鉆井工程安全系統(tǒng)危險(xiǎn)因素的辨識(shí)與分析

褚長(zhǎng)林

摘要：安全是石油鉆井工程的重中之重，只有全面加強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和安全管理，才能確保石油鉆井工程的順利進(jìn)行。對(duì)石油鉆井工程安全系統(tǒng)危險(xiǎn)因素的辨識(shí)與分析，主要采用能量意外釋放理論以及兩類危險(xiǎn)源理論相結(jié)合，主要包括對(duì)重大危險(xiǎn)源、最長(zhǎng)危險(xiǎn)線、最危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境、最危險(xiǎn)作業(yè)崗位等，通過(guò)對(duì)石油鉆井工程安全系統(tǒng)的危險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識(shí)與分析，具有較強(qiáng)的超前性和預(yù)見(jiàn)性，能有效對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行控制，為石油鉆井工程的安全風(fēng)險(xiǎn)管理和HSE管理體系提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：石油鉆井工程;安全系統(tǒng);危險(xiǎn)因素;辨識(shí)分析

安全是石油鉆井工程的首要任務(wù)，石油鉆井工程具有難度高、風(fēng)險(xiǎn)大、投入高的特點(diǎn)，是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程和多項(xiàng)特種技術(shù)合成作業(yè)的有機(jī)集成，是促進(jìn)石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長(zhǎng)點(diǎn)和安全生產(chǎn)的生命線[1]。

1 石油鉆井工程危險(xiǎn)辨識(shí)方法

石油鉆井工程安全管理包括：事故系統(tǒng)要素：人員、機(jī)械、環(huán)境及管理;安全系統(tǒng)要素：物質(zhì)、能量及信息。從預(yù)防和安全風(fēng)險(xiǎn)控制角度出發(fā)，通過(guò)運(yùn)用能量釋放理論、危險(xiǎn)源管理理論對(duì)事故系統(tǒng)要素進(jìn)行辨析和識(shí)別，對(duì)于建立石油鉆井工程有效的風(fēng)險(xiǎn)管理控制系統(tǒng)、保障人身及財(cái)產(chǎn)安全，具有重要意義，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的風(fēng)險(xiǎn)控制和安全管理。能量意外釋放理論與兩大危險(xiǎn)源理論是石油鉆井工程安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分析的重要理論（模型見(jiàn)圖1）。

2 石油鉆井工程安全系統(tǒng)危險(xiǎn)因素辨識(shí)單元

石油鉆井工程安全系統(tǒng)危險(xiǎn)危險(xiǎn)因素辨識(shí)單元，根據(jù)系統(tǒng)界定極其不同的單元構(gòu)成、原理和功能，通常被劃分為兩大類，即：系統(tǒng)安全單元和安全系統(tǒng)單元，但是其分類是相對(duì)的[2]。如圖2所示。

3 石油鉆井工程安全系統(tǒng)的生命特征

3.1 系統(tǒng)的構(gòu)成

系統(tǒng)構(gòu)成包括物質(zhì)的流動(dòng)、能量之間的轉(zhuǎn)換以及信息的相互傳遞等，是維持系統(tǒng)生命的關(guān)鍵，其特征主要體現(xiàn)在安全系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境以及安全系統(tǒng)之間的物質(zhì)、能量和信息的傳遞、轉(zhuǎn)換、和流動(dòng)。安全系統(tǒng)是指鉆井作業(yè)系統(tǒng)、作業(yè)場(chǎng)所及作業(yè)人。環(huán)境系統(tǒng)包括鉆井工程作業(yè)系統(tǒng)所涉及的居民住宅區(qū)、工廠區(qū)、生活區(qū)以及大氣層、地表環(huán)境和地下環(huán)境等。

3.2 能量轉(zhuǎn)換

能量轉(zhuǎn)換是通過(guò)發(fā)電機(jī)組將燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能（熱能），通過(guò)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為氣液壓能和機(jī)械能的過(guò)程，同時(shí)也包括氣象等自然災(zāi)害的侵入能量以及地層巖土破碎所產(chǎn)生的阻力。

3.3 信息傳遞

信息傳遞是指對(duì)物質(zhì)或能量控制所發(fā)出的信息傳遞過(guò)程，包括：安全電壓控制、平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)控制、升降物體的有效高度和速度控制、自然災(zāi)害控制以及預(yù)防能量聚集控制等，控制的表征參量包括：電能（電壓電流）、動(dòng)能（質(zhì)量和速度）、勢(shì)能（高度差、變形量及質(zhì)量）、氣液壓力以及風(fēng)力、圍巖應(yīng)力、瓦斯含量、滲透率等。

