取的消除、减少事故危害和防止事故恶化，最大限度降低事故损失的措施。预案——指事先预测危险源、危险目标可能发生事故的类别、危害程度，而制定的事故应急救援方案。第82页，课件共124页，创作于2023年2月北京市供热事故应急预案、环境污染和生态破坏突发事件应急预案、食物中毒事件应急预案、职业中毒事件应急预案、重特大传染病疫情应急预案、处置突发恐怖袭击事件和重大刑事案件工作预案。大风及沙尘暴、浓雾、冰雪、强降雨应急预案。第83页，课件共124页，创作于2023年2月（一）、制定应急预案的重要性

1、制定预案是国家法律、法规的要求。《中华人民共和国安全生产法》第五章第68条、第69条就安全生产制定预案问题作了明确规定；国家安全生产监督管理局及集团公司也都有相应的规定。2、制定预案可以减少事故中人员伤亡和财产损失。第84页，课件共124页，创作于2023年2月

据统计，2003年上半年，全国共发生一次死亡10人以上的特大事故68起，死亡1238人。每年各类事故造成的经济损失至少在40000亿元以上。应急救援不力是生产安全事故后果严重的主要原因之一。国家安全生产专家刘铁民研究员曾指出：“如果有完善的应急救援措施，至少可以减少30%—50%的人员伤亡和经济损失。第85页，课件共124页，创作于2023年2月

3、制定预案可以防止事故扩大，及时实施救援，最大限度地降低损失。如不防范或防范不力，事故是可以逐级放大的，超过了一定的“度”，事故的性质就会发生根本性的转变。4、制定预案是实现本质安全运行管理的需要。5、通过预案的编制，可以发现预防系统的缺陷，从而修改、完善预防系统，促进事故预防工作。第86页，课件共124页，创作于2023年2月（二）、制定应急预案的原则

1、制定预案应遵循预防为主的原则。所谓“防患于未然”、“防微杜渐”。2、制定预案必须坚持统一领导、统一组织、统一指挥的原则。3、制定预案前应对作业区内和可能涉及到的范围的环境、人员、设施进行调查，尤其对公共聚集地要心中有数。第87页，课件共124页，创作于2023年2月

4、制定预案应充分考虑公众的利益。应急预案不仅仅是为了自身利益，更是为了维护所在地公众的利益。5、预案的内容应符合所在国的有关法律、法规和标准。6、坚持单位自救和社会救援相结合的原则。7、预案应人人皆知，保存在有利于启动的地方。第88页，课件共124页，创作于2023年2月（三）、制定预案的要求

1、领导和专家相结合的方式。2、科学分析、充分论证，严谨、统一、完整，具有科学性。3、应急预案应符合当地的客观情况，便于操作，达到迅速控制事故的目的。4、应急预案制定或修订后，必须经本级安全生产第一责任人审批，报上一级主管部门批准后到相应部门备案以备实施，确保预案的法律保证和权威性。第89页，课件共124页，创作于2023年2月（四）、应急预案的内容

应急预案应包括以下内容但不限于以下内容。可根据实际情况增改。1、应急救援的组织机构和职责。2、应急救援及控制措施，包括抢险救护等。3、应急通讯，如报警、呼叫消防、医院等内外部联络方式及号码。4、预先告知危险区内政府和居民的规定。第90页，课件共124页，创作于2023年2月井队常见的应急预案1、井喷应急预案2、火灾应急预案3、交通事故应急预案4、防H2S应急预案5、急救应急预案----触电、烧伤、溺水、机械伤害、急性中毒、传染病处理、放射性伤害6、自然灾害应急预案第91页，课件共124页，创作于2023年2月预先通知危险区内居民的规定应包括：硫化氢的危险和特点。紧急反应方案的必要性。硫化氢可能的来源。紧急情况发生时通知给公众的方式。紧急情况发生时所应采取的步骤。第92页，课件共124页，创作于2023年2月预案中还应包括的附加信息：安全撤离路线安全救生设施的位置含硫化氢设施的位置附近电话或其它通信设施的位置特殊天气和地形给与指导的程序第93页，课件共124页，创作于2023年2月

5、事故发生后应采取的工艺处理措施。6、有害物质的潜在危险及应采取的应急措施。7、人员的撤离及危险区隔离计划。8、应急物资、器材的配备。9、应急逃生及善后调查处理的规定。10、应急演练、评估与修订。第94页，课件共124页，创作于2023年2月预案特别注意

1、必须对井场周围2km以内的居民住宅、学校、医院、厂矿等进行勘测，并在设计书上标明位置。在有危险情况下，应立即通知上述单位人员迅速撤离。2、必须有当地医院、公安、当地政府、当地消防、急救中心的电话。3、应经常进行防硫化氢演习，井场设有专用警示牌，以警示硫化氢的出现。4、每个井队都要制定防硫化氢应急预案。第95页，课件共124页，创作于2023年2月二、硫化氢防护演练

