領結圖分析模型在鉆井吊裝作業安全風險分析中的應用

陳章瑞 彭遠春 金雪梅 李海紅 楊旻寰

中國石油集團川慶鉆探工程有限公司安全環保質量監督檢測研究院 四川 德陽 618300

鉆井現場吊裝作業是指利用起重機械和運輸車輛，將鉆井作業中所需的設備、設施和管具等移動到預定場所卸下或裝上的起重作業。其作業環境和特質決定了吊裝作業過程是一個風險較高、容易發生傷亡事故的生產過程，主要存在以下特點[1]。

（1）鉆井現場設備復雜，大件、重件拆卸安裝難度大，被吊物易受場地限制，堆放層次、高度會超出規定標準，作業時可能需要站在被吊物上摘掛吊索具，易造成滑跌、高處墜落等傷害。

（2）吊具多為鋼絲繩，受力易變形，且被吊物尺寸不一，重量較大，易聚集彈性勢能、重力勢能并存在突然性釋放的可能。

（3）起重機械屬特種機械設備，對作業人員有特殊要求，但目前大部分起重機械操作人員為承包商人員，進入門檻較低，流動較快，安全培訓不易到位、安全監控不易到位，人員安全意識淡薄。

（4）野外露天作業，施工地面坑洼不平，且受天氣影響，吊運過程中易產生晃動和傾斜。

1 領結圖分析法介紹

安全事故成因復雜，因此，在進行風險識別時，往往多種方法相結合使用，比如常見的分析方法有安全檢查表法、事故樹分析、事件樹分析、預先危險性分析法、風險評價矩陣法和故障模式及影響分析等，其中事故樹分析與事件樹分析由于控制邏輯和操作標準上容易掌握而被廣泛使用[2]。領結圖分析法（Bow—tie Analysis，縮寫BTA）則是由事故樹分析與事件樹分析結合產生的一種風險分析和管理方法，從人、機、料、法、環幾個方面對事故或風險進行全面分析，構建以“風險控制預防模型＋后果控制預判模型”相結合的“領結圖”結構模型，直觀地表達觸發頂上事件發生的原因、可能導致的后果，針對性分析和制定防止事故發生的預防措施、降低事故后果影響的減緩措施。通過領結圖形式展現危險源、危害因素、預防措施、頂上事件、減緩措施和事故后果之間的邏輯關系，不僅彌補了事故樹分析與事件樹分析兩種方法單獨使用的不足，而且能清晰地展示出“危害因素→事故→事故后果”的全過程，直觀反映頂上事件觸發、事故后果產生的事故鏈路徑[3]。

2 實施步驟

領結圖分析法實施步驟主要包括危險源辨識、確定頂上事件、危害因素及事故后果分析、設置保護屏障等，見圖1。

圖1 領結圖分析實施流程

2.1 危險源辨識

對分析對象開展危險源辨識，確定現場存在的各類危險物質，包括物料介質、能量等。

2.2 確定頂上事件

根據已辨識出的危險源結果，選取可能造成潛在高后果的風險事件確定為頂上事件，在領結圖中用圓來表示，置于領結圖的正中心。

2.3 危害因素及事故后果分析

在頂事件確定后，從人的不安全行為、物的不安全狀態以及周圍環境條件等方面進行分析，運用系統工程原理和方法定性定量地判斷各因素對安全的嚴重程度，根據分析出的危險源、危害因素、頂上事件、事故后果，繪制形成以頂上事件為中心的領結圖，以明確各危害因素觸發頂上事件及導致事故后果的事故鏈路徑。

2.4 設置保護屏障

預防措施就是領結圖中的“保護屏障”，在對各種原因分析后，應制定針對性的措施以防止頂上事件的發生或減緩事故后果影響，即設置屏障，阻斷引發事故的路徑。保護屏障分為預防措施和控制措施兩類，預防措施可包括本質安全設計、過程控制系統、安全儀表聯鎖保護、安全附件、管理程序等，控制措施可包括檢測報警裝置、安全截斷系統、應急響應等內容。

3 領結圖在吊裝作業風險分析中的應用

以吊裝作業起重傷害為分析對象，從人的因素、物的因素、環境因素、管理因素四個方面開展危險有害因素辨識、評估，明確其對吊裝作業的影響程度。最終確定 16 項危害因素以及 51 項屏障措施，構建“領結圖”結構模型。

3.1 危險源識別

鉆井現場吊裝作業是指利用起重機械和運輸車輛，將鉆井作業中所需的設備、設施和管具等移動到預定場所卸下或裝上的起重作業，通常存在的危險源主要有機械能、勢能、電能等。

3.2 確定頂上事件

鉆井現場設備復雜，大件、重件拆卸安裝難度大，作業時可能需要站在被吊物上摘掛吊索具，易造成滑跌、高處墜落等傷害；吊具多為鋼絲繩，受力易變形，且被吊物尺寸不一，重量較大，易聚集彈性勢能、重力勢能，存在物體打擊的可能；由此可見，吊裝作業失控可能導致設備損毀、人員傷亡等嚴重事故后果，因此可將吊裝作業起重傷害作為頂上事件。

3.3 故障樹分析

對吊裝作業起重傷害事件進行故障樹分析，確定頂上事件誘發的直接原因，包括人的因素、物的因素、環境因素、管理因素等。將直接原因作為中間事件進一步分析，梳理出導致中間事件的上一級原因，確定底層事件。

3.4 事件樹分析

對頂上事件進行事件樹分析，結合吊裝作業現有風險控制措施，包括應急處置、人員防護、現場監管等，將安全功能按成功狀態、失敗狀態進行分析，直到發生設備損毀或人員傷亡事故為止。

3.5 確定保護屏障

根據故障樹分析結果，在每條分析路徑節點制定阻斷頂上事件發生的預防措施。系統分析出的屏障措施會涉及人、機、料、法、環各因素，見圖2。

4 結束語

以吊裝作業起重傷害為分析對象，從人的因素、物的因素、環境因素、管理因素四個方面開展危險有害因素辨識、評估，明確其對吊裝作業的影響程度，并分析制定針對性風險管控措施，構建“領結圖”結構模型。由于具有邏輯架構清晰、方式靈活有序等特點，領結圖可以快速明了地以可視的關聯關系來表明吊裝作業起重風險、原因、預防措施、應急措施及后果，既可以清楚地展現引起事故的各種途徑，又能夠利用屏障設置獲得預防事故發生的措施，具有較強的實際應用價值。下一步，還可從以下方面不斷完善分析模型與程序，更加客觀、科學地開展評估分析工作，使評估結果更具有指導意義。

一是明確關鍵行動任務。在領結圖模型建立及分析過程中，可根據保護屏障開展失效原因分析，識別可能導致保護屏障失效的因素，制定維護保護屏障可靠性的關鍵活動、程序或步驟，并將其作為風險管控的關鍵行動任務，進一步強化評估指導實踐意義。

二是加強事故后果分析。在領結圖模型建立過程中的危害因素及事故后果分析環節中，不僅要對事故預防、事故后可能產生的后果進行預判，同樣要重視分析制定防止次生災害發生的控制措施。