應(yīng)急管理在油氣集輸系統(tǒng)中的數(shù)字化實(shí)踐

楊永純 杜嵐顥（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

應(yīng)急管理在油氣集輸系統(tǒng)中的數(shù)字化實(shí)踐

楊永純 杜嵐顥（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

應(yīng)急管理是油田生產(chǎn)中的重要內(nèi)容，對(duì)防范生產(chǎn)事故、減少企業(yè)損失和人身傷害具有積極的意義。將數(shù)字化技術(shù)作為油氣集輸系統(tǒng)中應(yīng)急管理的載體，通過(guò)智能監(jiān)控、電子預(yù)案、應(yīng)急通訊、虛擬演練等方式，能夠有效提升應(yīng)急處置水平。通過(guò)油氣集輸站場(chǎng)應(yīng)急管理的一例數(shù)字化實(shí)踐，闡述了數(shù)字化技術(shù)在油氣集輸系統(tǒng)乃至油田應(yīng)急管理中的重要意義。

油氣集輸；應(yīng)急管理；數(shù)字化

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.015

油氣集輸是油田工業(yè)生產(chǎn)的主體，其特點(diǎn)是工藝復(fù)雜、設(shè)備分布廣、集輸管線長(zhǎng)，兼具易燃、易爆、高溫、高壓等特性，在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中具有較大危險(xiǎn)性。通過(guò)已建立的HSE管理體系，對(duì)油氣集輸過(guò)程中產(chǎn)生的健康、安全與環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行管理，能有效地降低油氣集輸作業(yè)過(guò)程中的HSE風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)管理是HSE管理的核心，包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制的全過(guò)程[1]，目前中石油的HSE體系建設(shè)尚不十分完善，油氣集輸作業(yè)中數(shù)字化建設(shè)與外國(guó)大石油公司相比依然滯后，生產(chǎn)過(guò)程中還缺少數(shù)字化的參數(shù)監(jiān)測(cè)、智能診斷分析、安全控制的能力。依靠人工采集上報(bào)的信息管控方式，在準(zhǔn)確性與時(shí)效性上都存在著一定的弊端，生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)和安全管理部門(mén)依據(jù)這些信息并不能準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地了解各巡檢點(diǎn)的生產(chǎn)狀況。技術(shù)手段的落后影響了油氣生產(chǎn)的安全保障和管理能力、應(yīng)急響應(yīng)與救援整體水平的提高，難以滿(mǎn)足企業(yè)發(fā)展的安全管理需求[2]。

1 油氣集輸企業(yè)的應(yīng)急管理

1.1 應(yīng)急管理

應(yīng)急管理是對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)防、應(yīng)對(duì)、處置、恢復(fù)的過(guò)程。一個(gè)完整的應(yīng)急管理體系由多個(gè)模塊組成，如圖1所示。

在應(yīng)急管理體系中，體制、機(jī)制、法制是應(yīng)急管理的基礎(chǔ)，預(yù)案是應(yīng)急管理的核心也是及時(shí)有效開(kāi)展應(yīng)急處置和救援的重要保障。應(yīng)急系統(tǒng)的質(zhì)量不僅影響著應(yīng)急處置的效果，也直接決定了領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)緊急情況是否能夠做出有效的反應(yīng)?？茖W(xué)的處置是減少事故損失的關(guān)鍵，只有準(zhǔn)確識(shí)別出事故危險(xiǎn)的來(lái)源并制定出科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，才能在必要時(shí)合理地應(yīng)對(duì)突發(fā)事故的擴(kuò)大和更有效地進(jìn)行救援。當(dāng)前很多企業(yè)的應(yīng)急管理僅以文本化的應(yīng)急預(yù)案體現(xiàn)，數(shù)字化和信息化的程度較低，未能全面有效地發(fā)揮作用。

圖1 應(yīng)急管理體系

1.2 油氣集輸系統(tǒng)應(yīng)急管理的需求

油氣集輸站場(chǎng)是油田生產(chǎn)的高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所，生產(chǎn)過(guò)程中存在著各類(lèi)隱患。識(shí)別出油氣集輸過(guò)程中的各種風(fēng)險(xiǎn)、采取相應(yīng)的控制措施、制定切實(shí)有效的應(yīng)急預(yù)案加以應(yīng)對(duì)，是保證油氣集輸場(chǎng)所安全生產(chǎn)的重要措施，也是油氣集輸系統(tǒng)應(yīng)急管理的必需環(huán)節(jié)。然而油氣集輸場(chǎng)所工藝復(fù)雜、設(shè)備分布廣、集輸管線長(zhǎng)，同時(shí)兼具易燃、易爆、高溫、高壓的特性、在連續(xù)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都存在著各種風(fēng)險(xiǎn)隱患。崗位員工在巡檢過(guò)程中，既要巡視各部位的運(yùn)行狀態(tài)，又要錄取各處設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，數(shù)據(jù)采集的同時(shí)也實(shí)時(shí)處于危險(xiǎn)可能發(fā)生的環(huán)境中。能否根據(jù)一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)的變化判斷出可能發(fā)生的生產(chǎn)異常，則要憑借長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，對(duì)于未曾親身經(jīng)歷或工作年限較短、履職能力較弱的員工來(lái)說(shuō)是其必然的短板。建立一套能在巡檢中提取數(shù)據(jù)，并根據(jù)參數(shù)異常自動(dòng)判斷可能的風(fēng)險(xiǎn)，并調(diào)用出不同事故的處置方式的數(shù)字化系統(tǒng)，并納入應(yīng)急通訊、模擬演練等功能，將能很好的解決這一矛盾。