（一）、演练的目的：演练的目的在于验证预案的可行性及符合实际情况的程度。1、检验应急指挥中心的应急能力。2、检验队伍在发生紧急情况时的适应性及相互间的协调程度。3、通过应急演练，提高职工应对紧急情况的救灾技术及能力。4、通过演练后的评估，发现预案存在的问题，提出改进意见。第96页，课件共124页，创作于2023年2月（二）、演练的要求：1、演练的计划必须细致周密，要把各级应急力量和应该配备的器材组成统一的整体。2、演练的内容是根据演练的任务要求和规模而定，演练的秩序强调时间性，演练的程序要符合逻辑。3、演练用的记号、标志和指令要统一。4、检查项目和考核内容标准清楚，易与考核评价。5、演练的模拟条件要有一定的广度。第97页，课件共124页，创作于2023年2月

（三）、演练分类：

应急演练分为室内演练（台面演练）和现场演练两种。现场演练：按事故预想设置实地演练，现场演练又可分为单项演练、部分演练、综合演练。

第98页，课件共124页，创作于2023年2月

（四）、演练的评审（评估）演练后的评估是每个演练者再次学习和全面提高的机会。对组织指挥者来说，通过评估可以发现应急预案中的问题，有针对性修改、完善预案。演练评估后要形成书面报告上报上级主管部门。报告的内容包括：

1、演练中发现的主要问题。2、对演练准备情况的评价。第99页，课件共124页，创作于2023年2月

3、对预案有关程序、内容的建议和改进意见。4、对器材、训练设备方面的改进意见。5、演练的最佳顺序和时间的建议。6、对演练预想设置的意见。7、对演练指挥机关的意见。8、其它事宜。

演练后要对预案中存在的问题及时修订。修订后的应急预案要及时通知所有参与应急预案的有关人员。

第100页，课件共124页，创作于2023年2月防硫化氢应急预案示例第101页，课件共124页，创作于2023年2月现场应急领导小组及职责组成组长：甲方工程监督、钻井队长副组长：钻井工程师、安全员、副队长、支部书记、地方政府应急组织负责人。成员：钻台大班、大班司钻、电气（机械）工程师、泥浆组长、司钻、副司钻、卫生员、电工、材料员、成本员、地质小队长，地方应急组织安全负责人。第102页，课件共124页，创作于2023年2月小组职责：组长职责：钻井工程师职责：安全员职责：副队长职责：支部书记职责：第103页，课件共124页，创作于2023年2月各行动小组当班控制组：现场抢险突击组现场医疗救护组安全警戒组第104页，课件共124页，创作于2023年2月资源配备人力资源—主要岗位人员情况一览表井场逃生路线图.井场布置图.周边居民分布图.应急设备配置表.第105页，课件共124页，创作于2023年2月硫化氢应急预案一、应包括的内容：应急组织机构应急岗位职责现场监测制度应急程序---报告程序、人员撤离程序、点火程序。培训与演练:钻井队、试油队、修井作业的防喷演习要和防硫化氢演习同时进行，每天进行一次H2S防护演习，一旦所有工作人员的练习都满意后可改为一星期一次。第106页，课件共124页，创作于2023年2月某井队防H2S应急预案一旦发现硫化氢气体应迅速报警，令在场人员尽快戴上呼吸器，除留必要人员在场进行处理外，其它人员应逆风向离开现场。同时应紧急报告公司应急指挥中心和地方政府，并协助危险区域内的居民疏散。第107页，课件共124页，创作于2023年2月某井队H2S溢出紧急处理程序当监测到空气中的硫化氢浓度达到20mg/m3时，应立即启动以下应急处理程序：1）听到报警信号后，各行动小组迅速赶赴现场，危险作业区人员必须在45秒内戴好空气呼吸器，所有非工作人员立即到上风口的安全区集合。2）当班控制组按“四.七”关井，立即控制井口。3）队长立即向上级应急指挥中心汇报，并取得当地各部门的支援。4）现场抢险突击组支援当班控制组做好抢险工作。5）医疗小组带上药品到集合点，并清点人数。6）援救队戴上呼吸器按指定的线路搜救未到人员。7）安全警戒组负责安全防护器材的现场提供。8）安全警戒组负责对周边有毒有害物质的监测，负责第108页，课件共124页，创作于2023年2月通知周围所有的居民撤离到安全区以外，做好交通管制，确定集合点和撤离线路。9）安全官负责现场尝试监测,监督现场抢险的安全工作10)当班控制组完成井口控制后,根据指令尽快压井.11)当井喷无法控制时,应立即采取措施放喷,必要时启动失控点火程序.12)接到撤离指令后,各小组立即撤离现场措施,安全警戒组做好周边3000M或5000M内的居民撤离.13)根据中毒情况将中毒人员送入医院接受治疗.14)启动失控点火程序.—要先测量可爆气体浓度.15)井喷控制后,撤离各种抢险物资,做好居民返回.16)各小组做好相应的行动记录.第109页，课件共124页，创作于2023年2月应急预案编制的内容机构和职责：应包括钻井各相关方的组