修井機(jī)二層平臺逃生隱患及改造

嚴(yán)方志，蔣紹偉，周 巍

（中國石化江漢石油工程有限公司井下測試公司，湖北 武漢 430040）

江漢井下測試公司現(xiàn)有的50 余部XJ 350 及以上型號的修井機(jī)，均帶有二層平臺，供井架工高處作業(yè)。二層平臺由猴臺、護(hù)欄、趾梁等構(gòu)成，呈封閉結(jié)構(gòu)，沒有為井架工設(shè)計(jì)專用逃生門（或逃生通道），在出現(xiàn)井噴、火災(zāi)、井架傾倒等緊急情況時，二層平臺井架工一般都從其側(cè)面逃生，存在高處墜落、耗時過長、操作不便等安全隱患，影響逃生。

針對這一安全問題，公司成立研究組，到生產(chǎn)廠家進(jìn)行了調(diào)研，著手開展對二層平臺逃生系統(tǒng)進(jìn)行綜合研究、改進(jìn)，尋求操作性、安全性、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的逃生方案，并對二層平臺進(jìn)行改造。

1 二層臺井架工通用的逃生程序及風(fēng)險評估

1.1 井架工通用逃生程序

在現(xiàn)有的修井機(jī)中，二層平臺三面有護(hù)欄，按照目前國內(nèi)逃生裝置廠家使用說明書的要求，逃生裝置均須安裝在井架一側(cè)（見圖1）。

圖1 逃生器安裝在二層臺側(cè)面

通常井架工在緊急情況下逃生步驟是：

1）在猴臺上掛上防墜器；如果不掛，離開操作臺后可能發(fā)生高處墜落事故。

2）井架工摘掉身上與猴臺護(hù)欄連接的安全帶。

3）從猴臺中鉆出或翻越猴臺護(hù)欄，通過趾梁進(jìn)入逃生位置。如果此時鉆臺上有鉆具立柱，就會明顯影響逃生速度。

4）掛上逃生裝置掛鉤，將井架工身體上的保險帶和逃生裝置連接。

5）摘掉防墜器。

6）通過逃生裝置的逃生索道從二層平臺逃生到地面（見圖2）。

圖2 逃生器安裝在二層臺側(cè)面的逃生過程

通過現(xiàn)場多次實(shí)驗(yàn)，在鉆臺上有立柱的情況下，一般熟練工人從二層平臺順利逃生到地面平均需要76s（見表1），逃生時間過長，如果發(fā)生緊急情況，井架工不能迅速逃生，安全風(fēng)險較大。

1.2 井架工逃生存在的風(fēng)險分析

修井機(jī)二層平臺逃生出口和逃生裝置安裝在靠井架一側(cè)，逃生過程中存在的主要安全風(fēng)險和危害。

1.2.1 人員摔落碰傷風(fēng)險井架工緊急情況下逃生時，由于慌亂，掛上防墜器后，從二層臺翻越護(hù)欄容易出現(xiàn)腳下踏空、人員摔倒，造成人身傷害。

1.2.2 高空墜落死亡風(fēng)險

當(dāng)發(fā)生緊急情況時，井架工為了迅速逃離危險區(qū)域，可能在慌亂逃生中來不及掛防墜器，極有可能導(dǎo)致高空墜落，造成傷亡。

1.2.3 逃生不及時產(chǎn)生的傷害或死亡風(fēng)險

如果發(fā)生井噴、硫化氫泄露、火災(zāi)、井架傾倒等事故，井架工按照現(xiàn)有程序或方法逃生，有可能因逃生時間過長而導(dǎo)致井架工受到嚴(yán)重傷害或死亡。

表1 改造前井架工逃生過程耗時明細(xì)表

2 二層臺改造

2.1 逃生原則

解決井架工從二層平臺逃生的安全隱患，要遵循的基本原則是：快速、安全，減少逃生的中間環(huán)節(jié)或逃生步驟，便于安裝、拆卸操作，不增加新的安全風(fēng)險。

2.2 逃生門設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在二層平臺的正后方護(hù)欄上開設(shè)一個逃生門，要考慮幾個注意事項(xiàng)：一是不能增加立放井架時的工序和難度，即逃生門開設(shè)在護(hù)欄上，逃生門能隨護(hù)欄一起折疊打開，立放井架時無需增加其他工序。二是逃生裝置的安裝不得影響起下鉆作業(yè)。三是開設(shè)的逃生門要達(dá)到一定強(qiáng)度，由于人體下落會對逃生門帶來一定的沖擊力，如果逃生門強(qiáng)度不夠，就會帶來較大的安全風(fēng)險。