2 數(shù)字化現(xiàn)狀

2.1 數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息電子化的技術(shù)手段，它將現(xiàn)實(shí)世界中的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成電腦能夠識(shí)別的數(shù)字語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的處理及應(yīng)用。自動(dòng)化監(jiān)控便是數(shù)字化技術(shù)之一，近些年在油田各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，通過(guò)液位監(jiān)測(cè)、壓力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)以及氣體探測(cè)等儀器，比對(duì)人為設(shè)定的限值來(lái)發(fā)出聲光報(bào)警的系統(tǒng)已在多數(shù)油氣集輸站場(chǎng)投入使用。然而這種監(jiān)測(cè)與報(bào)警的系統(tǒng)大多“各自為戰(zhàn)”，方式也以參數(shù)監(jiān)控為主，有關(guān)于應(yīng)急管理信息系統(tǒng)的建立相對(duì)滯后，應(yīng)急處置與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警尚未實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

2.2 數(shù)字化預(yù)案

數(shù)字化預(yù)案是應(yīng)急預(yù)案的一種表現(xiàn)形式，相對(duì)于文本預(yù)案以紙質(zhì)文件為載體不同，數(shù)字化預(yù)案以計(jì)算機(jī)軟件形式為載體，通過(guò)數(shù)字化手段將應(yīng)急預(yù)案流程和要素展示出來(lái)。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠便捷地與其它信息系統(tǒng)集成，并通過(guò)模擬突發(fā)事件的演化過(guò)程而快速分析應(yīng)急處置程序，提示應(yīng)急策略，優(yōu)選處置方案，從而使應(yīng)急處置的科學(xué)性和效率大幅提高[3-4]。其構(gòu)成如圖2所示。

圖2 數(shù)字化預(yù)案的構(gòu)成

3 應(yīng)急管理的數(shù)字化

3.1 系統(tǒng)的建立

某油田轉(zhuǎn)油站進(jìn)行了一例應(yīng)急管理數(shù)字化的實(shí)踐。建立了一套集數(shù)據(jù)采集、參數(shù)監(jiān)控、應(yīng)急報(bào)警、數(shù)字預(yù)案、即時(shí)通訊、模擬演練功能為一體的數(shù)字化系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了各巡檢點(diǎn)通過(guò)基于總線方式的監(jiān)測(cè)與控制，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與值班辦公區(qū)以及上級(jí)管理部門(mén)之間通過(guò)無(wú)線及以太網(wǎng)聯(lián)接，與油田生產(chǎn)指揮中心可以通過(guò)局域網(wǎng)或電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，確保達(dá)到規(guī)定指標(biāo)的要求及各環(huán)節(jié)的可靠運(yùn)行。將油氣集輸系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行、過(guò)程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場(chǎng)控制與應(yīng)急處置等功能集成在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過(guò)信息多層無(wú)縫鏈接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的管控一體化[5-6]。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 計(jì)算分析與多平臺(tái)協(xié)同

圖3 某轉(zhuǎn)油站數(shù)字化應(yīng)急系統(tǒng)拓?fù)鋱D

該系統(tǒng)自動(dòng)采集油氣集輸站場(chǎng)內(nèi)的工藝參數(shù)，員工通過(guò)手持器（PDA）現(xiàn)場(chǎng)巡檢并觸點(diǎn)簽到，將部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集并上傳。其后續(xù)的計(jì)算、分析及各類(lèi)報(bào)表生成由數(shù)據(jù)平臺(tái)自動(dòng)生成；同時(shí)該系統(tǒng)與“采油與地面工程運(yùn)行管理系統(tǒng)”、“現(xiàn)場(chǎng)信息采集系統(tǒng)”等平臺(tái)可通過(guò)鏈接實(shí)現(xiàn)信息共享，避免員工重復(fù)填報(bào)的工作量。

3.2.2 超限提示

當(dāng)員工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)PDA采集的數(shù)據(jù)超過(guò)合理范圍時(shí)，其屏幕會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話(huà)框，顯示導(dǎo)致異常的故障原因和應(yīng)急處置方法，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題員工可立即按照系統(tǒng)的提示采取有效的措施進(jìn)行處理，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

