海上平臺井控應急搶險技術智能化發展方向分析

劉學達 陳帆

1. 中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司 天津 300452

2. 中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300452

經過多年的發展，目前海洋石油資源已成為我國增儲上產的主力，海洋石油的勘探開發對我國經濟建設和能源安全具有十分重要的意義。海洋石油資源勘探開發多依靠海上平臺，井控應急搶險技術是在海上平臺出現井噴、爆炸等嚴重事故時，及時對災情進行控制并恢復平臺正常生產狀態的一系列方法，是保障海洋石油資源安全高效開發的重要保障。隨著時代的進步、科技的發展，為了進一步提高井控應急搶險的質量和效率，其技術水平的智能化、數字化已勢在必行。

1 當前海上平臺井控應急搶險存在的不足

1.1 對井控風險的分析和判斷能力不足

海上平臺井控應急搶險，主要是對事故進行及時的處理和控制，防止事故進一步擴大。但由于海上平臺作業的特殊性，導致其在井控救援過程中存在一定的風險。尤其是海上平臺不像陸地上那樣可以依靠簡單的經驗來判斷井控風險，對于井控風險的分析和判斷積累的經驗不足。

當前海上平臺采用的井控救援主要是靠經驗和直覺進行判斷，缺乏對井控風險進行分析和判斷。在井控事故發生后，指揮中心對現場情況不能做出正確判斷，不能有效地采取相應措施進行處理，而對井控風險的分析和判斷能力不足，不能及時有效地將井控風險控制在最低程度。這就造成了一些井在事故發生后，由于沒有對現場情況進行分析和判斷，而盲目地采取了一些應急措施，造成事故進一步擴大[1]。

1.2 難以對現場情況作出正確的判斷

1）對現場情況不能作出正確的判斷，不能有效地對應急救援人員進行指揮和協調。

2）不能對現場情況進行分析，導致救援方案無法有效制定。

3）缺少現場情況分析，導致無法制定有效的救援方案，從而錯失救援時機。

4）缺乏現場情況分析，導致無法合理分配救援力量。

5）缺少對現場情況的了解，導致井控方案不合理、救援計劃不明確。

6）缺少對現場情況的了解，導致對應急預案的有效性評價不足。

7）缺少對應急設備性能和使用狀態的了解，導致無法有效使用。

1.3 井控救援指揮中心沒有實現全流程數字化

井控救援指揮中心不能實現全流程數字化，還沒有達到信息化，更談不上數字化。目前，海上平臺的井控救援指揮中心還沒有實現全流程數字化，主要表現在以下幾個方面：

① 井控救援指揮中心人員配備不足，不能滿足現場救援的需要。目前，海上平臺井控應急搶險指揮中心主要由井控管理中心的工作人員擔任，但平臺井控管理中心人員數量不足，在有限的人員配置中很難完成井控救援指揮的工作。

② 井控救援指揮中心設備設施不能實現數字化。目前，海上平臺的井控救援指揮中心只配備了1臺大屏幕顯示器、1臺筆記本電腦和1套應急通信設備，這些設備主要用于現場情況匯報和信息采集。但由于設備數量有限、體積較大等原因，不能進行現場信號傳輸和視頻信號傳輸，無法實現對現場情況的遠程監控和視頻傳輸[2]。

1.4 井控救援技術資料管理不規范

在井控救援過程中，由于救援方案的制定、井控應急預案的實施、井控救援培訓和演練、井控救援記錄等，都離不開技術資料。技術資料是井控救援的重要依據，是進行井控救援的重要依據，是制定井控應急預案和完善井控應急系統的主要依據，因此技術資料管理是一項非常重要的工作。在實際操作中，技術資料管理往往存在以下問題：

① 技術資料不全、不及時。技術資料缺失或不完整、不及時，將導致在井控應急救援過程中遇到無法解決的問題，尤其在井控應急預案和技術方案中缺少必要的技術資料，將使井控應急救援工作失去方向。

② 技術資料使用不當。有些平臺在井控管理人員培訓過程中，由于對井控知識缺乏了解，錯誤地認為井控救援就是在井口進行應急演練和操作。雖然這種做法有一定的必要性，但從整個平臺安全管理的角度來看是錯誤的。

1.5 井控救援培訓和演練缺乏有效手段

目前，海上平臺井控應急搶險培訓和演練工作都是在井控管理中心統一組織下進行，井控管理中心對井控救援人員的培訓和演練不夠重視，這也是影響井控救援工作效果的一個重要因素。在現場應急演練過程中，對演練方案的細節把握不到位，應急指揮中心對演練方案的實際操作性和可操作性不夠明確，缺乏有效的監督，導致演練效果不佳。此外，由于海上平臺井控應急搶險工作存在一定的特殊性，井控救援技術人員對自身安全防護意識不強，在井控救援現場往往容易出現麻痹大意的心理，這也是造成井控救援工作不能有效開展的一個重要原因。

