石油天然气井站防雷设施研究

石油天然气井站防雷设施研究

吴昊瑾

广西地凯防雷工程有限公司吴昊瑾

摘要：开采石油天然气需要建立天然气井站，而且井站的建设的地形都选取的是海拔300~600米的山陵地区。但地势高的危险就是可能会使井站的采集运输设备有接受到雷击的可能，因此石油天然气井站都要有防雷防爆的设备。本文根据石油天然气井站防雷需要对相关设备进行了分析，包括防雷装置的类型和原理等方面，寻找其中存在的不合理现象，并且提出一些相应的解决方法，希望对井站安全研究做出贡献。

关键词：石油天然气井站；防雷；研究在实际开采石油天然气时，石油天然气井站是不可替代的设施，因为建设地点偏僻且海拔较高，每个井站产出石油天然气的量不尽相同，井站的工艺设备安装和通信机械等装置也会存在差异性。在高科技蓬勃发展的今天，石油天然气的开采需要有高科技手段武装，因此添加了电子传感器等一批自动化设施。为了让这些设备安全运行，保证生产工作的顺利进行，需要做好防雷措施，这是重中之重，具有非常重要的意义。

1石油天然气井站设备及防雷措施1.1井站设备大多数天然气采集站安装的配套设施有仪器仪表、注入泵、电脑、供电线路、配电箱、变压器、高位罐等。采气的是被有采气井口、分离器、工艺管线、汇气管、输气管道、放空管等，此外还有安装脱硫设备。

生活相关的设施普遍的有空调、住宿房、电冰箱、电视机、影碟机等1.2井站防雷设施为避免井站的设备遭受雷击的危险，大多井站都安装了避雷针来保护电气设备，这些避雷针一般由几种：一是独立式，基于水泥电杆，上面安装有镀锌铁管或者在尖端安装铜质尖端，高度在15至18米不等，它的优点是安装简单在2到3年才会生锈，大约10年电杆会出现破裂现象；二是优化式，它是我国在01年左右研制出来的，作为一种新型避雷针，高度0.8米左右，安装在20到25米的铁塔尖端，然后在避雷针上接通泄漏电缆与地面接地装置链接。优化避雷针较传统避雷针能够吸引雷电导入地下，可以叫引雷针，同时又能够让雷电流的幅度波长降低，大幅度降低雷电的威海，而且造型美观，安装较为方便，可靠耐腐蚀，有点很多，但是缺点有不经济；三是浪涌识别避雷针，氛围模块型和箱体型，模块型一般安装在配电箱体内，箱体型安装在配电箱外部，和配电箱的进线电源相连接，主要作用是为了防止雷电波进入配电箱，高压电流烧坏电气设备。

1.3避雷针工作原理优化避雷针工作原理是从激发器吸收外界环境中的电场并且储藏能量。反射器和避雷针都能够和大地很好的连接。一般情况下，激发器和发射器之间存在场强，雷电发生之前，激发器和反射器之间的场强迅速增强，电位差相当于雷云和地面之间的电位差，这样的压降很容易造成尖端打火，并且使尖端四周的空气电离，发生尖端放电现象。避雷针的收集杆与激发器电场增加，尖端放电电离的空气能够在很短的时间内完成放电，并且产生预期的放电通道，然后可以安全的将雷电引流到地下。

卫星系列优化避雷针的原理是当云层中的雷电开始形成时，在云层和大地之间会产生一个电场，而且场强很大，从而会使得地面上凸起的金属放电。云层内如果形成下行的先导，闪电电击便会发生，下行先导带来的电荷会在整个地面建立电场。这时，地面建筑会形成一个上行的先导，上行下行先导会合，电流流过形成的通道。

1.4避雷针接地独立的避雷针和优化式避雷针都需要有独立的接地装置，如果所处地区土壤电阻率较低，那么工频接地电阻要小于10欧姆。接地物件长度要大于15米，且接地体采用扁的时候，截面积要大于48毫米，厚度大于4毫米。接地体要求连接要牢固，使用焊接工序，避雷针要避免设置在人行走密集的地方。避雷针和接地装置出口处距离要大于3米，否则就要铺设沥青地面或者用均压的方法。

