鉆井工程安全系統危險因素的辨識與分析

褚長林

摘要：安全是石油鉆井工程的重中之重，只有全面加強安全風險識別和安全管理，才能確保石油鉆井工程的順利進行。對石油鉆井工程安全系統危險因素的辨識與分析，主要采用能量意外釋放理論以及兩類危險源理論相結合，主要包括對重大危險源、最長危險線、最危險作業環境、最危險作業崗位等，通過對石油鉆井工程安全系統的危險因素進行辨識與分析，具有較強的超前性和預見性，能有效對風險因素進行控制，為石油鉆井工程的安全風險管理和HSE管理體系提供強有力的技術支撐。

關鍵詞：石油鉆井工程;安全系統;危險因素;辨識分析

安全是石油鉆井工程的首要任務，石油鉆井工程具有難度高、風險大、投入高的特點，是一項極其復雜的系統工程和多項特種技術合成作業的有機集成，是促進石油企業經濟發展的增長點和安全生產的生命線[1]。

1 石油鉆井工程危險辨識方法

石油鉆井工程安全管理包括：事故系統要素：人員、機械、環境及管理;安全系統要素：物質、能量及信息。從預防和安全風險控制角度出發，通過運用能量釋放理論、危險源管理理論對事故系統要素進行辨析和識別，對于建立石油鉆井工程有效的風險管理控制系統、保障人身及財產安全，具有重要意義，能夠實現真正意義上的風險控制和安全管理。能量意外釋放理論與兩大危險源理論是石油鉆井工程安全風險識別與分析的重要理論（模型見圖1）。

2 石油鉆井工程安全系統危險因素辨識單元

石油鉆井工程安全系統危險危險因素辨識單元，根據系統界定極其不同的單元構成、原理和功能，通常被劃分為兩大類，即：系統安全單元和安全系統單元，但是其分類是相對的[2]。如圖2所示。

3 石油鉆井工程安全系統的生命特征

3.1 系統的構成

系統構成包括物質的流動、能量之間的轉換以及信息的相互傳遞等，是維持系統生命的關鍵，其特征主要體現在安全系統與作業環境以及安全系統之間的物質、能量和信息的傳遞、轉換、和流動。安全系統是指鉆井作業系統、作業場所及作業人。環境系統包括鉆井工程作業系統所涉及的居民住宅區、工廠區、生活區以及大氣層、地表環境和地下環境等。

3.2 能量轉換

能量轉換是通過發電機組將燃油的化學能轉換為電能（熱能），通過電動機將電能轉化為氣液壓能和機械能的過程，同時也包括氣象等自然災害的侵入能量以及地層巖土破碎所產生的阻力。

3.3 信息傳遞

信息傳遞是指對物質或能量控制所發出的信息傳遞過程，包括：安全電壓控制、平動或轉動控制、升降物體的有效高度和速度控制、自然災害控制以及預防能量聚集控制等，控制的表征參量包括：電能（電壓電流）、動能（質量和速度）、勢能（高度差、變形量及質量）、氣液壓力以及風力、圍巖應力、瓦斯含量、滲透率等。

4石油鉆井工程安全系統危險源的辨識分析

4.1 最大危險源

（1）井噴。引發井噴的因素包括對地層壓力控制失敗、鉆井泥漿密度比較低、井內泥漿液柱高度降低、起鉆抽吸采取措施不當等，都可能誘發井噴。如果發生井噴，通常會產生有毒氣體的摩擦燃燒，對周圍的生態環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發生。

（2）燃油。石油鉆井大多采用才有發電機組提供提供動力，因此要儲備大約40噸左右的動力燃油，基于燃油的性質和儲量，是最大危險源之一。

（3）井架。井架是石油鉆井的關鍵設備、重量較大，如果安裝不老或基礎塌陷，很容易造成摔競價的安全事故。

4.2 最長危險線

（1）輸（配）電線。輸（配）電管線是最長的危險線，包括自發電機輸出至各種用電設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。氣壓和液壓動力具有便于傳輸和控制的特點，是在石油鉆井工程中廣泛應用的動力系統，因此，氣（液）壓動力管線也是最長危險線之一。

（3）鋼絲繩系列。鋼絲繩是油田鉆井工程施工中起吊作業的必備設備，具有較大的彈性勢能，因此鋼絲繩的起吊作業段也是最長危險線。

4.3 最頻危險作業面

主要體現在鉆井施工作業中，包括：拆裝井架等高空作業、起吊作業、臨邊作業等特殊作業環境以及鉆井作業中的機械傳動部分，都是危險頻發的作業面。

4.4 最危險點

（1）八大系統。石油鉆井工程的八大系統及其操作控制裝置，是最為關鍵的危險點，任何系統的控制失效都將造成嚴重的不良后果。

（2）監控儀表。監控儀表示鉆井設備運行狀態的重要參數，監控儀表一旦失效，鉆井設備的運行就會存在潛在的危險因素，或引發嚴重的安全事故。

（3）安全裝置。安全裝置包括隔離護欄、警示標志、警示符號、警戒線以及個人安全防護等，提示鉆井作業人員注意安全不要接近危險源，以消除安全事故的發生。

5 結語

安全是石油鉆井工程中的首要因素，只有安全施工，才能健康發展，因此要注重對石油鉆井工程安全系統要素的物質、能量、信息進行辨析和識別，并加強對井噴、燃油、井架、鋼絲繩、輸電線路及危險作業面進行監控，確保石油鉆井工程作業的安全。

參考文獻：

[1]楊宗安，梁娟，馬文勝.基于安全系統的鉆井工程危險辨識[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（z1）：74.

[2]伍穎，王穎，李俊 等.基于安全系統的石油鉆井工程危險辨識[J].工業安全與環保，2010（3）：52-53.

[3]和仲秋.鉆探工程施工中危險源辨識、風險評價極其控制[J].中國安全生產科學技術[J].2010（6）：177-181.