硫化氢防护技术.pptx

1、 一、一、SY/T6137SY/T613720052005含硫化氢的油气生产和天然气处理装含硫化氢的油气生产和天然气处理装 置作业的推荐做法置作业的推荐做法 二、二、SY/T6277SY/T627720052005含硫油气田硫化氢监测与人身安全防含硫油气田硫化氢监测与人身安全防 护规程护规程 三、三、SY/T6610SY/T661020052005含量硫化氢油气井井下作业推荐做法含量硫化氢油气井井下作业推荐做法 四、四、SY/T5087SY/T508720052005含硫化氢油气井安全钻井推荐作法含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 五、五、 SY/T5225SY/T5225- -20062006石

2、油与天然气钻井开发储运防火防爆石油与天然气钻井开发储运防火防爆 生产技术规程生产技术规程 六、华北油田井下作业井控实施细则六、华北油田井下作业井控实施细则20092009 七、华北油田钻井井控实施细则七、华北油田钻井井控实施细则20092009 课件引用行业标准课件引用行业标准： 学学 习习 内内 容容 一、硫化氢及二氧化硫的基本知识一、硫化氢及二氧化硫的基本知识 二、硫化氢的检测与防护 三、含硫化氢地区作业应急管理 四、硫化氢中毒现场急救 五、井下作业硫化氢防护 六、钻井作业硫化氢防护 七、案例分析 一、硫化氢的基本知识一、硫化氢的基本知识 1 1、硫化氢物理性质、硫化氢物理性质 （1 1）

3、剧毒：剧毒：毒性仅次于氰化物，是致命的气体。至于人死毒性仅次于氰化物，是致命的气体。至于人死 亡浓度为亡浓度为750mg/m750mg/m （500ppm500ppm），正常条件下，硫化氢对人的），正常条件下，硫化氢对人的 安全临界浓度是安全临界浓度是30mg/m30mg/m （20ppm20ppm）。）。 （2 2）无色气体，沸点为）无色气体，沸点为- -6060。 （3 3）相对密度相对密度1.1891.189，比空气重，比空气重( (空气空气0.967)0.967)，易在低洼处，易在低洼处 聚集（聚集（H2SH2S密度为密度为1.593Kg/m1.593Kg/m , ,空气密度空气密度1

4、.293kg/m1.293kg/m ） （4 4）在）在0.130.13- -4.6ppm4.6ppm浓度范围内可闻到臭蛋味浓度范围内可闻到臭蛋味。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 （1 1）化学分子式：）化学分子式：H H2 2S S，分子量：，分子量：34.0834.08； （2 2）当浓度在）当浓度在4.34.346%46%时，在空气中形成的混合气体遇火时，在空气中形成的混合气体遇火 爆炸（甲烷爆炸浓度为爆炸（甲烷爆炸浓度为5 515%15%） （3 3）燃点为）燃点为260260（甲烷为（甲烷为595595），），燃烧时为蓝色火焰燃烧时为蓝色火焰, , 并生成危害

5、人眼睛和肺部的并生成危害人眼睛和肺部的SOSO2 2。 2H2S+2O2=S+2H2O+SO2 （4 4）H H2 2S S的浓度的浓度8 8- -12PPm12PPm时有刺激感，时有刺激感，100PPm100PPm时只能呆几分时只能呆几分 钟，钟，500PPm500PPm时有窒息感，可致人眼、喉和呼吸道发炎。时有窒息感，可致人眼、喉和呼吸道发炎。 （5 5）易溶于水和油，）易溶于水和油，2020、1 1个大气压下，一体积水可溶个大气压下，一体积水可溶 解解2.92.9体积的体积的H H2 2S S。 （6 6）H H2 2S S及其水溶液对金属有强烈的腐蚀作用。及其水溶液对金属有强烈的腐蚀作

6、用。 2 2、硫化氢的化学性质、硫化氢的化学性质 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 3 3、硫化氢接触限值、硫化氢接触限值 （1 1）阈限值：几乎所有工作人员长期暴露都不会产生）阈限值：几乎所有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的最大浓度。不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。 15mg/m15mg/m (10ppm)(10ppm)。 （2 2）安全临界浓度：工作人员在露天安全工作）安全临界浓度：工作人员在露天安全工作8h 8h 可可 接受的硫化氢气体的最高浓度。接受的硫化氢气体的最高浓度。30mg/m30mg/m (20ppm)(20ppm)。

