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事故樹分析在鉆井工程專項(xiàng)安全評價(jià)中的應(yīng)用

文檔作者：朱寶軍文檔來源：中國石油遼河油田公司鉆采工藝研究院安全環(huán)保技術(shù)研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月17日
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露石油化工安全環(huán)保技術(shù) ☆
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY 2011年第27卷第4期
事故樹分析在鉆井工程專項(xiàng)安全評價(jià)中的應(yīng)用
朱寶軍
(中國石油遼河油田公司鉆采工藝研究院安全環(huán)保技術(shù)研究所，遼寧盤錦 124010)
摘要：事故樹分析是安全評價(jià)中常用的方法之一，它能直觀的反映出各事件之間的邏
輯關(guān)系，準(zhǔn)確的分析出鉆井過程中事故發(fā)生的主要原因，為制定科學(xué)、有效、合理的安全對
策措施提供可靠依據(jù)，在評價(jià)過程中對可能發(fā)生的事故提出有針對性的防范措施，使危險(xiǎn)得
到有效控制。介紹了事故樹分析方法在鉆井工程專項(xiàng)安全評價(jià)中的具體應(yīng)用過程和分析結(jié)果，
并提出針對性的對策措施，以降低鉆井工程中的事故風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān)鍵詞：事故樹分析鉆井工程安全評價(jià)
鉆井工程具有時(shí)間緊、任務(wù)重、施工現(xiàn)場作業(yè)
人員多等風(fēng)險(xiǎn)較大的特點(diǎn)_l J。從井場布置到鉆井過
程會有高處作業(yè)、起重安裝、用火等危險(xiǎn)l生較大的
作業(yè)穿插進(jìn)行，同時(shí)還存在著井噴、火災(zāi)、爆炸、
中毒和窒息、井架傾倒或傾斜等多種危害因素。鉆
井是一項(xiàng)以地下巖層為對象、隱蔽性很強(qiáng)的工程。
地質(zhì)情況千差萬別，巖性不同，壓力各異，井眼小
而深，井壁長期裸露。因此，由于各種原因，井下
事故時(shí)有發(fā)生。事故處理不僅耗費(fèi)大量的人力、物
力和時(shí)間，還有可能使油氣井部分或全部報(bào)廢。
事故樹分析(FTA)方法 是安全系統(tǒng)工程的
重要分析方法之一，它能對各種系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)
行辨識和評價(jià)，不僅能分析出事故的直接原因，
而且能深入地揭示出事故的潛在原因。用它描述
事故的因果關(guān)系直觀、明了，思路清晰，邏輯性
強(qiáng)，既可定性分析，又可定量分析。運(yùn)用事故樹
分析對鉆井工程進(jìn)行安全評價(jià)，找出其發(fā)生事故
的途徑(最小割集)，分析基本事件的結(jié)構(gòu)重要
度，為確定安全對策提供可靠依據(jù)，以達(dá)到預(yù)測
與預(yù)防事故發(fā)生的目的 。
1 事故樹分析方法的應(yīng)用
以鉆井過程中比較典型的事故——硫化氫中
毒事故為例，介紹事故樹分析方法在鉆井工程專項(xiàng)
安全評價(jià)中的應(yīng)用。通過最大程度地抑制硫化氫溢
出地層，減少對井下管材和地面設(shè)備的破壞，從
而避免人身傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染。
1．1 頂上事件的確定
根據(jù)其危害特陛，選用硫化氫中毒為頂上事件。
1．2 事件原因分析
調(diào)查分析與硫化氫中毒事故有關(guān)的所有原因
事件和各種因素，具體分析見表l。
表1 硫化氫中毒事故原因分析表
序號 事件名稱 代號 事件類型
1 硫化氫中毒 T0 頂上事件
2 硫化氫濃度超標(biāo) Ml
3 人員接觸 M2
4 監(jiān)測處理措施失效 M3
5 監(jiān)測儀器失效 Md 中間事件
6 監(jiān)測儀器失真 M5
7 防護(hù)措施失效 M6
8 硫化氫溢出 X1
9 無防護(hù)措施 X2
10 處理措施失效 X3
