雷電對鉆井設(shè)備的危害及防護
雷電是自然界不可避免的災(zāi)害，而鉆井工作又是人類開掘能源無法停止的施工項目。在野外偏僻地方進行鉆井工作，必須以安全為首，提前制定出防范雷電傷害的措施，并在第一時間實施防范措施，保證施工安全。
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和油氣田鉆井技術(shù)的不斷升級，越來越多的電子設(shè)備出現(xiàn)在鉆井井場的工作流程中，這些電子設(shè)備給油氣田鉆井開采工作帶來了極大的便利，但是與此同時，這些設(shè)備更容易受到雷電的迫害，再加上鉆井井場堆放的大量易燃易爆物品，一旦遭到雷電攻擊，會給整個井場帶來一連串的影響，使鉆井工作出現(xiàn)問題，帶來工程滯后等不好的結(jié)果。為了防止雷電對鉆井設(shè)備造成不可挽回的損失，有必要對危害性進行具體分析，制定具體的應(yīng)對措施。
關(guān)鍵詞：雷電;危害;鉆井設(shè)備;鉆井井場
眾所周知，石油鉆井一般都是在相對偏僻的平原、海灘、戈壁等地區(qū)開展工作，周圍沒有較多的建筑，因此沒有遮蔽物可言，對龐大的鉆井井架來說，極容易在雷雨天受到影響。
且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和鉆井技術(shù)的日益成熟，石油鉆井的設(shè)備越來越向電子化方向發(fā)展，從檢測器到鉆井設(shè)備，越來越多的電子器械出現(xiàn)在鉆井井場內(nèi)，這些設(shè)備在為人工施工減輕負擔(dān)、增加施工效率和準確性的同時，給油氣鉆井施工的安全性帶來了極大的威脅，一些電子設(shè)備只要稍有不慎就會在雷雨天受到雷電的迫害，進而造成一系列連串的影響，破壞鉆井工作的正常開展，甚至?xí)䦷碓O(shè)備損毀和人員傷亡。
現(xiàn)階段，很多大型鉆井井場都在雷電防護措施方面缺乏經(jīng)驗和技術(shù)支持，沒有采用雷擊電磁脈沖的防護措施，甚至一些鉆井井場連最基本的避雷針都沒有，這些都是當(dāng)前鉆井工作中潛在的嚴重安全隱患，如果不及時想出應(yīng)對措施，真的發(fā)生雷電事故后，只會帶來施工人員的措手不及。
1 雷電對鉆井設(shè)備的危害性分析
1.1 直擊雷給鉆井設(shè)備帶來的危害。
�、贌嵝�(yīng)對鉆井設(shè)備的影響。雷電在集中鉆井設(shè)備的瞬間攜帶極高的雷電流幅值，這些電流幅值足夠使得被擊中物體的局部產(chǎn)生極高的溫度，但是說到底，雷電只是一瞬間的打擊，因此對于物體溫度的影響也是局部性的。但是如果擊中鉆井井架的電氣線路，產(chǎn)生的'熱效應(yīng)就會使金屬物體熔化，更嚴重的是熔化物的四處飛濺。
②機械力對鉆井設(shè)備的影響。由電磁學(xué)相關(guān)知識可知，電流在導(dǎo)體中流動時會產(chǎn)生一定的電動力與物體內(nèi)部的壓力，電磁力在這個過程中會對電流載體造成形狀上的影響，甚至?xí)斐奢旊娋�的彎折，除此之外，被雷電擊中的物體會由于雷電產(chǎn)生的瞬時熱量而散失水分，急速膨脹，在內(nèi)部壓力的驅(qū)使下被擊中物體很有可能倒塌，帶來其他傷害和損失。
�、蹧_擊波對鉆井設(shè)備的影響。由于放電通道強烈的游離氣體和異性電荷，通道的溫度會異常高，由此使周圍的空氣受熱膨脹，雷電在向地面被擊中物體傳遞熱量的同時，還會在傳播的過程中造成一定的沖擊波，使得周圍的人員受到生理上的傷害，這就是雷雨天人們最好待在室內(nèi)的原因。
1.2 雷電感應(yīng)給鉆井設(shè)備帶來的危害。