7、 （3 3）危险临界浓度：对生命和健康会产生不可逆转的）危险临界浓度：对生命和健康会产生不可逆转的 或延迟性的影响。或延迟性的影响。 150mg/m150mg/m (100ppm)(100ppm)。到达此浓度，现。到达此浓度，现 场作业人员应按预案立即撤离现场。此浓度也是硫化氢场作业人员应按预案立即撤离现场。此浓度也是硫化氢 检测的三级报警值。检测的三级报警值。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 （4 4）即时危险浓度：）即时危险浓度：对生命或健康有即时危险对生命或健康有即时危险 的的浓度。达到此浓度，会立即对生命生命造成的的浓度。达到此浓度，会立即对生命生命造成 威胁，或

8、对健康造成不可逆转的会滞后的不良影威胁，或对健康造成不可逆转的会滞后的不良影 响，或将影响人员撤离危险环境的能力。响，或将影响人员撤离危险环境的能力。 450mg/m450mg/m (300ppm)(300ppm) （5 5）致人死亡的浓度：）致人死亡的浓度：硫化氢致人死亡浓度为硫化氢致人死亡浓度为 750mg/m750mg/m （500ppm)500ppm)。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 4 4、硫化氢对人体的危害：、硫化氢对人体的危害： 吸入高浓度吸入高浓度 大于大于150mg/m150mg/m （100ppm100ppm） 的硫化氢的硫化氢 气体会导致气喘，脸色

9、苍白，肌肉痉挛；当硫化氢气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当硫化氢 浓度大于浓度大于1050mg/m1050mg/m (700ppm(700ppm）时，人很快失去知觉时，人很快失去知觉 ，几秒钟后就会窒息，呼吸系统和心脏停止工作，几秒钟后就会窒息，呼吸系统和心脏停止工作， 如果未及时抢救，会迅速死亡；而当硫化氢气体浓如果未及时抢救，会迅速死亡；而当硫化氢气体浓 度大于度大于3000mg/m3000mg/m (2000ppm)(2000ppm)时，人体只需吸一口硫时，人体只需吸一口硫 化氢气体，就很难抢救而立即死亡。化氢气体，就很难抢救而立即死亡。 （罗家（罗家16H16H井：井：含含H H2

10、 2S:125g/mS:125g/m ） 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 H2S PPm 危危 害害 程程 度度 0.134.6 可嗅到臭鸡蛋味可嗅到臭鸡蛋味，一般对人体不产生危害一般对人体不产生危害 4.610 刚接触有刺热感刚接触有刺热感，但会很快消失但会很快消失 1020 我国临界浓度规定为我国临界浓度规定为20PP，超过此浓度必须戴防毒面具超过此浓度必须戴防毒面具 50 允许直接接触允许直接接触10分钟分钟 100 刺激咽喉刺激咽喉，310分钟会损伤嗅觉和眼睛分钟会损伤嗅觉和眼睛，轻微头痛轻微头痛、接触接触4h以以 上上导致死亡导致死亡 200 立即破坏嗅觉系统立

11、即破坏嗅觉系统，时间稍长咽时间稍长咽、喉将灼伤喉将灼伤，导致死亡导致死亡 500 失去理智和平衡失去理智和平衡，215分钟内出现呼吸停止分钟内出现呼吸停止，如不及时如不及时抢抢 救救，将导致死亡将导致死亡 700 很快失去知觉很快失去知觉，停止呼吸停止呼吸，若不立即抢救将是死亡若不立即抢救将是死亡 1000 立即失去知觉立即失去知觉，造成死亡造成死亡，或永久性脑损或永久性脑损，智力损残智力损残 2000 吸上一口吸上一口，将立即死亡将立即死亡，难于抢救难于抢救 5 5、硫化氢中毒机理：、硫化氢中毒机理： 硫化氢是一种剧毒、窒息性气体，是强烈的神经毒物，硫化氢是一种剧毒、窒息性气体，是强烈的神经

12、毒物， 硫化氢对人体的危害有麻痹神经和腐蚀粘膜作用。硫化氢对人体的危害有麻痹神经和腐蚀粘膜作用。 硫化氢硫化氢中毒机理：中毒机理：硫化氢主要经呼吸道进入人体，经肺硫化氢主要经呼吸道进入人体，经肺 部进入血液，与血液中的溶解氧发生化学反应，当硫化氢的部进入血液，与血液中的溶解氧发生化学反应，当硫化氢的 浓度极低时，它将被氧化，对人体威胁不大。而浓度较高时浓度极低时，它将被氧化，对人体威胁不大。而浓度较高时 ，将夺去血液中的氧，阻断细胞内呼吸导致全身性缺氧。中，将夺去血液中的氧，阻断细胞内呼吸导致全身性缺氧。中 枢神经对缺氧最敏感，首先会受到损害，由于中枢神经麻痹枢神经对缺氧最敏感，首先会受到损害

