- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:油田井下作业环境复杂、风险点多,作业过程中受地质环境、设备工具、操作规范、安全管理等多方面因素影响,易引发各类安全事故,威胁人员生命财产安全与生态环境。本文结合油田井下作业实际,系统分析了地质与环境、设备与工具、作业与操作、管理四大类危害因素的具体表现,针对性探讨了对应的安全技术应用路径,最后总结核心结论,为油田井下作业安全管控、风险防范提供理论支撑与实践参考,助力油田行业高质量、安全有序发展。
关键词:油田井下作业;危害因素;安全技术;风险防控
一、油田井下作业主要危害因素
(一)地质与环境类危害因素。地质条件的复杂性是油田井下作业首要自然危害,其隐蔽性强、影响范围广,直接决定作业风险等级。地下地层结构不均匀易导致井壁坍塌、套管变形,地层压力不稳定可能引发溢流、井喷等恶性事故,其中井喷失控破坏性极强,会造成严重安全事故与环境破坏。地层中硫化氢、一氧化碳等有毒有害气体,含量超标时直接威胁作业人员生命健康,这类气体多无色、无味、毒性强,易在作业空间积聚且不易发现,增加危害的隐蔽性与突发性。
环境因素对井下作业影响同样突出,井下作业多在野外开展,环境流动性大、条件艰苦,自然环境变化会加剧作业风险。高温环境下,作业人员易中暑、脱水,还会降低设备运行稳定性,导致密封件老化、电气设备过热;低温环境会使钻井液、压裂液等工作介质冻结,影响作业推进,还可能造成管道、阀门脆裂引发泄漏。此外,井下作业空间狭窄、通风有限,作业产生的粉尘、噪声难以扩散,长期暴露会对作业人员呼吸系统、听觉系统造成慢性损伤。
(二)设备与工具类危害因素。井下作业高度依赖专业设备与工具,设备性能稳定性、维护保养水平直接关系作业安全,危害主要集中在设备故障、安装不当和操作失误三方面。井下设备长期处于高压、高温、高腐蚀环境,易出现部件磨损、腐蚀、疲劳老化,如钻杆油管断裂、防喷器密封失效、泵体故障等,不仅导致作业中断,还可能引发井喷、卡钻等严重事故,其中井控装置性能失效会直接导致井喷失控,构成致命威胁。
设备安装与调试不当也会引发安全隐患,安装时未遵循规程、存在偏差或固定不牢,作业中易出现设备移位、脱落;调试环节未全面检查运行参数,无法及时发现潜在故障,会导致设备作业中突然失效。此外,工具选型不当、使用违规,如采用不符合地层条件的打捞工具、未按规定检验校准,会造成工具断裂、卡阻,引发井下落物等次生危害;设备自动化水平不足,部分作业依赖人工操作,也增加了操作失误引发事故的概率。
(三)作业与操作类危害因素。作业流程不规范、操作失误是井下作业安全事故的人为核心因素,具有主观性、可控性差的特点,主要体现在作业许可管理、流程执行和人员配合三方面。井下作业涉及修井、压裂等多个环节,各环节均有明确规程与安全要求,若作业前未充分辨识风险、未完善作业许可,作业中随意变更流程、违规操作,极易引发安全事故。
操作失误的主要原因包括作业人员专业技能不足、安全意识薄弱、疲劳作业等。部分人员未经过系统培训,对设备操作、作业流程不熟悉,易出现误操作;安全意识薄弱会导致忽视操作规程,如未佩戴防护用品、违规进入危险区域;井下作业强度大、时间长,人员疲劳、注意力不集中,也会引发操作失误。此外,多工种协作时沟通不畅、配合不当,作业变更管理不规范,未充分评估风险并交底,都会增加作业风险。
(四)管理类危害因素。安全管理体系不完善、措施落实不到位,是井下作业危害难以管控的根本原因,主要体现在管理制度、培训教育、监督检查三方面。部分油田企业未建立完善的安全管理制度,未明确各岗位安全职责,存在管理盲区;管理制度与实际作业脱节,未结合井下作业复杂性制定针对性措施,难以发挥指导作用,且未健全风险辨识、评估与控制机制,无法及时发现管控潜在隐患。