4石油鉆井工程安全系統(tǒng)危險(xiǎn)源的辨識(shí)分析

4.1 最大危險(xiǎn)源

（1）井噴。引發(fā)井噴的因素包括對(duì)地層壓力控制失敗、鉆井泥漿密度比較低、井內(nèi)泥漿液柱高度降低、起鉆抽吸采取措施不當(dāng)?shù)龋伎赡苷T發(fā)井噴。如果發(fā)生井噴，通常會(huì)產(chǎn)生有毒氣體的摩擦燃燒，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境及人身安全造成較大危害[4]。搶救方法是立即使用大密度重晶石粉壓井，以增加壓力阻止井噴繼續(xù)發(fā)生。

（2）燃油。石油鉆井大多采用才有發(fā)電機(jī)組提供提供動(dòng)力，因此要儲(chǔ)備大約40噸左右的動(dòng)力燃油，基于燃油的性質(zhì)和儲(chǔ)量，是最大危險(xiǎn)源之一。

（3）井架。井架是石油鉆井的關(guān)鍵設(shè)備、重量較大，如果安裝不老或基礎(chǔ)塌陷，很容易造成摔競(jìng)價(jià)的安全事故。

4.2 最長(zhǎng)危險(xiǎn)線

（1）輸（配）電線。輸（配）電管線是最長(zhǎng)的危險(xiǎn)線，包括自發(fā)電機(jī)輸出至各種用電設(shè)備之間的高低壓輸配電線路，手游疏忽，就可能造成觸電傷亡的安全事故。

（2）氣（液）體管線。氣壓和液壓動(dòng)力具有便于傳輸和控制的特點(diǎn)，是在石油鉆井工程中廣泛應(yīng)用的動(dòng)力系統(tǒng)，因此，氣（液）壓動(dòng)力管線也是最長(zhǎng)危險(xiǎn)線之一。

（3）鋼絲繩系列。鋼絲繩是油田鉆井工程施工中起吊作業(yè)的必備設(shè)備，具有較大的彈性勢(shì)能，因此鋼絲繩的起吊作業(yè)段也是最長(zhǎng)危險(xiǎn)線。

4.3 最頻危險(xiǎn)作業(yè)面

主要體現(xiàn)在鉆井施工作業(yè)中，包括：拆裝井架等高空作業(yè)、起吊作業(yè)、臨邊作業(yè)等特殊作業(yè)環(huán)境以及鉆井作業(yè)中的機(jī)械傳動(dòng)部分，都是危險(xiǎn)頻發(fā)的作業(yè)面。

4.4 最危險(xiǎn)點(diǎn)

（1）八大系統(tǒng)。石油鉆井工程的八大系統(tǒng)及其操作控制裝置，是最為關(guān)鍵的危險(xiǎn)點(diǎn)，任何系統(tǒng)的控制失效都將造成嚴(yán)重的不良后果。

（2）監(jiān)控儀表。監(jiān)控儀表示鉆井設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)，監(jiān)控儀表一旦失效，鉆井設(shè)備的運(yùn)行就會(huì)存在潛在的危險(xiǎn)因素，或引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

（3）安全裝置。安全裝置包括隔離護(hù)欄、警示標(biāo)志、警示符號(hào)、警戒線以及個(gè)人安全防護(hù)等，提示鉆井作業(yè)人員注意安全不要接近危險(xiǎn)源，以消除安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

安全是石油鉆井工程中的首要因素，只有安全施工，才能健康發(fā)展，因此要注重對(duì)石油鉆井工程安全系統(tǒng)要素的物質(zhì)、能量、信息進(jìn)行辨析和識(shí)別，并加強(qiáng)對(duì)井噴、燃油、井架、鋼絲繩、輸電線路及危險(xiǎn)作業(yè)面進(jìn)行監(jiān)控，確保石油鉆井工程作業(yè)的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊宗安，梁娟，馬文勝.基于安全系統(tǒng)的鉆井工程危險(xiǎn)辨識(shí)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，33（z1）：74.

[2]伍穎，王穎，李俊 等.基于安全系統(tǒng)的石油鉆井工程危險(xiǎn)辨識(shí)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010（3）：52-53.

[3]和仲秋.鉆探工程施工中危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)極其控制[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)[J].2010（6）：177-181.