104-2009 空气钻井井下燃爆控制技术规范

Q/SYCQZ 川庆钻探工程有限公司企业标准
Q/SYCQZ104—2009空气钻井井下燃爆控制技术规范
2009-02-13发布2009-03-13实施川庆钻探工程有限公司发布
目 次
前 言 (II)
1 范围 (1)
2 术语和定义 (1)
3 燃爆条件 (1)
4 控制方法 (1)
附录 A （资料性附录）常温、常压下空气环境中单一组分可燃气体燃爆极限 (2)
附录 B （资料性附录）常温、常压下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆极限计算 (3)
附录 C （资料性附录）不同温度、压力下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆极限修正 (4)
前 言
本规范附录A、附录B和附录C均为资料性附录。

本规范按GB/T 1.1-2000《标准的结构和编写规则》、GB/T 1.2-2002《标准中规范性技术要素内容的确定方法》进行编写和表述。

本规范由川庆钻探工程有限公司提出。

本规范由川庆钻探工程有限公司钻井专业标准化技术委员会归口。

本规范主要起草单位：川庆钻探工程有限公司钻采工艺技术研究院。

本规范参加起草单位：西南石油大学。

本规范主要起草人：艾惊涛、李永杰、邓虎、张林。

空气钻井井下燃爆控制技术规范
1 范围
本规范界定了空气钻井作业井下燃爆条件、控制方法等内容。

本规范适用于陆上空气钻井作业。

2 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准
2.1 空气钻井 Air drilling
以空气或空气与液体的混合物作为循环介质的钻井，包括空气、空气雾化、空气泡沫钻井。

2.2 井下燃爆 Downhole burning and explosion
空气钻井过程中，钻遇油气时发生的井下燃烧、爆炸。

3 燃爆条件
3.1可燃气体燃爆极限
3.1.1 常温、常压下空气环境中单一组分可燃气体燃爆极限值参见附录A。

3.1.2多组分混合可燃气体常温、常压下空气环境中燃爆极限可根据各组分的燃爆极限值进行估算，计算公式参见附录B。

3.1.3在不同温度、压力条件下空气环境中混合可燃气体燃爆极限值的确定，采用修正公式进行计算，计算公式参见附录C。

3.2氧气浓度
混合可燃气体燃爆氧含量的临界值为8% 。

3.3火源
岩屑碰撞、钻具摩擦、钻头冲击或密闭空间等因素均可形成井下火源。

4 控制方法
4.1 取样口应设置可燃气体监测装置，进行连续监测。

4.2 发现油气显示，停止钻进，循环观察，全烃含量持续低于3 % ，控制钻时钻进；全烃含量持续超过3%，应切断空气气源，倒放喷管线放喷点火。

4.3钻遇油气显示，若环空不畅，不应采用空气蹩通环空，宜转换为其它钻井介质。

4.4全烃含量低于3%条件下的起下钻作业要求：
4.4.1排砂管出口设置常明火。

4.4.2起钻前加大注气量循环，采用旋转控制头密封钻具起钻，开启钻台上下防爆风扇并对可燃气体进行连续监测。

4.4.3下钻时应采用旋转控制头密封下钻，开启钻台上下防爆风扇并进行连续气体监测，下钻后采用小排量置换井筒内可燃气体后方可继续作业。

4.5空气钻井期间，监测到可燃气体、氧气浓度下降，二氧化碳或一氧化碳浓度上升等燃爆迹象，应立即停止钻进，停止注入空气，防止井下再次燃爆。

Q/SYCQZ 104—2009
附 录 A
（资料性附录）
常温、常压下空气环境中单一组分可燃气体燃爆极限
A1常温、常压下空气环境中单一组分可燃气体燃爆极限表A.1
A.1常温、常压下空气环境中单一组分可燃气体燃爆极限表
序号可燃气体分子式燃爆下限X1(%) 燃爆上限X2(%)
1 甲烷CH4 5.0 15.0
2 乙烷C2H6 3.0 12.5
3 丙烷C3H8 2.1 9.5
4 丁烷C4H10 1.
5 8.5
5 异丁烷C4H10 1.8 8.4
6 戊烷C5H12 1.4 8.0
7 异戊烷C5H12 1.3 7.6
Q/SYCQZ 104—2009
附 录 B
（资料性附录）
常温、常压下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆极限计算
B1 常温、常压下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆极限计算式：
%
100100
332211×+
+++=n n
m L V L V L V L V L L …………………………(B.1)
式中：
Lm ——爆炸性混合气的燃爆极限(％)；
L1、L2、L3、… Ln ——组成混合气各组分的燃爆极限(％)；
V1、V2、V3、…Vn ——各组分在混合气中的浓度(％)；
V1+V2+V3+…Vn=100。

Q/SYCQZ 104—2009
附 录 C
（资料性附录）
不同温度、压力下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆极限修正
C1 不同温度、压力下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆上限修正公式：
-4[20.6log 1]][1810(-25)]pt U U L L p t =+++× …………………………(C.1)
式中：
pt U L ——在压力p、温度t 下，燃爆浓度上限（％）；
U L ——在常压(p=0.1MPa)、温度为t=25℃时的燃爆浓度上限（%）；
p ——燃气绝对压力（MPa）；
t ——燃气温度（℃） 。

C2 不同温度、压力下空气环境中多组分混合可燃气体燃爆下限修正公式：
4[1810(25)]t L L L L t −=−×− …………………………(C.2) 式中：
t
L L —温度t 时的燃爆下限（％）；
L L —在温度为t=25℃时的燃爆下限（％）；
t —燃气温度（℃）。