13、，由于中枢神经麻痹 ，使人丧失意识，而出现全身中毒反应，甚至死亡。，使人丧失意识，而出现全身中毒反应，甚至死亡。有事例有事例 表明血液中存在酒精能加剧硫化氢的毒性。表明血液中存在酒精能加剧硫化氢的毒性。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 硫化氢接触湿润粘膜后与组织中的碱性物质结合成硫硫化氢接触湿润粘膜后与组织中的碱性物质结合成硫 化纳，具有腐蚀性，造成眼和呼吸道的损害。化纳，具有腐蚀性，造成眼和呼吸道的损害。 硫化氢经粘膜吸收快，皮肤吸收甚慢。但当皮肤出汗硫化氢经粘膜吸收快，皮肤吸收甚慢。但当皮肤出汗 时，硫化氢接触汗液并溶解成氢硫酸，对皮肤有一定的刺时，硫化氢接触汗液并溶

14、解成氢硫酸，对皮肤有一定的刺 激作用。激作用。 硫化氢带有臭鸡蛋味，在低浓度下，通过硫化氢的气硫化氢带有臭鸡蛋味，在低浓度下，通过硫化氢的气 味特性能检测到它的存在。味特性能检测到它的存在。但不能依靠气味来警示危险浓但不能依靠气味来警示危险浓 度，度，因为处于高浓度超过因为处于高浓度超过 150 mg/m150 mg/m （100 100 ppmppm）的硫）的硫 化氢环境中，人会由于嗅觉神经受到麻痹而快速失去嗅觉化氢环境中，人会由于嗅觉神经受到麻痹而快速失去嗅觉 。长时间处于低硫化氢浓度的大气中也会使嗅觉灵敏度减。长时间处于低硫化氢浓度的大气中也会使嗅觉灵敏度减 弱。弱。 警示：应充分认识到

15、硫化氢能使嗅觉失灵，使人 不能发觉危险性高浓度硫化氢的存在。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 二、二氧化硫的基本知识二、二氧化硫的基本知识 1 1、二氧化硫的性质、二氧化硫的性质 二氧化硫是硫化氢在空气中燃烧的产物，二氧化硫是硫化氢在空气中燃烧的产物，二氧二氧 化硫的化学分子式：化硫的化学分子式：SOSO2 2；分子量：；分子量：64.0664.06；通常物；通常物 理状态：理状态： 无色气体，比空气重；无色气体，比空气重；沸点：沸点：- -10.010.0（ 1414）；可燃性：不可燃，由硫化氢燃烧形成；溶）；可燃性：不可燃，由硫化氢燃烧形成；溶 解性：易溶于水和油，溶

16、解性随溶液温度升高而降解性：易溶于水和油，溶解性随溶液温度升高而降 低。低。 气味和警示特性：有硫燃烧的刺激性气味，具气味和警示特性：有硫燃烧的刺激性气味，具 有窒息作用，有窒息作用，在鼻和喉粘膜上形成亚硫酸。在鼻和喉粘膜上形成亚硫酸。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 2 2、二氧化硫对人体的危害、二氧化硫对人体的危害 （1）急性中毒：吸入一定浓度的二氧化硫会引起人吸入一定浓度的二氧化硫会引起人 身伤害甚至死亡。身伤害甚至死亡。暴露浓度低于暴露浓度低于 54 mg/m54 mg/m （20 20 ppmppm），会），会 引起眼睛、喉、呼吸道的炎症，胸痉挛和恶心。暴露浓度

17、超引起眼睛、喉、呼吸道的炎症，胸痉挛和恶心。暴露浓度超 过过 54 mg/m54 mg/m （20 20 ppmppm），可引起明显的咳嗽、打喷嚏、眼），可引起明显的咳嗽、打喷嚏、眼 部刺激和胸痉挛。暴露于部刺激和胸痉挛。暴露于 135 mg/m135 mg/m （50 50 ppmppm）中，会刺激）中，会刺激 鼻和喉，流鼻涕、咳嗽和反射性支气管缩小，使支气管黏液鼻和喉，流鼻涕、咳嗽和反射性支气管缩小，使支气管黏液 分泌增加，肺部空气呼吸难度立刻增加（呼吸受阻）。大多分泌增加，肺部空气呼吸难度立刻增加（呼吸受阻）。大多 数人都不能在这种空气中承受数人都不能在这种空气中承受 15 min 15