�、凫o電感應(yīng)對鉆井設(shè)備帶來的危害。靜電感應(yīng)主要是針對金屬屋頂而言，在雷電釋放的過程中，雷雨云會形成電荷，而金屬屋頂會感受到與這個電荷相反的電荷，并且這種感應(yīng)會保持一段時間，甚至在雷電釋放完畢后依然存在，如果金屬屋頂中聚集的電荷沒有順暢的通道得到釋放，就會對屋子內(nèi)部的人員造成電擊傷害。
�、陔姶鸥袘�(yīng)對鉆井設(shè)備帶來的危害。鉆井井場的鉆井設(shè)備受到雷電的危害中還包括電磁感應(yīng)帶來的危害，雷電釋放后，會在周圍形成很強的電磁場，而一切處于該電磁場中的導(dǎo)體都會受到影響，產(chǎn)生相應(yīng)的電流和電壓，這些電流和電壓都極有可能對鉆井設(shè)備造成影響和損害。
�、劾纂婋姶泡椛鋵︺@井設(shè)備帶來的危害。雷雨天中釋放的雷電能夠產(chǎn)生強大的電磁輻射，輻射的頻率從幾赫茲到幾千赫茲不等，其中，破壞力最強的雷電電磁波輻射頻率為5到10千赫。雷電形成的這種電磁波會向四周產(chǎn)生輻射，當(dāng)沖擊到無法承受輻射頻率的鉆井設(shè)備時，就會造成不可挽回的嚴重設(shè)備損失。
2 如何針對雷電對鉆井設(shè)備進行有效防護
一般來說，在整個鉆井井場內(nèi)部的所有設(shè)備中，高度最大的為鉆井架，現(xiàn)階段國內(nèi)外所打造的鉆井架高度都在50米左右，而相比之下其他的設(shè)備再高也高不過這個高度。因此，可以說鉆井架是雷雨天最危險的物體，也是雷電最容易擊中的物體。鉆井架又是工作人員施工時的主要場所，因此對工作人員的安全保障有著十分重要的意義。我們從直擊雷、靜電與電磁脈沖、雷電磁波和井場接地系統(tǒng)等幾個方面來討論鉆井設(shè)備防護系統(tǒng)的建設(shè)。
2.1 直擊雷防范措施。直擊雷最容易擊中的是鉆井架頂部，因此，必須要求所有的鉆井井場在井架頂部天車處安裝避雷針，并對輸電線路和電氣線路的連接進行定期的檢查，保證線路連通之間的可靠性和安全性。存儲易燃易爆油品的油罐必須符合國家標準，保證在頂板厚度小于4毫米時，必須設(shè)置防直擊雷設(shè)施，若頂板厚度大于等于4毫米，則可自己決定是否設(shè)置防直擊雷設(shè)施。同時，為了防止雷電接地造成連帶性影響，必須建立共用接地系統(tǒng)，降低跨步電壓，從而減少地電位的影響。
2.2 靜電與電磁脈沖防范措施。靜電與電磁脈沖防范主要是針對存儲易燃易爆油品的儲油罐而言的。為了防止雷電通過接地傳導(dǎo)將電流傳送到儲油罐中，必須把儲油罐附近的金屬工具、不帶電金屬電器外殼與接地系統(tǒng)相連，避免造成靜電帶來的油罐起火、爆炸。
2.3 雷電磁波防范措施。雷電產(chǎn)生的電磁波沖擊主要是對供電系統(tǒng)、部分檢測工具、測量儀器以及網(wǎng)絡(luò)通信造成影響和損害，這些都是設(shè)備的電氣化帶來的潛在威脅，對于雷電磁波沖擊的防范，主要是靠屏蔽的原理，利用可靠的接地系統(tǒng)，連接安全的浪涌保護器，來完成等電位連接。
2.4 井場接地系統(tǒng)的建立。首先采用多重泥漿罐來支持固定系統(tǒng)的電機，接著對控制整個系統(tǒng)的泥漿罐進行可靠的接地連接，那些流動性很強的、處于水中作業(yè)的長桿泵電機，要同時布設(shè)其接地線和電源線，采取就近原則在電源開關(guān)附近接入地網(wǎng)，以防施工人員受到人身傷害。
綜上所述，雷電是自然界不可避免的災(zāi)害，而鉆井工作又是人類開掘能源無法停止的施工項目，因此，在野外偏僻地方進行鉆井工作，必須以安全為首，就雷電帶來的危害進行全面細致的分析，提前制定出防范雷電傷害的措施，并在第一時間實施防范措施，保證施工安全。
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