鉆井行業作業噪聲治理初探

更新時間：2010-08-13 14:06 來源：作者: 侯勇閱讀：2957

鉆井作業是石油天然氣鉆采系統的重要組成部分，主要作業內容是石油天然氣勘探鉆采。石油天然氣的鉆采設備主要有鉆機一套、12V190柴油機三臺、8V190柴油發電機兩臺。主要聲源為三臺12V190柴油機和8V190發電機組，柴油機噪聲疊加達到105dB(A)以上，發電機組的噪聲也在100dB(A)以上，產生非常劇烈的噪聲，同時散發大量熱量。

噪聲控制目標為《工業企業廠界噪聲排放標準》（GB12348-2008）Ⅱ類廠界標準，即界處噪聲等連續聲級Leq(A)白天不能超過60dB(A),夜間不超過50 dB(A)。因為其鉆采作業為24小時連續作，所以設計上按照廠界不超過50 dB(A)的原則進行。

1 噪聲源分析

1.1井場噪聲的測量分析

鉆采作業現場主要聲源：機房（柴油機、發電機房、頂驅發電機房）為中心聲源（２-３臺柴油機工作），以井場邊界為廠界，以廠界外100米為噪聲敏感臨界點。用綜合測定采用AWA6270+ABⅠ型頻譜分析儀，測量方法執行GB/T3222-94《環境噪聲測量方法》、GBJ122-88《工業企業噪聲測量規范》等國家標準，對井場區域、機房、鉆臺、以及廠界圍墻的噪音，進行測量。

（1）井場區域環境噪聲監測分析

井場區域環境噪聲測量分析：在聲源5m處及距聲源50m外的廠界圍墻進行測量，(以某井場為例)分析結果如下（附表1）：

從以上數據分析可以看出，井站生產區噪聲已超出《工業企業廠界環境噪聲排放標準》GB12348-2008）之Ⅱ類標準,對井場周邊環境造成了較大影響。

機房噪聲監測分析：機房中3臺PZ12V 190柴油機是石油鉆井作業的動力源，其機體氣缸燃燒噪聲、排氣噪聲、冷卻風扇噪聲以及聯動機構的相互傳動沖擊振動噪聲，構成了石油鉆井作業的主要噪聲源，根據測量，冷卻風扇處噪聲為106.6dB，氣缸處噪聲為112dB，排氣噪聲為121dB，機房平均噪聲為103dB。

鉆臺噪聲監測分析：快速入氣閥產生的高速氣流噪聲為118 dB，傳動鏈條處噪聲為110.3dB,司鉆操作臺處噪聲為,鉆盤處內、外鉗崗位平均噪聲為90dB。

（2）噪聲頻譜分析

表1 實測噪聲頻譜值

組號	31.5	63	125	250	500	1k	2k	4k	8k	16k
柴油機組5m	92.7	96	95	90.2	92	90.5	83.7	77.8	70.3	57.9
發電機組5m	87.5	88.7	90.3	87.8	91.7	90	86.3	81.1	75.2	66.6
東面圍墻	84.7	82.8	80	74.7	74.5	73.3	67.5	61.3	53.4	43.1
北面圍墻	82.8	82.4	82	76.8	78.4	73.7	69.3	64	54.9	39.3
西面圍墻	80.4	81.8	77.7	71.5	68.7	67.3	63.4	56.5	47.3	38.5
南門圍墻	90.8	83.7	79.8	70.8	71.2	73.1	67.3	62.1	63.3	38.3

通過對主要噪聲源（柴油機）頻譜測試分析，得出頻譜圖如下（附表2）：

表2 柴油機噪聲頻譜數據

頻率(Hz)	31.5	63	125	250	500	1000	2000	4000
聲壓級(dB)	103	102.1	102	101.5	107.9	107.5	100.4	92.3

由于聲音傳播與頻率有關，高頻聲波長短，方向性強，消失快；低頻聲波波長很長，方向性弱，消失慢，由分析可知，石油鉆井作業產生的噪聲頻率，多數分布在低頻段區域，峰值在63～500Hz之間，隨著距離的不斷增大，噪聲衰減消失的幅度很慢。

（3）噪聲特點

通過以上幾個方面的監測分析，石油鉆井作業各種設備產生的高強度噪聲，屬于點聲源，主要以機房動力（柴油機等設備）為中心，以球面波的形式向四周傳播輻射，具有中低頻聲波特點，波長較長，方向性弱，衰減消失慢，沿柴油機排氣管冷卻風扇方向噪聲最強。

2 噪聲治理設計

根據現場測試的噪聲數據和鉆井設備對周圍環境的影響的大小，在應用理論進行分析的基礎上，借鑒類似噪聲治理的成功實例經驗，提出以下治理內容：

（1）柴油機安裝降噪環保型排氣消聲器；

（2）柴油機平臺周圍安裝可拆卸降聲罩, 阻隔噪聲的外傳；

該降聲罩是根據降噪原理將消聲降噪技術及措施與一般活動廠房結合特殊設計而成的,即在具有一般活動廠房功能的基礎上,增加吸聲、隔聲和降噪、通風散熱的功能，即將噪聲源屏蔽在一個相對小的空間內,以降低噪聲源向周圍環境輻射噪聲,能很好地實現安全消聲降噪。

（3）發電機組采用可移動組合隔聲罩；

（4）泥漿泵及鉆井平臺處的噪聲在前面噪聲源的治理實施后，視廠界噪聲值再考慮是否加隔聲屏及隔聲簾等措施。

3 設備正常運行與安全性措施

針對影響設備正常運行和安全性能的因素進行分析，設計有對癥處理的措施。

（1）有足夠的進氣量，以保證設備正常運行所需空氣。

降聲罩墻壁上安裝有通道式消聲器，其通道筆直、距離短與外相通，不影響房內外換氣，滿足了設備所需常壓通氣環境。

（2）有足夠的排氣量，保證設備的散熱，維持設備的正常工作溫度。

利用柴油機的散熱風扇往室外排風，保證降聲罩內空氣的快速流動，停機時側墻上安裝的軸流風機可往機房外排風，足以保證設備的散熱。機房內的空氣始終保持快速流動，設備正常運行與安全不會受到影響。

（3）有足夠的防爆泄壓面積

降聲罩的進氣消聲器、排氣通風口、窗戶、門等的面積之和大大滿足GB/T16-1987《建筑設計防火規范》中S泄/V=0.05-0.22的規定，不會造成升壓，并完全能保證降聲罩意外發生爆炸危險時的及時泄壓。

（5）降聲罩內的電路均為防爆設計，并安裝有可燃氣體報警裝置。

經過距離衰減后:廠界處的噪聲為67.2dB（A）、65.7dB（A）、60.3dB（A）。

4 噪聲治理工程成果

經過距離衰減后:廠界處的噪聲為67.2dB（A）、65.7dB（A）、60.3dB（A），通過了環境監測站檢測，達到了《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB12348-2008）、《城市區域環境噪聲標準》（GB3096-2008）工區外Ⅱ類標準要求，達到了預期設計目的。由于石化行業對鉆井作業的噪聲治理尚屬首次，對存在的問題應進一步總結經驗，使鉆采行業降噪技術考慮更加周密、費用更加節約、效果更加明顯。

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