18、 min 以上。据报道，暴露以上。据报道，暴露 于高浓度中产生的剧烈的反映不仅包括眼睛发炎、恶心、呕于高浓度中产生的剧烈的反映不仅包括眼睛发炎、恶心、呕 吐、腹痛和喉咙痛，随后还会发生支气管炎和肺炎，甚至几吐、腹痛和喉咙痛，随后还会发生支气管炎和肺炎，甚至几 周内身体都很虚弱。周内身体都很虚弱。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 （2 2）慢性中毒：）慢性中毒：有报告指出，长时间暴露有报告指出，长时间暴露 于二氧化硫中可能导致鼻咽炎、嗅、味觉的于二氧化硫中可能导致鼻咽炎、嗅、味觉的 改变、气短和呼吸道感染危险增加，有些人改变、气短和呼吸道感染危险增加，有些人 明显对二氧化硫

19、过敏。肺功能检查发现在短明显对二氧化硫过敏。肺功能检查发现在短 期和长期暴露后功能有衰减。期和长期暴露后功能有衰减。 工作工作安排必须考虑任何原有的慢性呼吸疾安排必须考虑任何原有的慢性呼吸疾 病，因暴露于二氧化硫中能使其病情恶化病，因暴露于二氧化硫中能使其病情恶化。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 我国我国石油天然气行业标准石油天然气行业标准SY/T6610SY/T6610- -20052005含硫化氢油气含硫化氢油气 井井下作业推荐作法井井下作业推荐作法中规定：中规定：二氧化硫的阈限值（工作人二氧化硫的阈限值（工作人 员长期暴露都不会产生不利影响的有毒物质在空气中的最大

20、员长期暴露都不会产生不利影响的有毒物质在空气中的最大 浓度）为浓度）为5.4 mg/m5.4 mg/m （2ppm2ppm）；二氧化硫安全临界浓度（工作；二氧化硫安全临界浓度（工作 人员在露天安全工作人员在露天安全工作8 8小时可接受的硫化氢最高浓度）为小时可接受的硫化氢最高浓度）为 13.5mg/m13.5mg/m （5ppm5ppm）；启动立即行动计划（通知相关方）浓度）；启动立即行动计划（通知相关方）浓度 27mg/m27mg/m （10ppm10ppm）；即时危险浓度（对生命或健康有即时危）；即时危险浓度（对生命或健康有即时危 险）的浓度（险）的浓度（IDLHIDLH）为）为270 m

21、g/m270 mg/m 。（。（100ppm100ppm） 3 3、二氧化硫的职业接触限值、二氧化硫的职业接触限值 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 空气中的浓度 暴露于二氧化硫的典型特性 ppm mg/m3 1 2.71 具有刺激性气味，可能引起呼吸改变。 2 5.42 阈限值 5 13.50 灼伤眼睛，刺激呼吸，对嗓子有较小的刺激。 12 32.49 刺激嗓子咳嗽，胸腔收缩，流眼泪和恶心。 100 271.00 立即对生命和健康产生危险的浓度 150 406.35 产生强烈的刺激，只能忍受几分钟 500 1354.50 即使吸入一口，就产生窒息感。应立即救治，提供 人工

22、呼吸或心肺复苏技术 1000 2708.99 如不立即救治会导致死亡，应马上进行人工呼吸或 心肺复苏 不同浓度下二氧化硫对人体的危害不同浓度下二氧化硫对人体的危害 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 三、有害气体浓度的概念三、有害气体浓度的概念 描述有害气体浓度有两种方式，即体积分数和密度。描述有害气体浓度有两种方式，即体积分数和密度。由于由于 我国采用的是国际单位制，用密度表示气体浓度，而进口监我国采用的是国际单位制，用密度表示气体浓度，而进口监 测仪器采用的是体积比，用测仪器采用的是体积比，用ppmppm来表示气体浓度，在对比时要来表示气体浓度，在对比时要 进行必要的换算

23、。进行必要的换算。 体积分数：即指有害气体在空气中的体积比。体积分数：即指有害气体在空气中的体积比。 常用常用ppmppm（ part per part per milliommilliom）表示。）表示。 ppmppm浓度是指百万分比浓度，即：浓度是指百万分比浓度，即：1ppm=1/10000001ppm=1/1000000。形象形象 的说，的说，1ppm1ppm就是一立方厘米的有害气体在一立方米空气中均就是一立方厘米的有害气体在一立方米空气中均 匀扩散后的浓度。匀扩散后的浓度。 体积质量：指有害气体在一立方米空气中的质量，单位为体积质量：指有害气体在一立方米空气中的质量，单位为 mg/mm

