自動化修井設備對修井作業安全生產的影響

崔悅

摘要：修井作業是保證油水井正常生產的重要技術手段，但由于修井作業施工過程中存在大量動靜態危險點源，使得修井作業工成為石油系統中危險系數較高的工種。自動化修井設備的不斷應用在一定程度上改善了修井作業的施工條件，本文將對目前較為常見的自動化設備進行簡要分析。

關鍵詞：修井作業;修井自動化

一、修井作業安全現狀

修井作業施工中涉及的主要施工工序有：起下作業、射孔作業、帶砂作業、帶酸作業、打撈解卡作業、磨套銑作業等。施工過程中的危險因素和安全隱患也較為復雜，常分為動態危險點源和靜態危險點源，其中靜態危險點源包括修井機整體及相應附件，防噴壓井相關設備，提升系統主體及附件等四十項;動態點源包括吊裝、拖運、洗壓井、起下作業等八類。

在所有施工工序中，起下作業是最主要的施工工序，施工也最為頻繁，其貫穿整個修井作業過程。起下作業涉及到的危險點源也較多，出現事故常由于施工前設備及工具檢查不到位、工具及附件磨損嚴重、保養不充分及操作配合不當原因等造成，造成的人身傷害有單吊環、粘扣、彈扣傷人，管柱掉落、夾手、高空墜落、管橋倒塌等引起的磕碰砸傷，受傷部位往往以四肢、面部為主。近幾年，隨著自動化技術的不斷發展，自動上管機、井口自動化機器人、二層臺機械手等自動化設備的逐步試驗應用，在減少操作人員數量降低生產安全事故發生的幾率，同時還能有效降低操作人員的工作強度，可有效避免因疲勞等造成的操作失誤，在一定程度上避免了事故的發生。因此自動化修井機器人成為了近幾年修井作業設備發展的重點。

二、自動化修井設備對常規修井作業的安全影響

1.自動上管機

在帶壓作業施工中，由于帶壓防噴器組本身較高（6-8米），以往起下管柱過程中油管只能通過人工上管或使用大鉤進行吊運。兩種方法都存在一定的危險，人工上管需要兩名二崗一人打背一人將油管一端抬起并放入滑道，由打背的二崗將油管推送至平臺并露出一定長度用以打吊卡，容易發生人員跌落、躥管等人身傷害;大鉤吊運使用吊裝帶利用大鉤將油管吊運至滑道內吊至平臺上，需要場地工相互配合，配合不好容易出現油管掉落砸傷人員、油管頂防噴器損壞設備等危險。

在蒸汽吞吐井的施工過程中，使用的四寸隔熱管重量大，往往需要四個人配合才能完成，即一人打背，三名人將隔熱管抬至管櫈上，配合要求高人員容易疲勞，往往造成油管掉落砸傷操作人員甚至造成管橋倒塌砸傷人員。

近幾年自動上管機在油田應用已較為廣泛，成熟的產品也較多，自動上管機配合有碼管上管功能的自動管盒，二崗只需要操作設備并排管即可完成常規二崗的工作內容，在操作安全性上有了很大改善，有效避免了接箍沒進滑道或躥管子、人員跌落、管桿滑落等危險情況及因疲勞造成人身傷害情況的發生，降低了發生危險情況的概率，自動化上管機對于小修作業、帶壓作業等有較大影響，對于油田修井作業單位的安全生產具有較高的價值。

2.小修自動化井口機器人

在常規小修作業施工中，常見的井口操作人員人身傷害主要有單吊環傷人、彈扣傷及臉部、夾手、液壓鉗回擺傷人等。近幾年，國內部分廠家及各油田都在開發井口自動化機器人，用以完成常規起下作業，自動化程度及設備的穩定性各有不一。國內已經投入試驗或投入使用的設備有的在并未減少操作人員的情況下大幅減少工作強度的輔助類機器人，或已經實現減少操作人員的高自動化井口機器人。通過對比國內幾家廠商的自動化修井設備，在常規起下施工過程中可以實現井口無人操作，在滿足井控條件的情況下實現了三人班組正常施工（其中一人操作修井機及井口設備，一人操作場地設備，一人進行巡查或在應急情況下輔助執行井控動作）。由于施工過程中不需要人員（即站井口的班長和一崗）進行上卸油管、摘掛吊環等操作，有效的避免了粘扣彈扣、液壓鉗回擺、夾手、單吊環等造成的人身傷害情況的發生。但由于自動化設備中常包含了大量的高壓油路氣路管線，這就對設備的日常維護保養提出了更高的要求，以避免由于設備原因產生的質量事故或人身傷害。目前以輔助為目的的自動化設備對于既有操作流程改動較小，存在的問題較少，能滿足目前的井控需要;全自動修井設備大多數還存在一定的技術瓶頸，在部分修井施工或井控過程中存在一定的問題，如搶裝旋塞或井口不便、沖砂不便等問題亟待解決。如果自動化修井機器人能適應絕大多數生產工況，將對油田作業系統安全生產有較為重大的影響。

3.大修自動化修井設備

在大修（或鉆井）施工中，井架工工作條件艱苦，涉及高空作業，工作強度大、工作空間狹窄、逃生路線單一、危險系數高，如發生井噴只能通過速降繩進行逃生，在井噴或井噴時空著火的情況下，視野受限逃生困難甚至無法逃生。近些年國內不少廠商在大修自動化領域的主要開發方向就是如何替代井架工的工作。目前已有相應產品投入實際使用，如二層臺機械手等，已可以完全取代井架工完成絕大多數起下施工。司鉆在司鉆室就可操作管盒中部的機械手對管盒內的管柱進行抓取，機械手通過中部的軌道將油管運移至準備位置，再由司鉆操作或程序自動控制機械手將油管送入活門吊卡內，活門關閉大鉤上行提起管柱，井口操作人員配合對扣即可完成全部下管動作，機械手在完成送管動作后抓取下一柱進入預備位置;起管動作則相反，管柱卸扣完成后，井口操作人員配合司鉆將管柱坐入管盒內，司鉆操作機械手將管柱抓出吊卡，放入管盒內的指梁中。使用此類設備在正產作業過程中無需井架工，從根本上解決了井架工攀爬井架、高空墜落或井噴時逃生困難的問題。但在設備出現問題時仍需要人員攀爬井架進入設備進行維修，需要嚴格防范維修過程中的高空墜落、設備夾手等人身傷害情況的發生。

總 ?結

隨著科技的發展，越來越多的新技術在油田中逐步應用，在實現了一定程度的減員的同時，使用自動機器人對一些高危高強度工作崗位進行替代，使得修井作業施工更為安全也更人性化，在減少人員的同時減少了風險點源，降低了發生安全事故的概率。但設備的維護保養提出了更高的要求，同樣需要做好充足的人員培訓，提高人員的操作水平，強化員工安全意識才能從根本上避免事故的發生。

參考文獻：

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