引 言

       随着石油钻井的快速增长和人们生后水平的不断提高，人们越来越关注与生产密切相关的环境污染问题。钻井噪声污染已成为影响钻井作业的正常生产和可持续发展的主要问题。本文通过对某钻井井场作业过程中产生噪声的主要噪声源的特性和环境影响进行分析，提出了相应的治理措施。

       1 钻井井场现状分析

       钻井井场位于某市郊区。距钻井井场100m内居住有农村住户。现场勘查井场内主要布置钻井设备为ZJ70DB钻机，配套四台1040KW、一台400KW柴油发动机组合一台气源机组，3台1600hp泥浆泵和振动筛等设备。

       井场主要噪声源设备有：钻机噪声90-98dB（A），冲击噪声≥110 dB（A）。泥浆泵噪声96-105 dB（A）。柴油发电机组噪声105-110 dB（A）。振动筛噪声90-95 dB（A）。其厂界噪声一般＞75 dB（A）以上。具体噪声源设备频谱声压级见下表：

        测量仪器为AWA6218B型噪声频谱分析仪通过上述典型井场噪声数据进行分析，他们噪声有一下特点：

        1.机组噪声源频带宽、分布广、大多呈现在中低频段，远传能力强。

        2.井场厂界距发动机组强噪声源较近，危害影响大。

        3.100dB（A）左右的噪声源多，且分散，主要是柴油发动机、泥浆泵、电动钻机、振动筛等。

        2 噪声产生的原因分析

        2.1.1 柴油机气缸燃烧噪声

       燃烧噪声是由混合气体燃料在柴油机体气缸、缸盖、活塞所围成的密闭空间内剧烈燃烧爆炸所产生，高达110dB（A）。

       2.1.2 柴油机排气管噪声

       由机体内气缸燃烧室产生的燃烧噪声及废气排放，通过排气管道向外辐射噪声，高达110dB（A）以上，柴油机排气噪声频谱测得在250-2000Hz频率处为峰值状。

       2.1.3 冷却风扇噪声

       水箱冷却风扇噪声主要是由叶片噪声和涡流噪声所组成，叶片周期性的打击空气质量点形成叶片噪声，涡流噪声主要是由于叶片转动时空气产生涡而形成，噪声高于100dB（A）。

       2.2 泥浆泵噪声

       泥浆泵是液体传输系统中的动力源，它能产生两种噪声，一类是液体动力性噪声，另一类是机械噪声。

       2.3 钻机联动机构振动噪声

       钻机等联动机构装置的转动机械部件因为存在着质量不平衡因素，所以在高速运转情况下将产生不平衡振动噪声，高达108.5dB（A），从联动机频谱噪声看出，其噪声特点为250-4000Hz噪声频谱较平坦，各噪声级较高，在4000Hz处急剧下降。

        2.4 电机噪声

       电机在运行中，定子、转子之间的气隙由电磁力起作用，而且具有旋转式脉动的动力波特性，其电磁力使定子铁心磁轭伸缩产生振动变形，电磁噪声的大小与电机功率、转速密切相关，大功率电机的电磁噪声占相当大的成分，其频率范围在100-400Hz。

        2.5 振动筛噪声

       井场使用的振动筛噪声主要产生为电磁噪声和机械振动噪声，噪声达96.5dB（A）。

        2.6 其它噪声

       井场中还存在其它噪声，如排气噪声、空压机噪声、发动机噪声、机械撞击噪声等。

        3 治理措施及技术分析

        3.1 治理措施

        通过现场考察和噪声特性分析，按照《工业企业厂界环境噪声排放标准》和《工业企业噪声控制设计规范》，噪声控制主要是采用隔声、消声、吸声的方法对噪声源、噪声传播途径进行治理。

• 柴油发动机组噪声治理
• 泥浆泵设备噪声治理
• 井场噪声处理

        3.2 技术分析

        3.2.1 柴油发动机组噪声治理

        1）柴油发动机房隔吸声处理

        隔吸声指当声波进入到多孔、透气及纤维性材料时，会引起细孔、狭缝中的空气及纤维发生震动，由于摩擦和粘滞阻力的作用，一部分声能转化为热能而耗散掉，从而达到隔吸声的目的。对柴油发动机房采取的隔吸声处理办法为：在发动机房内墙面、顶面的型钢框架上安装高效的隔吸声体。高效隔吸声体表面为小孔烤漆板，内填装高分子、阻燃、吸声系数高的消声体材料。由于声波投射到吸声材料表面上，部分声能透入材料孔隙内，使材料的纤维筋络振动而产生摩擦，以及空气的粘滞性和热传导效应使声能转化为热能而损耗。因此墙壁和顶面加装高效吸声体，可有效的降低房间内的反射混响声。

