钻井工程安全系统危险因素的辨识与分析

褚长林

摘要：安全是石油钻井工程的重中之重，只有全面加强安全风险识别和安全管理，才能确保石油钻井工程的顺利进行。对石油钻井工程安全系统危险因素的辨识与分析，主要采用能量意外释放理论以及两类危险源理论相结合，主要包括对重大危险源、最长危险线、最危险作业环境、最危险作业岗位等，通过对石油钻井工程安全系统的危险因素进行辨识与分析，具有较强的超前性和预见性，能有效对风险因素进行控制，为石油钻井工程的安全风险管理和HSE管理体系提供强有力的技术支撑。

关键词：石油钻井工程;安全系统;危险因素;辨识分析

安全是石油钻井工程的首要任务，石油钻井工程具有难度高、风险大、投入高的特点，是一项极其复杂的系统工程和多项特种技术合成作业的有机集成，是促进石油企业经济发展的增长点和安全生产的生命线[1]。

1 石油钻井工程危险辨识方法

石油钻井工程安全管理包括：事故系统要素：人员、机械、环境及管理;安全系统要素：物质、能量及信息。从预防和安全风险控制角度出发，通过运用能量释放理论、危险源管理理论对事故系统要素进行辨析和识别，对于建立石油钻井工程有效的风险管理控制系统、保障人身及财产安全，具有重要意义，能够实现真正意义上的风险控制和安全管理。能量意外释放理论与两大危险源理论是石油钻井工程安全风险识别与分析的重要理论（模型见图1）。

2 石油钻井工程安全系统危险因素辨识单元

石油钻井工程安全系统危险危险因素辨识单元，根据系统界定极其不同的单元构成、原理和功能，通常被划分为两大类，即：系统安全单元和安全系统单元，但是其分类是相对的[2]。如图2所示。

3 石油钻井工程安全系统的生命特征

3.1 系统的构成

系统构成包括物质的流动、能量之间的转换以及信息的相互传递等，是维持系统生命的关键，其特征主要体现在安全系統与作业环境以及安全系统之间的物质、能量和信息的传递、转换、和流动。安全系统是指钻井作业系统、作业场所及作业人。环境系统包括钻井工程作业系统所涉及的居民住宅区、工厂区、生活区以及大气层、地表环境和地下环境等。

3.2 能量转换

能量转换是通过发电机组将燃油的化学能转换为电能（热能），通过电动机将电能转化为气液压能和机械能的过程，同时也包括气象等自然灾害的侵入能量以及地层岩土破碎所产生的阻力。

3.3 信息传递

信息传递是指对物质或能量控制所发出的信息传递过程，包括：安全电压控制、平动或转动控制、升降物体的有效高度和速度控制、自然灾害控制以及预防能量聚集控制等，控制的表征参量包括：电能（电压电流）、动能（质量和速度）、势能（高度差、变形量及质量）、气液压力以及风力、围岩应力、瓦斯含量、渗透率等。

4石油钻井工程安全系统危险源的辨识分析

4.1 最大危险源

（1）井喷。引发井喷的因素包括对地层压力控制失败、钻井泥浆密度比较低、井内泥浆液柱高度降低、起钻抽吸采取措施不当等，都可能诱发井喷。如果发生井喷，通常会产生有毒气体的摩擦燃烧，对周围的生态环境及人身安全造成较大危害[4]。抢救方法是立即使用大密度重晶石粉压井，以增加压力阻止井喷继续发生。

（2）燃油。石油钻井大多采用才有发电机组提供提供动力，因此要储备大约40吨左右的动力燃油，基于燃油的性质和储量，是最大危险源之一。

（3）井架。井架是石油钻井的关键设备、重量较大，如果安装不老或基础塌陷，很容易造成摔竞价的安全事故。

4.2 最长危险线

（1）输（配）电线。输（配）电管线是最长的危险线，包括自发电机输出至各种用电设备之间的高低压输配电线路，手游疏忽，就可能造成触电伤亡的安全事故。

（2）气（液）体管线。气压和液压动力具有便于传输和控制的特点，是在石油钻井工程中广泛应用的动力系统，因此，气（液）压动力管线也是最长危险线之一。

（3）钢丝绳系列。钢丝绳是油田钻井工程施工中起吊作业的必备设备，具有较大的弹性势能，因此钢丝绳的起吊作业段也是最长危险线。

4.3 最频危险作业面

主要体现在钻井施工作业中，包括：拆装井架等高空作业、起吊作业、临边作业等特殊作业环境以及钻井作业中的机械传动部分，都是危险频发的作业面。

4.4 最危险点

（1）八大系统。石油钻井工程的八大系统及其操作控制装置，是最为关键的危险点，任何系统的控制失效都将造成严重的不良后果。

（2）监控仪表。监控仪表示钻井设备运行状态的重要参数，监控仪表一旦失效，钻井设备的运行就会存在潜在的危险因素，或引发严重的安全事故。

（3）安全装置。安全装置包括隔离护栏、警示标志、警示符号、警戒线以及个人安全防护等，提示钻井作业人员注意安全不要接近危险源，以消除安全事故的发生。

5 结语

安全是石油钻井工程中的首要因素，只有安全施工，才能健康发展，因此要注重对石油钻井工程安全系统要素的物质、能量、信息进行辨析和识别，并加强对井喷、燃油、井架、钢丝绳、输电线路及危险作业面进行监控，确保石油钻井工程作业的安全。

参考文献：

[1]杨宗安，梁娟，马文胜.基于安全系统的钻井工程危险辨识[J].中国石油和化工标准与质量，2012，33（z1）：74.

[2]伍颖，王颖，李俊 等.基于安全系统的石油钻井工程危险辨识[J].工业安全与环保，2010（3）：52-53.

[3]和仲秋.钻探工程施工中危险源辨识、风险评价极其控制[J].中国安全生产科学技术[J].2010（6）：177-181.