應急管理在油氣集輸系統中的數字化實踐

楊永純 杜嵐顥（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

應急管理在油氣集輸系統中的數字化實踐

楊永純 杜嵐顥（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

應急管理是油田生產中的重要內容，對防范生產事故、減少企業損失和人身傷害具有積極的意義。將數字化技術作為油氣集輸系統中應急管理的載體，通過智能監控、電子預案、應急通訊、虛擬演練等方式，能夠有效提升應急處置水平。通過油氣集輸站場應急管理的一例數字化實踐，闡述了數字化技術在油氣集輸系統乃至油田應急管理中的重要意義。

油氣集輸；應急管理；數字化

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.015

油氣集輸是油田工業生產的主體，其特點是工藝復雜、設備分布廣、集輸管線長，兼具易燃、易爆、高溫、高壓等特性，在連續生產過程中具有較大危險性。通過已建立的HSE管理體系，對油氣集輸過程中產生的健康、安全與環境問題進行管理，能有效地降低油氣集輸作業過程中的HSE風險。風險管理是HSE管理的核心，包括風險評價和風險控制的全過程[1]，目前中石油的HSE體系建設尚不十分完善，油氣集輸作業中數字化建設與外國大石油公司相比依然滯后，生產過程中還缺少數字化的參數監測、智能診斷分析、安全控制的能力。依靠人工采集上報的信息管控方式，在準確性與時效性上都存在著一定的弊端，生產運行部門和安全管理部門依據這些信息并不能準確、及時、全面地了解各巡檢點的生產狀況。技術手段的落后影響了油氣生產的安全保障和管理能力、應急響應與救援整體水平的提高，難以滿足企業發展的安全管理需求[2]。

1 油氣集輸企業的應急管理

1.1 應急管理

應急管理是對突發事件進行預防、應對、處置、恢復的過程。一個完整的應急管理體系由多個模塊組成，如圖1所示。

在應急管理體系中，體制、機制、法制是應急管理的基礎，預案是應急管理的核心也是及時有效開展應急處置和救援的重要保障。應急系統的質量不僅影響著應急處置的效果，也直接決定了領導者對緊急情況是否能夠做出有效的反應。科學的處置是減少事故損失的關鍵，只有準確識別出事故危險的來源并制定出科學的應急預案，才能在必要時合理地應對突發事故的擴大和更有效地進行救援。當前很多企業的應急管理僅以文本化的應急預案體現，數字化和信息化的程度較低，未能全面有效地發揮作用。

圖1 應急管理體系

1.2 油氣集輸系統應急管理的需求

油氣集輸站場是油田生產的高風險場所，生產過程中存在著各類隱患。識別出油氣集輸過程中的各種風險、采取相應的控制措施、制定切實有效的應急預案加以應對，是保證油氣集輸場所安全生產的重要措施，也是油氣集輸系統應急管理的必需環節。然而油氣集輸場所工藝復雜、設備分布廣、集輸管線長，同時兼具易燃、易爆、高溫、高壓的特性、在連續生產的各個環節都存在著各種風險隱患。崗位員工在巡檢過程中，既要巡視各部位的運行狀態，又要錄取各處設備的運行參數，數據采集的同時也實時處于危險可能發生的環境中。能否根據一個或幾個參數的變化判斷出可能發生的生產異常，則要憑借長期的經驗積累，對于未曾親身經歷或工作年限較短、履職能力較弱的員工來說是其必然的短板。建立一套能在巡檢中提取數據，并根據參數異常自動判斷可能的風險，并調用出不同事故的處置方式的數字化系統，并納入應急通訊、模擬演練等功能，將能很好的解決這一矛盾。

2 數字化現狀

2.1 數字化技術

數字化技術是實現信息電子化的技術手段，它將現實世界中的內容轉化成電腦能夠識別的數字語言，實現對信息的處理及應用。自動化監控便是數字化技術之一，近些年在油田各行業得到廣泛應用，通過液位監測、壓力監測、溫度監測以及氣體探測等儀器，比對人為設定的限值來發出聲光報警的系統已在多數油氣集輸站場投入使用。然而這種監測與報警的系統大多“各自為戰”，方式也以參數監控為主，有關于應急管理信息系統的建立相對滯后，應急處置與生產現場的監測預警尚未實現對接。

2.2 數字化預案

數字化預案是應急預案的一種表現形式，相對于文本預案以紙質文件為載體不同，數字化預案以計算機軟件形式為載體，通過數字化手段將應急預案流程和要素展示出來。其優點在于能夠便捷地與其它信息系統集成，并通過模擬突發事件的演化過程而快速分析應急處置程序，提示應急策略，優選處置方案，從而使應急處置的科學性和效率大幅提高[3-4]。其構成如圖2所示。