3.2.3 啟動(dòng)處置程序

在巡檢采集數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)外輸油（氣）壓力低于運(yùn)行參數(shù)下限時(shí)，PDA會(huì)彈出對(duì)話(huà)框，顯示導(dǎo)致異常的故障原因和處置方法。經(jīng)判斷分析屬于第二種原因，點(diǎn)擊畫(huà)面彈出的“輸油（氣）管線泄漏事故應(yīng)急處置”的電子文本鏈接，便將該應(yīng)急處置圖文并茂顯示出來(lái)，即使從沒(méi)有遇到過(guò)此類(lèi)突發(fā)事件的員工也可以按照應(yīng)急處置程序進(jìn)行準(zhǔn)確操作。

3.2.4 多功能的智能終端

數(shù)字化應(yīng)急系統(tǒng)的手持器集成了多個(gè)實(shí)用功能。PDA機(jī)身為防爆設(shè)計(jì)，右側(cè)實(shí)體鍵輕輕一按即開(kāi)啟手電功能，夜間巡檢無(wú)需再攜帶手電；通過(guò)手持器可以隨時(shí)對(duì)講溝通，實(shí)時(shí)掌握所在位置和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，一旦在巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常生產(chǎn)情況時(shí)可現(xiàn)場(chǎng)呼叫，尋求幫助，提高處理緊急事故的效率，同時(shí)也能確保生產(chǎn)平穩(wěn)及員工人身安全；員工交接班時(shí)，將生產(chǎn)情況了解清楚后可以通過(guò)PDA自拍方式完成電子化交接班，類(lèi)似于人臉識(shí)別的考勤機(jī)，起到約束員工按時(shí)出勤的作用。

3.2.5 網(wǎng)上考試和效果評(píng)價(jià)

日常生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)源辨識(shí)、崗位應(yīng)急處置程序、集輸系統(tǒng)技能鑒定和班組安全達(dá)標(biāo)題庫(kù)等內(nèi)容可以錄入到數(shù)字化應(yīng)急系統(tǒng)中，形成綜合性題庫(kù)。員工可以進(jìn)行自學(xué)自考、管理人員亦可以利用系統(tǒng)進(jìn)行抽考和評(píng)價(jià)。員工通過(guò)該系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)過(guò)程在PDA中留有痕跡，自考成績(jī)和抽考成績(jī)記錄在該應(yīng)急管理系統(tǒng)中，自動(dòng)形成每名員工學(xué)習(xí)成績(jī)的對(duì)比曲線。管理人員可根據(jù)員工學(xué)習(xí)曲線，對(duì)成績(jī)較低的員工有針對(duì)性地加以督促，強(qiáng)化學(xué)習(xí)，確保全系統(tǒng)人員整體技能操作、應(yīng)急處置能力的提升。

3.2.6 虛擬應(yīng)急演練

在油氣集輸?shù)纳a(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)模擬工藝流程中某個(gè)環(huán)節(jié)的突發(fā)事件場(chǎng)景開(kāi)展應(yīng)急演練，可以達(dá)到檢驗(yàn)應(yīng)急處置方案、鍛煉員工應(yīng)急處置能力的目的。然而，由于一些實(shí)戰(zhàn)演練組織籌備耗時(shí)耗力、占用倒班員工的休息時(shí)間，導(dǎo)致不易經(jīng)常開(kāi)展，因此構(gòu)建虛擬應(yīng)急演練成為油氣集輸系統(tǒng)中一項(xiàng)非常有必要的工作。數(shù)字化的應(yīng)急管理系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)上簽到、現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)、多媒體響應(yīng)，較好地實(shí)現(xiàn)了虛擬演練的過(guò)程。

4 結(jié)論

1）應(yīng)急管理是油氣集輸系統(tǒng)一項(xiàng)長(zhǎng)期持久的工作，企業(yè)要激勵(lì)員工參與風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，強(qiáng)化應(yīng)急培訓(xùn)，增強(qiáng)應(yīng)急管理處置能力，通過(guò)各種技術(shù)手段和管理方式，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)離“三違”、員工無(wú)傷害、企業(yè)無(wú)事故的目標(biāo)。

2）做好油氣集輸系統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控和應(yīng)急管理，預(yù)防事故發(fā)生，對(duì)保護(hù)油田生產(chǎn)安全具有十分重要的意義。

3）利用數(shù)字化等先進(jìn)的技術(shù)手段，加強(qiáng)危險(xiǎn)源管理和關(guān)鍵環(huán)節(jié)管控，對(duì)提高油田企業(yè)應(yīng)急管理的科學(xué)性，體現(xiàn)以人為本，促進(jìn)企業(yè)安全文化建設(shè)具有積極的意義。

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2017-04-13

（編輯 王古月）

楊永純，工程師，2009年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事采油集輸、安全管理工作，E-mail：ycyang@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)第三采油廠第五油礦采油五隊(duì)，163113。