2 海上平臺井控應急搶險技術智能化發展方向

2.1 井控救援設備智能化

井控救援設備智能化，主要是指井控救援設備在執行井控救援任務過程中，能夠依據實際情況對設備功能進行有效優化，使其在安全的環境下發揮最大作用。目前，井控救援設備智能化的實現方式主要有2種：一種是將井控救援設備與智能控制系統進行結合，將井控救援設備作為控制系統的終端設備，進而實現對井控救援設備的智能化管理；另一種是將井控救援設備與物聯網技術進行結合，實現井控救援設備的智能化控制。但是，由于井控救援設備涉及到多個學科，因此在研發過程中存在一定的困難。我國井控應急救援技術起步較晚，井控應急救援技術和裝備主要依賴于國外進口，其在滿足國內應急救援工作需求的同時，也存在一定的局限性。在此背景下，我國必須對井控應急救援技術進行研究和開發，不斷研發和創新井控應急裝備，實現井控管匯、井口裝置、井口監測等關鍵裝備的智能化升級。此外，在海上平臺井控應急搶險過程中，需要考慮到平臺環境、施工條件等多方面因素。因此要提高海上平臺井控應急搶險設備的智能化程度，必須加強與鉆井平臺工作人員的溝通和交流。例如：在海上平臺井控事故發生后，井上作業人員需要及時了解現場情況并將情況反饋給井控組內人員。

2.2 井控救援指揮平臺的數字化

數字化技術在井控救援指揮平臺中的應用，能夠使井控救援指揮平臺實現全面數字化、智能化。井控救援指揮平臺數字化，可以實現救援數據的采集、處理、傳輸等功能，為井控救援指揮提供實時數據支持。

井控救援指揮平臺數字化，需要將井控救援現場的各種數據進行全面采集，并將這些數據上傳到井控救援指揮平臺，同時利用通信網絡將這些數據傳輸至遠程控制中心。井控救援指揮平臺數字化，可以實現遠程控制中心與井控救援現場之間的遠程溝通、指令傳遞、視頻會議等功能，從而實現井控救援現場的實時控制和信息共享。

井控救援指揮平臺數字化的實現，還需要將井控搶險模擬器與井控臺進行連接。井控臺是井控搶險模擬器的核心部件，在模擬器中安裝有模擬裝置，利用該裝置可以完成對井控搶險系統的模擬操作。通過在井控搶險模擬器中安裝井控臺，能夠使井控搶險人員掌握應急搶險過程中的各種操作技巧，提升應急搶險能力。同時利用模擬設備對井控臺進行操作控制，能夠在一定程度上提高井控搶險效率和井控臺使用壽命。

2.3 井控救援培訓教育和救援演練數字化

海上鉆井平臺井控救援培訓教育和救援演練過程中，對安全生產的影響比較大。因此，可以借助虛擬現實技術搭建井控救援虛擬仿真場景，通過情景構建、虛擬現實技術開展井控救援培訓教育和演練工作。虛擬現實技術通過利用計算機技術和傳感器技術將現實場景與虛擬環境有機結合在一起，可以很好地模擬海上鉆井平臺井控救援現場，提升井控救援培訓教育和演練工作效率。

虛擬現實技術還可以模擬海上鉆井平臺井控救援現場的真實環境，通過交互方式對模擬場景進行控制，讓參與者可以在模擬場景中體驗井控救援過程。利用虛擬現實技術開展井控救援培訓教育和演練工作，能夠有效提升安全生產水平，降低安全風險發生率，實現安全生產的可持續發展。

2.4 井控設備智能化檢測與分析系統

井控設備智能化檢測與分析系統是一種集自動化、智能化和信息化為一體的綜合型系統。該系統可以利用無線網絡，通過物聯網技術與井控設備、井控平臺進行連接，對井控設備的運行狀態進行實時檢測與分析。同時，還可以利用人工智能技術，對井控設備的故障類型和發生原因進行智能診斷，為井控設備維護和維修提供科學依據。

通過智能化系統對井控設備進行實時監控，一旦出現故障，可以及時發現故障位置并快速維修，縮短維修時間。同時，利用傳感器技術對井控設備的運行狀態進行監測，一旦出現故障可以及時報警，降低設備停機時間和設備維修成本。通過智能化系統的應用可以有效提高井控救援工作的效率和質量。

2.5 井控裝備智能維護保養系統

井控裝備智能維護保養系統的應用，可以通過計算機系統對井控裝備進行遠程監控和管理，同時結合井控裝備的現場狀況，對故障設備進行智能診斷和維護保養。該系統能夠對井控裝備的實時數據進行采集，通過傳感器對數據進行檢測和處理，并將數據傳輸到計算機系統中。在計算機系統的作用下，可以將現場圖像傳輸到遠程監控中心，在中心人員的授權下，通過遠程監控系統對故障設備進行遠程控制和維護保養。當設備發生故障時，維修人員可以通過網絡連接到平臺上的服務器，獲取相關信息和數據。如果出現緊急情況需要對設備進行緊急處理時，維修人員可以通過遠程控制平臺上的操作手柄對設備進行遙控操作和維護保養。該系統在應用過程中，不僅能夠實現遠程監控、故障診斷、遠程維護保養等功能，而且還能夠有效降低海上平臺井控應急搶險成本。

3 結束語

隨著科技的發展和時代的進步，海上平臺井控應急搶險智能化數字化技術也在不斷完善。但是，海洋石油勘探開發平臺井控救援的智能化、數字化建設在我國起步較晚，目前還處于初期階段，一些關鍵技術還不夠成熟。因此，要充分認識到智能化數字化技術的重要性和必要性，從井控救援智能化數字化技術的基礎建設、核心技術和關鍵環節等方面入手，不斷進行技術優化、工藝改進、設備更新等，推動我國海上石油鉆井平臺井控救援智能化數字化技術的發展和應用，提高井控救援的質量和效率，保障石油鉆井平臺井控系統的安全運行，有效預防和減少海上油氣勘探開發中發生的各種事故和安全生產事故。