培训教育不到位会导致作业人员素养、安全意识无法满足作业要求,部分企业未建立常态化培训机制,培训内容流于形式,未系统覆盖危害因素、安全技术、应急处置等内容,导致人员风险认知不足、应急能力薄弱。监督检查机制不健全,检查人员专业能力不足、力度不够,无法及时发现违规操作与设备隐患,或发现问题未督促整改,导致隐患长期存在引发事故。此外,安全投入不足、承包与发包单位安全管理衔接不畅,也会加剧作业风险。
二、油田井下作业安全技术应用
(一)地质与环境风险防控技术。针对地质与环境类危害,核心是通过精准地质勘察和有效环境管控降低风险。地质勘察需全面掌握地层结构、压力、有毒有害气体含量等参数,为作业方案制定提供依据,采用高精度探测设备,结合钻井、测井数据,预判井壁坍塌、溢流等风险,提前制定防控措施;含硫油气井需采用专业气体检测技术,实时监测气体含量,建立预警机制,超标时及时预警并启动应急流程。
环境风险防控需针对性应对高温、低温、粉尘、噪声等因素:高温环境采用通风降温设备,配备防暑用品,合理安排作业时间;低温环境对设备、工作介质采取保温措施,配备防寒用品;粉尘污染采用净化设备收集处理,作业人员佩戴防尘防护用品;噪声污染采用降噪设备,人员佩戴耳塞、耳罩等防护用品。同时优化作业场地布局,改善通风条件,加快污染物扩散。
(二)设备安全保障技术。设备安全保障的核心是提升设备性能稳定性,防范故障引发事故,主要包括选型、维护保养、在线监测三方面。选型时结合地质条件与作业要求,选择耐腐蚀、耐高压、耐高温的专业设备,井控装置等核心设备严格按行业标准选型安装,优先选用自动化、智能化设备,减少人工操作与失误概率。
建立完善的设备维护保养体系,按运行周期与使用要求制定计划,定期检查、清洁、润滑、维修设备,及时更换磨损老化部件,加强钻杆、防喷器等关键部件的探伤与密封检测,提前处理潜在故障。采用在线监测技术,通过传感器、数据采集系统实时监测设备温度、压力、振动等参数,建立运行状态数据库,异常时及时预警并维修,实现故障早发现、早处理;同时加强设备安装调试管控,确保规范安装、参数达标。
(三)作业操作安全技术。作业操作安全的核心是规范流程、减少失误,主要包括流程标准化、操作自动化、风险预警三方面。制定完善的井下作业流程标准,明确各环节操作规范、安全要求与技术参数,针对不同作业类型制定针对性流程,严格执行作业许可制度,作业前充分辨识风险、做好技术交底,确保人员明确风险与操作要求。
推广操作自动化技术,采用自动化钻井、起下管柱等设备,通过计算机系统精准调控作业参数,提高准确性与安全性,降低人工操作失误概率。建立作业风险预警体系,实时监测井口压力、地层参数、设备运行状态,结合风险评估模型实时预警,隐患出现时立即停止作业并采取防控措施。此外,规范多工种协作沟通机制,明确信号传递流程,避免操作衔接失误。
(四)应急处置安全技术。应急处置技术是应对突发事故的重要保障,核心是提升响应速度与处置能力,主要包括应急预警、救援设备、处置流程三方面。建立完善的应急预警系统,结合井下作业风险特点设置预警指标,通过实时监测数据及时发现突发情况,快速发出预警并启动应急响应。
配备充足的应急救援设备,针对井喷、有毒气体泄漏等不同事故,配备相应救援器材,定期检查、维护、校准设备,确保应急状态下正常使用。制定科学的应急处置流程,针对各类突发事故制定详细方案,明确应急组织机构、职责、步骤与注意事项,定期组织应急演练,提升作业人员应急处置能力,最大限度减少人员伤亡与财产损失。
三、结论
随着油田开采深度增加,井下作业难度与风险不断提升,对安全技术与管理水平提出更高要求。未来需加强安全技术研发与创新,推广先进高效的技术与设备,完善安全管理体系,提升作业人员专业素养与安全意识,实现井下作业安全、高效、有序开展,为油田行业高质量发展提供坚实安全保障,同时严格遵循行业标准,将安全理念贯穿作业全过程,实现风险事前预防、事中控制、事后处置,最大限度减少安全事故,保障人员生命财产与生态环境安全。
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