油氣田企業有限空間作業安全防護措施的探索

董志君，鄒應勇，楊泰巖，呂鵬，陳飛躍(中國石油股份有限公司塔里木油田分公司，新疆 喀什 844800)

0 前言

由于有限空間作業區[1]的特殊性，因防護措施不健全導致作業人員傷亡的事件屢見不鮮，特別是油氣生產場所實施有限空間作業，如果防護措施不到位，頻繁的有限空間作業極易發生人員傷亡事件。近年來，油氣田企業發生多起有限空間作業安全事故。2014年4月22日，某油氣處理站操作工李某在現場停止泥水池外排泵運行操作過程中發生硫化氫中毒事故，造成1人死亡、1人輕傷。2018年3月25日，某公司新入職員工陶某，違章進入金躍102井2#原油罐內搜尋手機，窒息死亡。塔里木油田公司按照有限空間作業實施流程，總結分析事故案例、現場有限空間作業實施過程，制定并發布Q/SY TZ 0364—2017《進入有限空間作業安全管理標準》[2]《塔里木油田公司安全禁令》《塔里木油田公司加強直接作業環節安全管理十條措施》[2-3]，進一步規范了各單位、各油田服務承包商隊伍在油氣生產現場(油氣處理場站)開展有限空間作業的要求與主要防護措施。

有限空間作業又稱為受限空間作業、密閉空間作業，是指與外界相對隔離，進出口受限，自然通風不良，足夠容納一人進入或探入并能從事非常規、非連續作業的有限空間[2]，如油氣處理壓力容器、閥室、管道、污油污水零位回收罐、排污水池(井)等。油氣田企業有限空間作業主要以下幾個特點：一是有限空間內可能存在H2S、Hg、Co、焊接煙氣等有毒有害介質；二是有限空間內可能存在天然氣、沼氣、氫氣、乙炔氣等可燃和爆炸性氣體；三是有限空間可能導致窒息危害(空氣中的含氧量＜19.5%)；四是作業空間逃生通道受限且施救困難。

1 作業要求

油氣田企業開展有限空間作業的實施單位需認真組織崗前培訓，嚴格遵守“先通風、再檢測、后作業”的原則。一旦發生事故，應立即報警，嚴禁盲目施救[3]。一是作業前，在采取通風或強制通風的基礎上，按作業許可證要求測定其氧氣、硫化氫、甲烷、一氧分化氮等有毒有害或可燃性氣體的濃度，檢測合格后方可進入。二是在有限空間容積較大時，應對上、中、下各部位進行檢測，同時應考慮各種氣體密度，當被測氣體密度大于空氣時，取中、下部檢測分析；小于空氣時，取中、上部檢測分析。三是再次作業前30 min，應再次按作業許可證要求測定其氧氣、有毒有害氣體、可燃和爆炸性氣體的濃度，檢測合格后方可進入。四是在每次作業前，結合生產實際制定事故應急救援預案，必須明確監護人、作業人、救援人，監護人員不得進入有限空間。五是在有限空間外圍設置警戒區、警戒線、警戒標志，配備緊急救援設施設備，未經許可，不得入內[4]。

2 “3+1”防護措施

在采取常規的有限空間作業防護措施的基礎上，結合塔里木油田生產區域實際，切實完善進入有限空間作業“3+1”防護措施，即 “連續通風、在線監測、適時監控和應急救援措施”。

2.1 核心措施-連續通風

油氣生產場所有限空間容易積聚高濃度的有毒有害物質，常見的有硫化氫和一氧化碳，可能有汞氣存在。另外，在長期通風不良的各種窨井、地下閥室、儲罐等場所內部，如果殘留的甲烷、丙烷、氮氣、水蒸氣等過多，易擠占空間，造成氧氣濃度低，引發缺氧或殘留的汞蒸發，其濃度超標引起人員中毒。當作業人員進入時，容易發生導致缺氧或窒息。為了保證連續強制通風，降低有限空間甲烷、一氧化碳、硫化氫等有毒有害或可燃氣體的濃度，確保有限空間內氧含量的濃度合格，配置工廠風或加裝變頻防爆軸流風機及防爆排風扇設備。

在聯合站、天然氣處理廠等場所，配備完善的工廠風系統，將工廠風引入污油、污水零位儲罐、窨井等有限空間內。當進行有限空間作業時，保證工廠風能連續供給，保障有限空間連續通風，確保有限空間內氧含量達標。在其他有限空間場所作業，配備變頻防爆軸流風機、防爆排風扇和折疊風管。作業前通過變頻軸流風機實施大風量通風，作業過程中根據現場實際，通過適時調整風量，并通過風道實施精準通風換氣。連續通風利用防爆排風扇進行強制排風，輔助實施強制連續通風。