如果在猴臺正后方安裝一個逃生門，把逃生裝置安裝在逃生門上，當(dāng)發(fā)生緊急情況時，井架工可以在猴臺內(nèi)較快地掛好逃生裝置，從逃生門直接逃生，省略掛防墜器、翻越護(hù)欄、摘防墜器等中間環(huán)節(jié)，大大地縮短逃生時間。

2.3 逃生門設(shè)計(jì)方案

將逃生門開設(shè)在二層平臺護(hù)欄正后方，就是將護(hù)欄和逃生門合二為一，整合為一個整體，即在護(hù)欄正中間開設(shè)一個寬度為70cm，高度為160cm 的長方形逃生門。在逃生門上方，是逃生裝置的最佳安置點(diǎn)，此位置便于井架工迅速取用。操作人員可輕松通過逃生門迅速下滑逃生。為防止操作人員在意外情況下從逃生門高空墜落，在逃生門上安裝一個可開啟關(guān)閉的小護(hù)欄，這樣就避免了高處墜落風(fēng)險。由于井架二層平臺正后方為高1.2m 的整體護(hù)欄，而護(hù)欄由于施工需要是活動式的，可與二層平臺一起折疊在井架上，因此并不影響井架的正常立放（見圖3）。

圖3 改造后的二層平臺逃生門

2.4 逃生門強(qiáng)度校核

要將逃生裝置安裝在逃生門上方，逃生門各部位所能承受的沖擊力就要達(dá)到一定要求，特別是人體從操作臺中下滑所產(chǎn)生的瞬間沖擊力。

以員工體重約90kg計(jì)算，從二層臺跳出到逃生器開始制動之間，自由下落距離最大為0.5m（一般情況下不會自由下落，對逃生門的沖擊更小）。

沖擊作用力f＝mv／t。其中，m為人體質(zhì)量（kg）；v為沖擊時速度（m／s）；t為沖擊作用時間（s，從撞擊開始到速度為0）。

已知：m＝90kg

末速度：

沖擊作用時間t＝0.1 s（按時間最短為0.1s計(jì)算，實(shí)際上時間遠(yuǎn)大于0.1s）

從上面計(jì)算可以看出，逃生門邊框的承受能力至少要大于2 817N，經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，逃生門所能承受的拉力約為3 500N，大于最大沖擊力（2 187N），安全系數(shù)為1.6，因此，將逃生裝置安裝在逃生門上方是可行的。

2.5 現(xiàn)場應(yīng)用

按照上述改造方案，共改造了3 部XJ 550 修井機(jī)。在改造后的二層平臺上做了逃生實(shí)驗(yàn)，平均逃生時間為33s，比改造前縮短了43s（見表2）。改造每部井架二層平臺逃生系統(tǒng)實(shí)際費(fèi)用為14 853 元，耗時2d?，F(xiàn)場井架工使用改造后的二層平臺進(jìn)行緊急逃生演練時，做到了操作簡單、安全快速（見圖4）。

圖4 改進(jìn)后的二層臺逃生過程示意圖

表2 改造后逃生過程耗時明細(xì)表

2.6 改造前后逃生時間風(fēng)險度對比

與改造前相比，逃生時間縮短了43s，大大增加了井架工在緊急情況下的逃生機(jī)會，且不影響井架的立放作業(yè)，取得了較好效果。

1）改造前，逃生時間為76s，逃生風(fēng)險高。

2）改造后，逃生時間為33s，逃生風(fēng)險較改造前大為降低。

3）改造前、后，井架的安裝不受影響。

3 結(jié)論與建議

改造后，修井機(jī)二層平臺逃生裝置經(jīng)試驗(yàn)及現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證，井架工從二層平臺緊急逃生的時間由改造前的76s減少到了33s，縮短了43s，安全可靠，操作簡單，改造成本低，可全面推廣應(yīng)用。

［1］全國注冊安全工程師執(zhí)業(yè)資格考試教材編審委.安全生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

［2］王登文，周長江.油田生產(chǎn)安全技術(shù)［M］.北京：中國石化出版社，2003.

［3］中原油田HSE 委員會.井下作業(yè)危害識別與防范［M］.濮陽：中原石油勘探局，2009.