鉆井現場安全監督系統研發及應用

周俊紅 唐 桃 彭遠春

（川慶鉆探工程有限公司安檢院，四川 廣漢 618300）

0 引言

鉆井現場安全監督系統的研究，旨在解決當前安全監督人員能力素質現狀與現場需求不匹配的問題。目前國外相關研究成果在國內應用時多呈現水土不服現象，國內在該方面的研究尚處于空白狀態，為滿足現場需求，利用信息化手段，來開展鉆井現場安全監督系統的研發和應用。

1 鉆井現場生產及安全監督現狀

鉆井作業是石油天然氣勘探開發中的高風險作業環節，其施工作業現場大多位于荒蕪的自然環境中，如沙漠、戈壁、盆地等，現代化基礎設施薄弱，同時鉆井工藝、設備設施較多，作業現場除了鉆井隊人員外，還有諸多承包商、臨時用工人員，導致影響現場作業的安全因素較多，事故發生幾率較高。

鉆井現場安全監督作為現場安全管理之后的“第二道”安全屏障，為鉆井施工作業發揮著“保駕護航”的重要作用。但從目前國內鉆井安全監督隊伍的人員構成看，90%以上來源于鉆井一線操作人員，以正副司鉆、鉆工為主，不到10%的人員來源于鉆井現場隊長、技術負責人等管理干部，且年齡普遍偏大，多數均由于自身生理機能原因無法繼續從事鉆井施工作業，因此選擇轉型從事監督工作。以川慶鉆探安檢院為例，227名鉆井安全監督的平均年齡接近50歲。這樣的隊伍結構造成鉆井安全監督能力方面呈現兩大缺陷：

一是安全基礎理論知識和安全專業技能欠缺[1]。由于長期從事鉆井現場施工作業，往往對本崗位涉及的操作環節和設備設施非常熟悉，但對本崗位以外的和整個鉆井施工現場的安全管理以及其它專業安全技能缺乏經驗。

二是學習和接收新知識的能力不高。監督隊伍整體年齡結構偏大，造成記憶力、學習能力明顯下降，對數量龐大的標準規范、專業知識和技能等無法有效掌握。

鉆井安全監督在現場要面臨人員、工藝、設備、環境，涉及鉆井、錄井、測井、固井等專業，此外還廣泛存在電氣、危化品、高危作業、特種作業等，危害因素數以萬計[2]，但基于上述人員構成現狀和能力缺陷，當前鉆井安全監督工作更多依賴于個人的自身經驗，缺乏系統性，往往因為某些環節、領域不熟悉而失去監督作用，從而降低了現場風險管控力度。

2 鉆井現場安全監督系統設計

針對鉆井現場施工作業特點和安全監督現狀，依據安全監督“檢查、咨詢、評估、培訓、協調、參謀”等職能需求，量身設計適用于鉆井現場的安全監督系統，用于指導現場監督工作。

（1）總體架構。

在石油系統內部服務器上構建數據庫，由專業人員進行數據維護，鉆井現場安全監督通過手持數據終端、APP等，經過虛擬專用網絡（VPN）實現數據互訪，如圖1。

（2）數據庫設計。

數據是企業的寶貴財產，在數據庫建立時應根據工作實際，并遵循相關標準規范，同時考慮安全性等問題。鉆井現場安全監督系統的數據庫建立在中石油內部服務器上，數據的訪問必須在中石油內部網絡狀態下進行。按照現場安全監督工作需求，數據庫從結構上分為監督檢查、監督培訓、標準規范、事故案例、現場信息和安全評估6個子數據庫，如圖2。

圖1 鉆井現場安全監督系統總體架構Fig.1 Overall framework of onsite safety supervision system for drilling operation

①監督檢查數據庫：從靜態風險、動態風險兩個方面梳理井場各區域、鉆井各作業環節可能出現的問題，明確監督檢查項目及對應的檢查標準，為現場監督系統性查患糾違提供指導，見表1。

表1 監督檢查數據庫格式Tab.1 Format of supervision and inspection database

靜態風險方面：按照鉆井安全監督巡檢路線，將井場分為35個巡檢區域，設置219個巡檢點，梳理各區域、各點可能存在的問題共計1597項，對標制定監督檢查內容1736條。

動態風險方面：一是從鉆機安裝、一開、二開、三開、四開、五開、六開、拆卸的施工主流程；二是從欠平衡、空氣鉆、定向鉆進等26類輔助作業；三是從井控、吊裝、動火等10類高危作業，以工藝流程為主線，層層分解，梳理作業各環節可能存在的問題7748項，對標制定監督檢查內容8348項。

②監督培訓數據庫：建立鉆井安全監督崗位HSE培訓矩陣[3]，從通用安全知識、HSE崗位技能、生產過程受控、HSE理念知識4個方面，梳理監督培訓內容147項，明確培訓課時、周期、方式、掌握程度，編制標準化、系列化的培訓課件149個，建立總數超過5000道題的考核測試題庫。