       2）柴油发动机上部改装排气消声器

       柴油机排气温度高达550℃，排气流速通常在50-80m/s范围，排气压力为0.3-0.4Mpa，同时排气中夹有油污烟气，所设计的排气系统必须适应这些条件。

       柴油机排气噪声由周期性排气噪声、涡流噪声和空气柱共鸣噪声组成。其中周期性排气噪声是排气噪声最主要的组成部分，是典型的低频噪声，其峰值频率在250Hz倍频带。涡流噪声是由高速气流通过排气门和排气管道时产生的，它是连续的高频噪声，其频率都在1000Hz以上。共鸣噪声是在排气系统管道中的空气柱，在周期性排气噪声的激发下，发生共鸣而产生空气柱共鸣噪声。这种一端开放一端封闭的管的共鸣频率为：

       F=K·C/4L(Hz)    式中C-排气管中声速，m/s       L-管柱长度，m

       可见，加长排气尾管会使噪声频率移向人耳不太敏感的低频段。

       影响发动机排气噪声的主要因素是：气缸压力、排气门直径、发动机排量及排气门开启特性等，对于同一发动机来说，影响排气噪声最大的因素是发动机转速和负荷。

       通过以上分析，对柴油发动机组排气消声器改装为扩张式复合消声器向外排气，消声量可达30dB（A）以上。该消声器阻力小于原消声器阻力。

       3）柴油发动机排风口安装排风消声器和隔声屏

       柴油发动机排风部位产生低频高声强噪声达95dB（A）以上，该噪声能够远距离传播。因此在排气口安装高效能消声器以降低排风口噪声。根据排风口噪声频谱特点，消声器采用多级阻抗复合式，即有效降低低频噪声，同时也对高频起到一定抑制作用。具体是在发动机组排气口位置安装通风式排风消声器。在排风消声器一定距离安装隔声屏，隔消声量为30-35dB（A）。

       4）柴油发动机进风部位装进风消声器

       柴油发动机房内为动力而产生热源，通风散热是保证设备正好运行的关键，根据通风散热设计要求，在柴油发动机房安装通风散热型进风消声器。合理设计安装，可使室内气流循环畅通，保证设备正常运行。即在发动机组进风口位置安装进风消声器，并设置防爆型风机。当机房温度高于设备运行温度时打开风机向机房内送风，当机房温度低于设备运行温度时关闭风机停止排风。安装后进风口消声量可达15-20dB（A）。

       5）柴油发动机房安装隔声墙和隔声门

       在柴油发动机房进、出口位置的隔声墙体侧面上安装隔声墙和隔声门。因柴油发动机组为六台平行排列，噪声以面生源向外扩散，为有效控制噪声传播途径，所以对柴油发动机房外适当距离安装隔声墙，并在隔声墙之间设置隔声门，有利于设备通风、散热、检修、降噪和消防安全。

       3.2.2 泥浆泵设备噪声治理

       循环系统设备噪声源点多，分布买大。其组要噪声源点设备为泥浆泵。在充分考虑钻井-振动筛-循环系统硫化氢危害的影响，对循环系统设备噪声治理采取的方法是对强噪声源设备泥浆泵周围安装墙体式隔吸声屏进行噪声治理。根据井场泥浆泵安装位置，泥浆泵设备噪声治理采取的方法为泥浆泵周围安装墙体式隔吸声屏。

       3.2.3 井场噪声治理

       由于井场噪声源点多传播途径远，对影响较为突出的敏感点星火村距离较近的站界位置设置隔声屏，隔声屏长40m，高3m。隔声屏为拼装式，便于搬运拆装，根据噪声传播途径衰减距离计算，距井场厂界外50m处可达到噪声治理设计标准。

        4 治理后的效果

       对某钻井井场主要噪声源治理后，在排除其它声源外，钻井井场厂界外50米处噪声可达到GB12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》二级：白天60dB（A），夜间50dB（A）规定要求。

        5 结束语

       对钻井井场主要噪声源、传播途径提出合理的治理措施并实施后，可降低噪声对作业人员及井场周边环境的危害，减少因噪声污染排放费和职业病治疗等费用，另采用的隔声、吸声、消声的设备及附件，易拆卸、搬运和安装，不影响降噪效果和使用性能，有利于钻井作业生产的可持续发展。