2石油天然气井站防雷过程常见问题分析2.1避雷针和相关材料规格有误避雷针和避雷带的规格需要严格规定，因为涉及到安全事故问题，也许有人会以为，这并无关紧要，只需要接地电阻达到要求就可以，事实并非如此。避雷针和避雷带是属于接闪部分，这就决定了他们的规格不能太小，否则材料的电阻就容易过大；如果电阻过大，雷电通过的时候根据电阻定律会瞬间产生大量的热量，就难以避免烧坏电气设备，甚至引起电气火灾，同时避雷针和避雷带也会损害。这样避雷针就起不到避雷作用，反而成为了安全隐患。再者，避雷针和避雷带的规格也就在一定程度上决定了它们的使用寿命。综上可得，避雷针避雷带的规格需要严格遵守技术标准规范。

2.2引下线过少为了使云层中的雷电能够很快的流通到大地，因此设置了引下线装置，与此同时引下线在石油天然气井站还有些美观的作用，这也是很多井站设置的原因。通常情况下，这种做法是没有问题的。但是需要注意在面积大的建筑物或者需要重点保护的建筑，特别是大型的井站中，如果只设置了4跟设置还少的引下线是远远不够的。根据防雷技术规范中的相关条例，建筑物的引下线需要符合一类防雷类别，间距要不大于13米；二类防雷类别，间距不大于19米；三类防雷类别时，间距不大于26米。引下线通常只有明敷和暗敷两种方式，明敷的安装直径要求是不小于7毫米。暗敷相对复杂，因为他的安装精度要求较高，直径要不小于9毫米。

2.3连接处焊接长度过短避雷带的搭接处的焊接长度和引下线搭接处按揭长度会直接影响防雷的效果。很多天然气井站为了贪图一时省钱或者美观效果采用直接焊接的方式而且搭接的长度又不够要求，这样的后果是导致焊接处连接不通，甚至脱焊，这样避雷措施就完全没有意义。因此搭接处的焊接需要按照标准，双面焊接和三面焊接都要在特定工况下实施。

2.4设计方面问题石油天然气井站的防雷设施再设计上应该根据实际情况制定，不可千篇一律，需总体考虑诸多因素，包括防雷类别，不同地区的雷电类别会有差别，防雷设施也要进行相应修改；井站的总体设计面积决定需要在多大的建筑物，属于第几类井站，对应防雷设施的工程标准有差异；地势高度；土壤盐碱度；人群分布情况，人流密集度等等，以上因素都是设置安全有效的避雷设施的考虑因素。综合各种因素，统一考虑最终决定设置

避雷针的型号，避雷针安装位置、距离如何，这样才能发挥出避雷针的真正作用。

2.5对井站防雷保护的建议基本上所有的石油天然气井站的建立都跟水电和通讯设备等不分割。举例而言，井站的电力变压器需要安装接地保护和避雷装置，配电箱等系统都应该安装避雷器和接地装置，接地电阻同时要符合设备接地要求，水泵要做接地处理，防止雷电干扰，损害电气设备，只有都做好安全准备，在雷电到来时我们才能够处之泰然，尽最大努力减少雷电造成的危害是我们始终追求的。

3总结综上而言，井站作为石油天然气开采的主要阵地，防雷措施是确保井站能够安全正常运行的必要设施，为了能够找到更加行之有效的防雷策略，应该兼顾工艺设备区和生活区，在防雷标准规定下，考虑到雷电类型、地势地形、机械设备等诸多因素设计制定最切实可行，更经济有效的避雷设备方案。合理利用并充分发挥避雷针的作用，优化设置防雷设备，最大程度上减少感应雷和雷电波的侵入，保护各类电气设备和仪表。

参考文献：[1]孙忠良.石油天然气井站防雷设施分析与研究[J].机电信息，2012，6（21）：102-103.[2]池源，程国栋，池沙农.浅谈油气集输站场防火防雷设计技术要求[J].石油天然气学报，2012，34（7）：76-77.[3]李东波.浅谈刍议防雷设计中浪涌保护器SPD的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，25（12）：89-90.