圖2 數字化預案的構成

3 應急管理的數字化

3.1 系統的建立

某油田轉油站進行了一例應急管理數字化的實踐。建立了一套集數據采集、參數監控、應急報警、數字預案、即時通訊、模擬演練功能為一體的數字化系統。實現了各巡檢點通過基于總線方式的監測與控制，生產現場與值班辦公區以及上級管理部門之間通過無線及以太網聯接，與油田生產指揮中心可以通過局域網或電信網絡進行通訊，確保達到規定指標的要求及各環節的可靠運行。將油氣集輸系統的生產運行、過程優化、故障診斷、現場控制與應急處置等功能集成在網絡環境下，通過信息多層無縫鏈接，實現整個過程的管控一體化[5-6]。其結構如圖3所示。

3.2 系統功能

3.2.1 計算分析與多平臺協同

圖3 某轉油站數字化應急系統拓撲圖

該系統自動采集油氣集輸站場內的工藝參數，員工通過手持器（PDA）現場巡檢并觸點簽到，將部分基礎數據采集并上傳。其后續的計算、分析及各類報表生成由數據平臺自動生成；同時該系統與“采油與地面工程運行管理系統”、“現場信息采集系統”等平臺可通過鏈接實現信息共享，避免員工重復填報的工作量。

3.2.2 超限提示

當員工現場通過PDA采集的數據超過合理范圍時，其屏幕會彈出一個對話框，顯示導致異常的故障原因和應急處置方法，針對出現的問題員工可立即按照系統的提示采取有效的措施進行處理，避免生產事故的發生。

3.2.3 啟動處置程序

在巡檢采集數據時，發現外輸油（氣）壓力低于運行參數下限時，PDA會彈出對話框，顯示導致異常的故障原因和處置方法。經判斷分析屬于第二種原因，點擊畫面彈出的“輸油（氣）管線泄漏事故應急處置”的電子文本鏈接，便將該應急處置圖文并茂顯示出來，即使從沒有遇到過此類突發事件的員工也可以按照應急處置程序進行準確操作。

3.2.4 多功能的智能終端

數字化應急系統的手持器集成了多個實用功能。PDA機身為防爆設計，右側實體鍵輕輕一按即開啟手電功能，夜間巡檢無需再攜帶手電；通過手持器可以隨時對講溝通，實時掌握所在位置和現場設備情況，一旦在巡檢過程中發現異常生產情況時可現場呼叫，尋求幫助，提高處理緊急事故的效率，同時也能確保生產平穩及員工人身安全；員工交接班時，將生產情況了解清楚后可以通過PDA自拍方式完成電子化交接班，類似于人臉識別的考勤機，起到約束員工按時出勤的作用。

3.2.5 網上考試和效果評價

日常生產中的風險點源辨識、崗位應急處置程序、集輸系統技能鑒定和班組安全達標題庫等內容可以錄入到數字化應急系統中，形成綜合性題庫。員工可以進行自學自考、管理人員亦可以利用系統進行抽考和評價。員工通過該系統的自主學習過程在PDA中留有痕跡，自考成績和抽考成績記錄在該應急管理系統中，自動形成每名員工學習成績的對比曲線。管理人員可根據員工學習曲線，對成績較低的員工有針對性地加以督促，強化學習，確保全系統人員整體技能操作、應急處置能力的提升。

3.2.6 虛擬應急演練

在油氣集輸的生產過程中，通過模擬工藝流程中某個環節的突發事件場景開展應急演練，可以達到檢驗應急處置方案、鍛煉員工應急處置能力的目的。然而，由于一些實戰演練組織籌備耗時耗力、占用倒班員工的休息時間，導致不易經常開展，因此構建虛擬應急演練成為油氣集輸系統中一項非常有必要的工作。數字化的應急管理系統通過網上簽到、現場聯動、多媒體響應，較好地實現了虛擬演練的過程。

4 結論

1）應急管理是油氣集輸系統一項長期持久的工作，企業要激勵員工參與風險辨識，強化應急培訓，增強應急管理處置能力，通過各種技術手段和管理方式，最終實現遠離“三違”、員工無傷害、企業無事故的目標。

2）做好油氣集輸系統的生產監控和應急管理，預防事故發生，對保護油田生產安全具有十分重要的意義。

3）利用數字化等先進的技術手段，加強危險源管理和關鍵環節管控，對提高油田企業應急管理的科學性，體現以人為本，促進企業安全文化建設具有積極的意義。

[1]李文華.石油工程HSE風險管理[M].北京：石油工業出版社，2008：15-50.

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[5]桑海泉，劉驥，魏利軍，等.重大危險源動態監管與應急救援平臺建設研究[J].中國安全科學學報，2007，17（7）：81-88.

[6]吳宗之，魏利軍，于立見，等.重大危險源安全監管信息系統的開發研究[J].中國安全科學學報，2005，15（11）：39-43.

2017-04-13

（編輯 王古月）

楊永純，工程師，2009年畢業于大慶石油學院，從事采油集輸、安全管理工作，E-mail：ycyang@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區第三采油廠第五油礦采油五隊，163113。