24、g/m 。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 在标准状态下，浓度与密度的换算公式：在标准状态下，浓度与密度的换算公式： X=22.4A/M X：有害物质的：有害物质的ppmppm值值 A：有害物质的密度（：有害物质的密度（mg/mmg/m ） M：有害物质的分子量（摩尔质量，克：有害物质的分子量（摩尔质量，克/ /摩尔），摩尔），硫化氢硫化氢 为为3434，二氧化硫，二氧化硫为为6464 22.422.4：常数（升：常数（升/ /摩尔）摩尔） 例：例：10 mg/m10 mg/m 硫化氢密度换算为浓度硫化氢密度换算为浓度ppmppm 解：解：X=22.4X=22.4A/M=

25、22.4A/M=22.410/34=6.58810/34=6.58810 10 = = 6.588 6.588 ppmppm 例：例：10ppm10ppm二氧化硫浓度换算为密度二氧化硫浓度换算为密度mg/mmg/m 解：解：A=XA=XM/22.4=10M/22.4=1064.06/22.4=28.59 mg/m64.06/22.4=28.59 mg/m 6 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 四、硫化氢的来源四、硫化氢的来源 硫化氢是由硫和氢结合而成的气体。硫和氢都存在于硫化氢是由硫和氢结合而成的气体。硫和氢都存在于 动植物的机体中，在高温、高压及细菌的作用下，经分解动植物

26、的机体中，在高温、高压及细菌的作用下，经分解 可产生硫化氢。对油气井硫化氢的来源，可归结于以下几可产生硫化氢。对油气井硫化氢的来源，可归结于以下几 个方面：个方面： 1 1、热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生出、热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生出 硫化氢。硫化氢。因地层埋藏越深，地温越高，硫化氢含量将随地因地层埋藏越深，地温越高，硫化氢含量将随地 层埋深的增加而增加。层埋深的增加而增加。 2 2、石油中的烃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高、石油中的烃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高 温还原作用而产生硫化氢。温还原作用而产生硫化氢。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢

27、及二氧化硫的基本知识 3 3、通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜，、通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜，在在 非热采区，因底水运移，将含有硫化氢的地层水推入生产井而非热采区，因底水运移，将含有硫化氢的地层水推入生产井而 产生硫化氢。产生硫化氢。 4 4、修井泥浆高温分解。修井泥浆高温分解。 （1 1）磺化酚醛树脂）磺化酚醛树脂100100分解成分解成H2SH2S。 （2 2）三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂）三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂)150)150分解成分解成H2S H2S 。 （3 3）磺化褐煤）磺化褐煤130130分解成分解成H2SH2S。 （4 4）本质素硫酸铁铬盐）

28、本质素硫酸铁铬盐180180分解成分解成H2S H2S 。 （5 5）丝扣油高温与游离硫反应生成）丝扣油高温与游离硫反应生成H2SH2S。一般含一般含H2SH2S井禁用红井禁用红 丹丝扣油。丹丝扣油。 5 5、另外在石油天然气加工、集输场所，进行管线清洗、处理、另外在石油天然气加工、集输场所，进行管线清洗、处理 时，处理剂发生化学反应而产生硫化氢。时，处理剂发生化学反应而产生硫化氢。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 五、硫化氢对油田作业系统的影响 （一）硫化氢对油田作业的腐蚀和影响 1、硫化氢造成管材的电化学腐蚀、氢脆破坏。 硫化氢溶于水形成酸性环境，对金属的腐蚀形式 有

29、电化学腐蚀，氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两 种为主，一般统称为氢脆破坏，氢脆破坏往往造成井 下管柱突然断落，地面管汇和仪表爆破，井口装置破 坏，甚至发生严重的井喷失控或火灾事故。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 （1）电化学腐蚀：也称失重腐蚀。实际上是硫化 氢在有水的条件下在金属表面产生的电化学反应。 这个反应要在有水的条件下才能成立，干燥无水的 情况下，硫化氢不产生腐蚀，因为只有在有水的情 况下，才有硫离子存在。生成物FexSy是一种疏松 的物质，因此这种腐蚀对钢材产生破坏作用。失重 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、强度减弱等现象，甚至造成

30、破裂。 Fe+H2S FexSy+2H+ H2O 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 （2 2）氢脆破坏：是）氢脆破坏：是指电化学腐蚀所指电化学腐蚀所产生的氢原子，产生的氢原子， 在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢或软钢在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢或软钢 发生氢鼓泡，高强度钢产生裂纹，使钢材变脆。发生氢鼓泡，高强度钢产生裂纹，使钢材变脆。 （3 3）硫化物应力腐蚀开裂：是指钢材在足够大外）硫化物应力腐蚀开裂：是指钢材在足够大外 加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用下发生加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用下发生 的破裂。的破裂。 现场腐蚀图片 硫化氢及二氧化

