供需调研｜某国家油气田井控应急救援队装备使用与需求情况报告

某国家油气田井控应急救援队装备使用与需求情况报告

井喷失控是油气勘探开发中最严重的事故之一，其应急抢险工作面临极端复杂的环境、高强度的技术挑战和高风险的作业压力。

1.环境特点

井喷失控后，井口不断喷出高速的油气等混合流体会产生极大的噪声，长时间暴露在这种环境中，作业人员听力容易受到损伤出现听力下降、耳鸣等问题，严重的甚至会影响正常听力。井喷失控未着火时，油气与空气混合易形成爆炸极限范围，作业过程中易发生燃爆，严重威胁抢险人员及设备安全。 着火后，井架、平台、管线及周边设备烧毁烧塌，形成立体燃烧态势，高温导致的井场设施变形、坍塌，进一步恶化作业环境。着火后，产生极端高温危险场域，火焰持续释放高温（可达数百度至千度以上），形成热辐射危险区，导致作业设备灼损烧损、抢险人员烧伤风险剧增。

2.救援工作特点

井喷失控应急抢险需要多专业装备协同作业。作业时，依赖大功率冷却设备（如水炮、消防机器人）、防爆监测仪器、耐高温抢险装备工具，同时需配备气体检测、环境监测等保障资源，根据现场动态快速调整抢险方案，在冷却掩护情况下先清障再换装损毁的井口。

3.核心难点

高温环境下操作限制：高温导致防护装备（如隔热服）笨重且散热差，人员耐受时间短，精密操作（如设备连接、阀门调控）难度显著增加。

装备耐高温与防爆要求严苛：常规设备在高温下易失效，专用耐高温、防爆装备数量有限且操作精度受影响，大型设备靠近火场易因热辐射损坏。

环境复杂清障难度高：井喷失控着火后，井架变形、垮塌、堆积，在高温火焰包围的情况下井架及井架底座的手段单一，清障风险高、难度大。

井口厚度及高温烟雾影响井口切割：目前远距离水力喷砂切割实施失控井井口切割，在火焰、烟雾、水雾等环境下，切割对中难度高，切割作业效率低，特别是针对超厚壁厚的井口切割，目前无法有效手段。

在用效果较好的救援技术装备

供水系统：该装置由国家油气田井控应急救援川庆队自行研制，主要用于作业现场冷却掩护水炮、冷却掩护机器人供水。装置采用取水、增压分体设计，体积及重量小，排量压力高，便于运输及现场布局，供水模块外形尺寸2500mm*1200mm*2000mm、重量2000kg、扬程25m；增压模块外形尺寸3200mm*1600mm*2100mm、重量4400kg、流量200L/s、供水压力1.2MPa。

冷却掩护机器人：该装置由国家油气田井控应急救援川庆队自行研制，主要用于救援现场操作人员及设备的冷却掩护。该装备遥控自行走设计，越野能力及抗高温性能好，机动性强，外形尺寸3300mm×1580mm×2050mm、重量3200kg、越障高度400mm，涉水能力700mm、流量100L/s、射程100m。

消防雪炮：该装置由中信重工生产制造，主要用于救援现场操作人员及设备的冷却掩护，为井控应急抢险创造有利作业面。该装备遥控自行走设计，排风及冷却掩护两用，外形尺寸3240mm*1860mm*2400mm、重量4900kg、越障高度175mm、排风量100000m3/h、送风距离50m、水炮流量80L/s、水炮射程85m。

远距离水力喷砂切割装置：该装置由国家油气田井控应急救援川庆队自行研制，主要用于井喷失控井井口切割清障，该装备采用双喷头及动力后置式设计，具有优越的抗高温性能，且切割效率较高，外形尺寸5000×2000×1200mm（撬体）、重量3500kg、驱动液压压力21MPa、切割流体压力70MPa。

悬臂式井口重置机器人：该装置由国家油气田井控应急救援川庆队自行研制，主要用于井喷失控井井口拆装作业。该装备遥控自行走设计，可实现远程遥控实施井口重置作业，外形尺寸12650×3500×3957mm、重量76000kg、提升力40T、加压力30T、提升加压行程6m。

典型救援成功案例及经验

救援背景：奥斯曼3井地处阿姆达利亚盆地东南沙漠腹地，是土库曼斯坦奥斯曼构造第一口探井。该构造天然气储量约300×1012 立方米，是将要达成的中土天然气管线的主要供气气源之一，对我国的国际天然气战略具有重要的意义。2006年该井发生强烈井喷失控着火，火焰100m以上，钻机被大火全部烧毁。H2S含量34.5g/m，据专家预测日产量可在 500×10立方米以上。

救援过程中的难点问题：

（1）奥斯曼3井喷层储量大 、单井产量高、含硫量高，是川庆队处理过的难度最大的井喷失控着火井。另一方面，本井天然气含硫量高达 34.5g／m ，即使在带火条件下靠近井 口工作 ，仍存在井 口天然气燃烧不充分导致人员硫化氢 中毒的危险，更不具备灭火后进行抢险作业的条件。

（2）土方曾使用坦克炮击井口，试 图打断封井器组并清除井口周围的障碍。但在炮击后封井器组并未断掉，反而导致封井器多处破裂。火焰四处喷射，喷势更加猛烈，加上土方前期实施清障作业时，造成四通闸门损坏。凶猛的横向火势完全覆盖了井口周围40in范围的区域，抢险作业人员难以靠近井口。

（3）本井的抢险作业应保障每天5000in的掩护供水。土方仅依靠30辆水罐车连续从25km以外的河流运水，只能保障每天2000m的供水量。远远达不到掩护人员、设备在猛烈火势下作业的需要，抢险工作多次因水量供应不足而被迫中断。

（4）风向是抢险作业过程中的一个重要影响因素。土库曼斯坦气象台无法准确预报未来3d的气象情况，甚至次日的风向也难以预测，在2006年11月20日—28日期间，5次因风向突变而中止作业，并反复改变工作面。特别是在11月24日的作业中，因风向突变，猛烈的横向火焰瞬间吞噬了水炮掩体，果断采取措施，才得以将设备撤出。

救援过程中的关键技术及装备：由于高含硫化氢，该井采用全过程带火作业。主要用到了供水系统、清障拖拽设备、水力喷射切割设备及钢丝绳井口重置。

面对这些问题现有装备适用情况：冷却掩护装置灵活性不高，清障切割设备效率低、操作人员风险高，钢丝绳重置井口带火作业易出现钢丝绳烧毁，作业风险大。

成功救援的核心经验总结：以抢险设备智能化、重型化、多功能化带火作业能力为方向，需要进一步加快新型灭火（带火）作业设备的研制及配套速度。（1）切割装备很难满足长时间带火切割的要求，考虑其切割方式的改进；（2）水炮掩体及供水管线连接应改进为更有利于火场作业的连接方式，并将冷却掩护设备机械化智能化。

装备小型化、高效化方面的改进和攻关建议

1.井喷失控着火后，井架变形、垮塌、堆积，在高温火焰包围的情况下井架及井架底座的切割清障手段单一，清障风险高、难度大，需要进一步研究新的工艺技术。

2.目前远距离水力喷砂切割实施失控井井口切割，在火焰、烟雾、水雾等环境下，切割对中难度高，切割作业效率低，特别是针对超厚壁厚的井口切割，目前无有效手段。需要研究火焰、烟雾、水雾环境下侦测及对中及高效的井口切割装备技术。