③標準規范數據庫：從適用法律法規、標準規范、規章制度3個方面收集整理相關資料600余項。

④事故案例數據庫：收集近年來鉆井行業事故事件案例400余起，并按照《GB 6441-1986 企業職工傷亡事故分類標準》進行分類整理。

⑤現場信息數據庫：按照中石油集團《鉆修井安全監督信息分類分級規范》，明確了隱患、違章、人身傷害事故事件、停工停產事件、井漏、溢流、卡鉆、斷鉆具等8種現場安全監督信息的數據庫格式。

⑥分析評估數據庫：基于鉆井現場安全監督信息數據統計分析，建立單井安全評估模型、指標體系、風險狀態判別流程、準則和評價術語庫。

圖2 鉆井現場安全監督系統數據庫設計框架Fig.2 Framework of database for the onsite safety supervision system

（3）系統功能。

鉆井現場安全監督系統的功能與數據庫相對應，具備監督指導、監督培訓、標準咨詢、經驗分享、信息采集、智能評估6大功能。

監督指導功能：基于建立的監督檢查數據庫，通過監督工作模塊，能夠為現場安全監督查患糾違提供全面、系統、科學的工作指導，解決監督查患糾違不系統、憑主觀經驗判斷的問題。

監督培訓功能：基于建立的監督培訓數據庫，通過監督學習模塊，現場安全監督能夠遠程進行學習，學習內容、進度等由軟件自動生成培訓檔案，在每個課件后面都設置練習題庫，監督可以進行隨堂練習。同時系統可以自動生成試卷，現場監督能夠在線和離線測試考核，考核測試項目既可以是綜合性測試，也可以是法律法規、安全管理、安全技術、井控、風險控制工具、違章隱患標準等專項測試。通過監督培訓功能，旨在改進現場安全監督培訓不系統、考核不規范、集中培訓難的問題[4]。

標準咨詢功能：基于建立的標準規范數據庫，能為現場安全監督提供實時標準條款咨詢，旨在解決監督標準數量多、監督人員記憶力差“記不住、分不清”問題。

經驗分享功能：基于建立的事故案例數據庫，現場監督能夠根據工況以及作業中可能出現的傷害類型來選取案例進行針對性的經驗分享，旨在解決監督經驗分享“無材料、針對性不強”的問題。

信息采集功能：基于建立的現場監督數據庫，通過改進工作站——監督數據錄入模塊，現場監督能夠實時采集鉆井現場的隱患、違章、人身傷害事故事件、停工停產事件、工程事件（井漏、溢流、卡鉆、斷鉆具）信息并進行同步傳輸和整改驗收，旨在解決監督信息資料報送的及時性、準確性問題，如圖3。

智能評估功能：基于分析評估數據庫，在改進工作站——月度安全評估模塊中對單井每月安全現狀進行評估并一鍵自動生成評估報告，為被監督方提出合理化改進建議，旨在解決現場安全監督因安全專業知識欠缺和能力參差不齊造成的“評估參謀難”問題。

圖3 鉆井現場信息采集Fig.3 Information acquisition at drilling site

3 鉆井現場安全監督系統應用

目前，鉆井現場安全監督系統已于2017年1月開始在川慶鉆探川渝、新疆塔里木地區66個鉆井作業現場應用。總體上看，現場鉆井安全監督管理人員能夠熟練操作使用，相比于以往主要靠經驗開展工作，該系統能夠給予系統的幫助和指導，工作質效提升明顯。

（1）操作使用簡單，故障率低，安全監督使用上手快。

（2）安全監督查患數量、質量穩步提升。

2017年1～9月，現場監督隱患排查、違章查糾數量較同期同比分別增長6.45%、17.32%，在鉆井安全監督專業知識欠缺的領域如電氣安全、危化品安全、管理違章等[5]，隱患違章排查質量、數量變化更加明顯，見表2。

表2 隱患、違章對比Tab.2 Contrast of hazardous factors and violations

（3）事故事件控制效果明顯。

通過鉆井現場安全監督系統的應用，安全監督“保駕護航”作用更加明顯，鉆井現場安全環保風險管控力度進一步增強，安全環保事故事件發生幾率降低，2017年1～9月份，川慶安檢院負責的鉆井作業現場各類事故、未遂事件為15起，較2016年同期下降25%。

4 結論

鉆井現場安全監督系統豐富的數據資源和功能特點，顯著提高了安全監督工作的系統性和科學性，推動了安全監督由“經驗型”向“技術型”轉變，同時該技術裝備的研發成功和應用，為安全監督履職管理提供了新思路和新手段，在中石油內得到廣泛關注，加之安全監督責任心、執行力的不斷強化，未來安全監督將以科學化、信息化、標準化的新姿態出現。