31、硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 2、硫化物应力腐蚀破坏机理： 硫化氢在金属表面有水的条件下，先对金属产生失重腐 蚀，使金属表面产生斑点、蚀坑，同时也使金属表面的水中 存在大量氢原子，这些氢原子在一般条件下绝大部分会结合 成氢分子，但在水中硫化氢和HS的浓度较大的情况下，就 大大阻止了氢原子结合成分子的速度，使金属表面存在一定 浓度的氢原子，这些氢原子中的一部分就渗入到金属的内部 ，在有缺陷的地方聚集起来，结合成氢分子。氢分子所占的 空间比氢原子所占的空间要大20多倍，这使金属内部形成巨 大内压，即在金属内部形成很大的内应力。如果金属是软钢 （20号以下的低碳钢），质地会变硬，表面会出现

32、氢泡。如 果是高硬度的钢就会变脆，延展性下降，出现破裂。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 硫化物应力腐蚀破裂的 五个特征： 1）断口平整，不存在塑性变形， 像陶瓷断口； 2）主要发生在受拉应力时，断口 主裂纹与拉力方向垂直； 3）硫化氢应力腐蚀破裂多发生在 设备使用不久，属于低应力下 破裂； 4）硫化物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。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 3、硫化氢的其他影响 （1）硫化氢还能加速非金属材料的老化：在地面设备、井口 装置、井下工具中，都有橡胶、浸油石墨、石棉填料等非金属 材料制成

33、的密封件，它们在硫化氢环境中使用一定时间后，橡 胶会产生鼓脆胀大，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。 （2）硫化氢主要是对水基泥浆具有较大的污染，它会使泥浆 性能发生很大变化，如密度下降，PH值下降，粘度上升，以至 形成流不动的冻胶，颜色变为瓦灰色、墨色、或墨绿色。 （3）硫化氢排入大气造成的环境污染。这里所说的环境污染 不单指井场空气的污染，对距井场公里内的居民、学校、机 关、厂矿等都有污染的危险。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 （二）影响硫化氢腐蚀的因素：（二）影响硫化氢腐蚀的因素： 1 1、温度温度 2 2、溶液的、溶液的PHPH值值 3

34、 3、金属性能、金属性能 在2525左右，金属 被破坏所用的时间最 短，硫化物应力腐蚀 最为活跃。温度很低 （9090 ）时，氢的扩散速度 极大，反从钢材中逸 出，也不会发生硫化 物应力腐蚀。 随着溶液PH值降低 腐蚀增加，保持PH值 大于或等于9，中和井 筒内的硫化氢。 金属材料对硫化物 应力开裂的敏感度随 PH值降低而增加。所 以含硫井作业时要求 压井液PH值大于9.5。 氢原子渗透到金属内 部，在有缺陷、组织不 均匀或应力集中处，结 合成较大内应力氢分子 ，使原来比较软的金属 变硬，较硬的金属变脆 ，易破裂。焊接件焊口 处金相组织呈马氏体， 缺陷多，易聚集氢原子 ，造成严重的氢脆。钢 材

35、表面粗糙对硫化物应 力腐蚀也有很大影响。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 六、硫化氢防护常用名词 1 1、含硫化氢天然气：、含硫化氢天然气：天然气总压等于或大于天然气总压等于或大于0.4MPa0.4MPa，而且该，而且该 气体中硫化氢分压等于或高于气体中硫化氢分压等于或高于0.0003MPa0.0003MPa；或硫化氢含量大于；或硫化氢含量大于 50PPm50PPm的天然气。的天然气。 2 2、呼吸区：、呼吸区：肩部正前方直径在肩部正前方直径在15.2415.2422.86cm22.86cm的半球形区域。的半球形区域。 3 3、基本人员：、基本人员：进行正确的、谨慎的安全

36、操作所需要的人员以进行正确的、谨慎的安全操作所需要的人员以 及对硫化氢和二氧化硫状况进行有效控制所需要的人员。及对硫化氢和二氧化硫状况进行有效控制所需要的人员。 4 4、不良通风：、不良通风：通风（自然或人工）无法有效地防止大量有毒通风（自然或人工）无法有效地防止大量有毒 或惰性气体聚集，从而形成危险。或惰性气体聚集，从而形成危险。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 5 5、现场避难所：、现场避难所：通过让居民呆在室内直至紧急疏散人员到通过让居民呆在室内直至紧急疏散人员到 来或紧急情况结束，避免暴露于有毒气体或蒸汽环境中的公来或紧急情况结束，避免暴露于有毒气体或蒸汽环境中的