2.2 輔助措施-在線監測

進入有限空間作業時，應根據作業許可證或安全工作方案中規定的頻次檢測硫化氫、甲烷、氧氣等氣體的濃度，并記錄檢測時間和結果，檢測結果不合格時應立即停止作業。氣體監測優先選擇在線連續監測的方式，若采用人工間斷性檢測，每次檢測間隔應小于2 h。

進入有限空間作業過程中，通過氣體檢測預警互聯系統，實現報警信息傳遞。同時將此信號應用于便攜式和移動式檢測設備上，將氣體報警升級為氣體預警。

作業環節中，對作業現場氣體環境進行實時檢測，如施工畫面視頻監控和存儲。在有限空間作業時，將抽氣軟管放入有限空間內部，實施連續不間斷抽氣監測，一旦有限空間內部氣體環境發生變化，互聯移動式第一時間報警并同步預警現場配戴便攜式互聯設備的一線作業、監管和巡檢人員。由于便攜式互聯設備具備一鍵SOS求救功能，從而解決有限空間內部的危險信息傳遞不及時，錯過搶救時間等問題。

2.3 監督措施-實時監控

塔里木油田公司所屬油氣生產區域每年進行有限空間作業多，具有點多、線長、面廣等特點，根據《塔里木油田公司加強直接作業環節安全管理十條措施》中第五條：高風險作業現場必須設置視頻監控的安全管理要求?？赏ㄟ^信息化手段開發應用高風險作業現場遠程監控平臺，實現有限空間作業全過程實時監控。進入有限空間作業前，管理、監管人員通過拍照、錄制視頻等方式對安全防護措施、工用具、作業票證等進行自證。

進入有限空間作業過程中，作業人員攜帶3G/4G多功能執法記錄儀，全高清攝錄存儲，外接攝像頭等AI設備，利用后臺GPS/北斗定位技術，實時定位作業人員的地理位置，通過多種網絡途徑(有線、無線、5G/WIFI等)，實時或斷點回傳的方式將作業現場畫面實時回傳到遠程監控平臺，通過雙向音視頻互通訊，運用AI分析、大數據對比實現部分危險行為的自動識別功能并及時預警，達到移動、智能、高效監控，確保有限空間作業過程可控。外接攝像頭具備簡易圖像識別報警、提示功能，如有限空間作業人員是否佩戴安全帽、人員是否異常倒地、是否有違章行為等。在升級管控期間，監督人員后臺實時監督作業現場，并通過雙向語音技術與現場保持聯系，遠程監控平臺可自動通過回傳視頻進行AI分析對比，對現場不安全行為及狀態進行自動識別并警示，對高風險作業全過程進行監控，并對作業條件及人員狀態實現遠程視頻自證，作業票信息化流轉簽發，實現對有限空間作業等高風險作業實現“人工、智能、遠程”多位一體實時監控功能。系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構圖

2.4 應急救援措施

通常情況下，有限空間作業現場必須配備一體化可燃氣體檢測儀，安全警示帶、軸流風機、勞動防護用品等防護設施設備。一旦發生安全事故事件，作業配置的防護設備設施在符合應急救援設備設施配置要求時，可作為應急救援設備設施使用[5]。

相比于傳統的防護、救援措施，在有限空間作業過程中，可利用折疊風管，在作業者頭部一定范圍內始終保持新鮮空氣，在有效阻止有毒有害、可燃氣體等聚集的同時，確保正常的呼吸環境。同時還應配置大功率電動救援三角架，具有上升、下降自鎖功能，因地制宜的裝置在管溝、坑口、井口等，且不受于地面高低不平的限制，能夠為緊急救援贏得寶貴的黃金救援3分鐘時間，有效減少人員傷亡。

3 結語

基于有限空間作業標準的對比研究，根據油氣田企業生產實際，分析研究油氣田企業有限空間作業特點，充分利用信息化手段，配備必要的有限空間作業監護AI設備，完善防護設施設備，為提升油氣生產場所有限空間作業安全整體水平提供技術保障。2020年，塔里木油田公司哈得油氣開發部開展了現場施工安全管理安眼系統建設，取得了良好的應用效果，有效地保證有限空間作業安全。