張顥新,王艷麗
(川慶鉆探長(zhǎng)慶鉆井總公司,陜西西安 710016)
泥漿泵是石油勘探開發(fā)所需的關(guān)鍵設(shè)備,它就像人體的心臟一樣,是為石油鉆機(jī)鉆井供應(yīng)所需要的泥漿液體,沒有泥漿的連續(xù)供應(yīng),石油鉆井勘探就無(wú)法正常運(yùn)行;因此泥漿泵能否安全高效運(yùn)行,是整套鉆機(jī)能否正常鉆井的關(guān)鍵。近年來(lái),隨著油氣勘探的不斷深入和先進(jìn)鉆井工藝的不斷應(yīng)用、對(duì)安全管理要求的進(jìn)一步提高,對(duì)泥漿泵的運(yùn)行安全和檢維修工作提出了更高的要求。因此,如何保障泥漿泵安全高效運(yùn)行、降低泥漿泵檢維修作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn),成為相關(guān)技術(shù)人員研究的課題。
隨著油田勘探的不斷深入,定向井、水平井、特殊工藝井、縱式井組不斷增多,泥漿泵的泵壓也由過(guò)去的8~12 MPa 增加到現(xiàn)在的20~30 MPa(圖1)。隨著泥漿泵壓力的不斷增高,它的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也在不斷增加。綜合鉆井總公司現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的各型鉆機(jī)泥漿泵運(yùn)行情況分析,在安全運(yùn)行和檢維修方面存在以下風(fēng)險(xiǎn)。
(1)隨著勘探井深的增加和水平井的增多,井下壓力也不斷增加,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超壓后安全閥打開泄壓。但是泄壓時(shí)不能及時(shí)停泵,需要人工停泵,這樣將會(huì)給操作人員、設(shè)備、井下作業(yè)帶來(lái)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 泥漿泵工作現(xiàn)場(chǎng)
(2)由于縱式井的增多,鉆井泵隨著鉆機(jī)推移要前移,而泥漿罐不能隨著鉆機(jī)向前推移,而是每3 口井向前移動(dòng)一次,這樣就給泥漿泵泄壓管線的安裝及泄壓工作帶來(lái)了較大困難,也增加了高壓傷人的風(fēng)險(xiǎn)。
(3)泥漿泵空氣包檢查充氣閥、更換膠囊存在登高及臨邊作業(yè),人員沒有站立平臺(tái),存在滑落風(fēng)險(xiǎn)。
(4)泥漿泵安全閥的檢查、維護(hù)、保養(yǎng)是一項(xiàng)日常工作,而安全閥設(shè)計(jì)安裝位置較高、無(wú)站立平臺(tái),不便于實(shí)施檢查。另外,檢查過(guò)程是一項(xiàng)高處作業(yè),作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大,并且尾繩無(wú)系掛點(diǎn)、安全帶無(wú)法有效使用,存在高處滑跌的分析。
(5)人員在檢維修泥漿泵時(shí),需要登到泥漿泵頂部作業(yè),周圍沒有設(shè)置登高用的梯子,存在滑跌的風(fēng)險(xiǎn)。
(6)缸套、活塞的更換,在泥漿泵頭前面沒有設(shè)立操作平臺(tái),檢維修作業(yè)存在滑跌的風(fēng)險(xiǎn)。
(7)安裝泥漿泵活塞時(shí),需要兩名員工配合,一名員工手扶沖杠、另一名員工進(jìn)行敲擊作業(yè),存在榔頭打滑傷人風(fēng)險(xiǎn)。
(8)在檢維修泥漿泵液力端時(shí),泵內(nèi)殘留泥漿會(huì)直接流在地面,存在環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
圖2 空氣包檢維修平臺(tái)
針對(duì)泥漿泵在運(yùn)行和檢維修作業(yè)過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn),提出以下綜合治理方案。
(1)泥漿泵檢維修平臺(tái)的設(shè)計(jì)配套,降低在泥漿泵檢維修過(guò)程中的滑跌風(fēng)險(xiǎn)。具體做法如下:①在泥漿泵空氣包處加裝檢維修操作平臺(tái),避免更換膠囊、檢查充氣閥高處滑落的風(fēng)險(xiǎn)(圖2);②在泥漿泵液力端前部制作更換缸套、活塞的檢維修平臺(tái),并加裝欄桿,解決檢維修泥漿泵滑跌的風(fēng)險(xiǎn)(圖3);③在泥漿泵一側(cè)加裝登高的梯子,預(yù)防登高時(shí)的滑跌風(fēng)險(xiǎn)(圖4);④在泥漿泵上水管線過(guò)橋梯子上制作安裝操作平臺(tái),工作人員可以站在平臺(tái)上檢查、保養(yǎng)泥漿泵安全閥(圖5)。
圖3 活塞、缸套更換檢檢維修平臺(tái)
圖4 登高梯子
圖5 安全閥檢查平臺(tái)
(2)在泥漿泵底座緊靠安全閥位置設(shè)計(jì)加裝泄壓桶,隨泥漿泵前移,解決了泄壓管線加長(zhǎng)或懸空泄壓帶來(lái)的高壓傷人風(fēng)險(xiǎn)(該項(xiàng)設(shè)計(jì)已獲國(guó)家專利:ZL.2015 2 0836004.3)(圖6)。
(3)設(shè)計(jì)安全閥泄壓時(shí)泥漿泵自動(dòng)卸載停泵裝置,解決泥漿泵泄壓時(shí),操作人員不能及時(shí)停泵帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)(該項(xiàng)設(shè)計(jì)已獲國(guó)家專利:ZL2015 2 0836030.6)(圖7)。
(4)在泥漿泵液力端缸套頂絲下部加裝泥漿收集槽,解決泥漿泵檢維修時(shí)泥漿直接落在地面造成環(huán)境污染的問題(圖8)。
圖6 泄壓筒
圖7 自動(dòng)卸載安全閥
(5)自制套筒式手扶桿,在安裝泥漿泵活塞時(shí)將沖杠穿入套筒內(nèi),人員手扶桿把,避免了敲擊作業(yè)時(shí)人員與沖杠直接接觸,降低了榔頭打滑傷人的風(fēng)險(xiǎn)(圖9)。
圖8 加裝泥漿收集槽
圖9 套筒式手扶桿
通過(guò)以上的綜合治理方案,有效解決了在井隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢維修泥漿泵時(shí)存在的高壓傷害、高處墜落傷害、滑跌傷害、手工具傷害、環(huán)境污染等風(fēng)險(xiǎn)。
但是由于各種型號(hào)鉆機(jī)泥漿泵的擺放及結(jié)構(gòu)有一定的變化,在使用該方案時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合設(shè)備的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。同時(shí),風(fēng)險(xiǎn)控制既要控制物的不安全狀態(tài),更要控制人的不安全因素。只有通過(guò)兩種狀態(tài)的有效控制,才能將泥漿泵運(yùn)行及檢維修作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。