37、公 共保护措施。共保护措施。 6 6、危险性告知（员工知情权）：、危险性告知（员工知情权）：执行含硫化氢油气井施工执行含硫化氢油气井施工 作业的所有员工应经常了解和掌握所在环境危险性的基本情作业的所有员工应经常了解和掌握所在环境危险性的基本情 况。业主或生产经营单位应发布所发生的危险情况及危险程况。业主或生产经营单位应发布所发生的危险情况及危险程 度和要求。度和要求。 7 7、公众知晓权：、公众知晓权：作业区域附近的居民对紧急情况下生产设作业区域附近的居民对紧急情况下生产设 施向环境释放有毒物质有知情权。业主或生产经营单位应按施向环境释放有毒物质有知情权。业主或生产经营单位应按 规定向政府有关

38、部门报告。规定向政府有关部门报告。 8 8、危险废弃物处理：、危险废弃物处理：油气作业中，对某些危险废弃物品（油气作业中，对某些危险废弃物品（ 如果有的话）的清除、处理、储存和丢弃应符合有关规范和如果有的话）的清除、处理、储存和丢弃应符合有关规范和 政府法令的要求政府法令的要求。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 9 9、人员培训：、人员培训：涉及潜在硫化氢或二氧化硫的油气开采区域涉及潜在硫化氢或二氧化硫的油气开采区域 的生产经营单位应警示所有人员（包括雇主、服务公司和承的生产经营单位应警示所有人员（包括雇主、服务公司和承 包商）作业过程中可能出现硫化氢的大气浓度超过包商）

39、作业过程中可能出现硫化氢的大气浓度超过10ppm10ppm、 二氧化硫的大气浓度超过二氧化硫的大气浓度超过2ppm2ppm的情况。在的情况。在H H2 2S S或或SOSO2 2浓度可能浓度可能 会超过规定值的区域工作的所有人员在开始工作前都应接受会超过规定值的区域工作的所有人员在开始工作前都应接受 培训。培训。 1010、硫化氢作业：、硫化氢作业：在油气勘探开发作业和生产工艺过程中，在油气勘探开发作业和生产工艺过程中， 存在或可能产生硫化氢的作业。存在或可能产生硫化氢的作业。 1111、硫化氢作业人员：、硫化氢作业人员：所有准备或已经进入含硫化氢区域施所有准备或已经进入含硫化氢区域施 工或生

40、产工艺的领导、专业技术人员、现场祖业人员和现场工或生产工艺的领导、专业技术人员、现场祖业人员和现场 监督等。监督等。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 补充：井场观测风向风速的知识补充：井场观测风向风速的知识 一、什么是风以及形成的原因和规律性一、什么是风以及形成的原因和规律性 空气空气的流动就是风。而空气流动的主要原因是平面上下气的流动就是风。而空气流动的主要原因是平面上下气 压不等造成的。压不等造成的。风总是由气压较高的地方流向气压较低的地方风总是由气压较高的地方流向气压较低的地方 。风的变化也是有其。风的变化也是有其规律性规律性。例如：在我国很多地方风向总是。例如：在

41、我国很多地方风向总是 春季以东风为主；夏季以南风为主；秋季以西风为主；冬季以春季以东风为主；夏季以南风为主；秋季以西风为主；冬季以 北风为主。北风为主。 二、风向、风速的基本概念二、风向、风速的基本概念: : 风向指的是风的来向。风向指的是风的来向。风向的表示方法一般分为风向的表示方法一般分为1616个方向个方向 。也有以度数化分的。也有以度数化分的。 风速风速的单位一般有米的单位一般有米/ /秒、公里秒、公里/ /小时。小时。 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 北 东 南 西 北 西 西北 北偏西 西偏北 硫化氢及二氧化硫的基本知识硫化氢及二氧化硫的基本知识 风速：米/秒

42、 风级 风的名称 0-0.2 0 无风 0.3-1.5 1 软风 1.6-3.3 2 轻风 3.5-5.4 3 微风 5.5-7.9 4 和风 8.0-10.7 5 清劲风 10.8-13.8 6 强风 13.9-17.1 7 疾风 17.2-20.7 8 大风 20.8-24.4 9 烈风 24.5-28.4 10 狂风 28.5-32.6 11 暴风 32.7-36.7 12 飓风 复习思考题 1、硫化氢的物理、化学性质？ 2、硫化氢对人体的主要危害是什么？ 3、阈限值、安全临界浓度、危险临界浓度定义及数值？ 4、二氧化硫的性质？二氧化硫对人体有哪些危害？ 5、 SO2阈限值、安全临界浓度

43、定义及数值？ 6、描述有害气体浓度的方式有几种？解释PPm含义？ 7、将10 mg/m 硫化氢密度换算为浓度ppm？将10ppm二氧化 硫浓度换算为密度mg/m ？ 8、硫化氢对油田作业有哪些腐蚀和影响？ 9、影响硫化氢腐蚀的因素有哪些？ 10、什么是风以及形成的原因？ 学学 习习 内内 容容 一、硫化氢及二氧化硫的基本知识 二、硫化氢的检测与防护二、硫化氢的检测与防护 三、含硫化氢地区作业应急管理 四、硫化氢中毒现场急救 五、井下作业硫化氢防护 六、钻井作业硫化氢防护 七、案例分析 第一部分 硫化氢检测技术 硫化氢的检测与防护硫化氢的检测与防护 一、用化学方法测定硫化氢的存在和一、用化学方法

44、测定硫化氢的存在和含量含量 1 1、醋酸铅试纸法：、醋酸铅试纸法： 将醋酸铅试液涂在白色试纸上，试纸仍为白色，当与硫 化氢气体接触时，会变成棕色或黑色。让试纸与被测定区空 气接触3-5分钟，根据色谱带对照图对照试纸改变颜色的深度 可判断硫化氢的浓度（在使用时注意将试纸沾上水）。是一 种定性测量方法。 试液配方：10克醋酸铅+100毫升醋酸（或蒸馏水） 测量原理：Pb(CH3COO)2+H2SPbS(棕色或黑色)+2CH2COOH 硫硫 化化 氢氢 检检 测测 技技 术术 2、安培瓶法：安培瓶内装有白色Pb(CH3COO)2固体颗粒 ，瓶口由海棉塞住，硫化氢气可通过海棉侵入瓶内与反应， 使醋酸颗

45、粒变黑，是一种定性、半定量测量方法。 3、抽样检测管法：检测管是由厂家专门生产的，管内装 有浸过Pb(CH3COO)2的固体颗粒。当含有硫化氢气体的空气 通过检测管时，空气中硫化氢的含量越高，检测管变黑的长 度就越长，可以在检测管上的刻度上读取数据，计算硫化氢 的含量。这种测量方法检测精度高，成本低，但测量操作复 杂，测量精度受检验人员熟练程度的影响。 硫硫 化化 氢氢 检检 测测 技技 术术 二、用生物监测硫化氢的存在 用生物监测硫化氢的存在是一种辅助监测方法，它不能 测定毒气种类和含量，只能显示可能有毒气或窒息性气体的 存在。由于硫化氢、二氧化碳比空气重，会在通风不良和低 洼处位置聚集，将

46、对硫化氢极为敏感的禽类放置于硫化氢可 能泄漏和聚集的位置，当硫化氢发生泄漏时，当操作人员发 现禽类被毒死时，应立即用监测仪器测定有害气体种类和含 量。（现场自己养鸡用作检测） 硫硫 化化 氢氢 检检 测测 技技 术术 三、用电子探测仪测定硫化氢的存在和含量 1、便携式 有两个浓度预警值，当浓度超过第一个 预警值时，会发出断续声光报警，当浓度超过第一 预警值的二到三倍时，将发出连续声光报警，其具 体浓度将由液晶数字屏上显示出来。该仪器设有照 明装置，在黑暗中可以使用。 2、固定式（四探头、六探头）SP-1001 硫硫 化化 氢氢 检检 测测 技技 术术 100ppm H2S/CO/C H4 三路

47、便携式 MX21 2000ppm H2S 单路便携式 GM4 100ppm H2S/CO/ SO2/CH4 四路便携式 MX2100 100ppm H2S 单路便携式 TX11 100ppm H2S 单路便携式 TX2000 100ppm H2S 四路固定式 MX42 硫硫 化化 氢氢 检检 测测 技技 术术 （一）TX2000型便携式硫化氢检测仪 1、主要技术参数： 检测原理：电化学 测量范围：030、100ppm 测量精度：5 % 响应时间：30s 防爆等级：Ex 传感器寿命： 2年显示： 带背景灯的液晶显示 声光报警：2级气体浓度瞬时报警（5ppm、10 ppm） 、超量程报警、欠压报警、故障报警 电池连续工作时间：非充电，约1000小时 硫硫 化化 氢氢 检检 测测 技技 术术 硫化氢探头 液晶显示屏 报警灯 报警器开关 电源开关 背景灯开关 2、TX2000硫化氢检测仪的使用 开机：按下面板红色ENTER按钮接通电源 使用：将硫化氢检测仪别在胸前（或呼吸 器肩带上）以便于观察液晶显示数据为宜 ，通过液晶显示器直接读出硫化氢含量（ 单位ppm）。夜间可按动背光开关打开背景 灯，当已知硫化氢浓度超标持续报警时， 可按静音开关关闭