11 防護(hù)設(shè)施未定期檢測 Xd
基本事件
12 防護(hù)設(shè)施不合格 X5
13 未配備監(jiān)測儀器 X6
14 監(jiān)測儀器未定期校驗(yàn) X，
15 監(jiān)測儀器不合格 X8
收稿日期：2010—10—13。
作者簡介：朱寶軍，男，畢業(yè)于大慶石油學(xué)院安全工
程專業(yè)，碩士，現(xiàn)從事安全技術(shù)研究工作，工程師。
E—mail：zhu
— baojun@126．oom
2011年第27卷第4期 謝 朱寶軍．事故樹分析在鉆井工程專項(xiàng)安全評價(jià)中的應(yīng)用 ★
1．3 事故樹分析
硫化氫中毒事故樹如圖1所示。
1．4 求最小割集
硫化氫中毒事故樹結(jié)構(gòu)函數(shù)如下。
X7 X8
圖1 硫化氫中毒事故樹
T。=MI×M2=X1 x M3 x(x2+M6)
= X1×(x3+M4) ×(X2+X4+X5)
=X1×(x3+(X6+M5)) ×(X2+x4+X5)
= X1×(X3+()(6+(x7+)(8)))×(x2+x4+)(5)
= X1X2X3 + X1X2X6 + X1X2X7 + X1X2X8 +
X1X3X4+X1X3X5
+ X1X4X6+ X1X4X7 + X1X4X8+ X1X5X6+
X1X5X7+X1X5X8
故硫化氫中毒事故樹的最小割集為：K =
{x1x2X3}；K2= {x1x2x6}；K3= {x1x2x7}；
K4 = {x1x2x8}； K5 = {x1x3x4}； K6 =
{x1x3x5}；K7= {x1x4x6}；K8= {x。x4x7}；
K9= {x1x4x8}； K1o = {x1x5x6}； Kl1 =
{x x5x7}；K， = {x x5x。}。12個(gè)最小割集表
達(dá)了硫化氫中毒的12種模式，如：K =
{X X X }表示硫化氫濃度超標(biāo)時(shí)，在硫化氫溢
出(X )、處理措施失效(X )、無防護(hù)措施(x )
的情況下會引起硫化氫中毒事故的發(fā)生。
1．5 求最小徑集
利用最小割集與最小徑集的對偶性，首先做
出與事故樹對應(yīng)的成功樹，也就是把原來事故樹
的與門換成或門，或門換成與門，各類事件發(fā)生
換成不發(fā)生，然后求出成功樹的最小割集，就是
原事故樹的最小徑集。
故原事故樹的最小徑集為：P = {x }；P：
= {x2x x5}；P3= {x3x6x x8}，即只要采取
有效的措施使這3個(gè)最小徑集中的事件不發(fā)生，
就不會引起硫化氫中毒事故。硫化氫中毒事故的
最小徑集見表2。
表2 硫化氫中毒事故最小徑集
最小徑集
序號
符號 名稱
1 xI 硫化氫溢出
2 x 無防護(hù)措施、防護(hù)設(shè)施未定期檢測、防
2x4x5 護(hù)設(shè)施不合格
3 x 處理措施失效、未配備監(jiān)測儀器、監(jiān)測
3x6x7x8 儀器未定期校驗(yàn)
、監(jiān)測儀器不合格
1．6 評價(jià)結(jié)果分析
從最小割集和最小徑集的計(jì)算結(jié)果可知，造
成硫化氫中毒事故發(fā)生的可能性共有l(wèi)2種，說明
在鉆井過程中引發(fā)硫化氫中毒事故的可能性很
大。根據(jù)最小徑集的基本事件構(gòu)成來看，避免硫
化氫中毒事故發(fā)生的途徑有3個(gè)：防止硫化氫溢
出、防護(hù)設(shè)施的正確使用和監(jiān)測儀器的正確使
用。在鉆井過程中只要有效的控制硫化氫溢出，
正確使用防護(hù)設(shè)施和監(jiān)測儀器就能夠防止硫化氫
中毒事故的發(fā)生。
2 安全對策措施
通過事故樹分析找出在鉆井過程中引發(fā)硫化氫
中毒事故韻主要危險(xiǎn)有害因素，只要采取相應(yīng)的措
施，有效的控制這些危險(xiǎn)有害因素，就能夠防止硫
化氫中毒事故的發(fā)生，從而提高鉆井過程的安全l生。
下面針對事故樹分析結(jié)果提出一些安全對策措施。
(1)配備控制和消除硫化氫危害的設(shè)備、儀
器、工具、防護(hù)裝置以及安全勞保用品等硬件的配
置和保證鉆井設(shè)備、設(shè)施的完整性及有效使用措施。
(2)鉆井過程中，若打開硫化氫氣層驗(yàn)收時(shí)，
作業(yè)人員應(yīng)配備好正壓式空氣呼吸器及與呼吸器氣
瓶壓力相應(yīng)的空氣壓縮機(jī)。呼吸器和壓縮機(jī)應(yīng)實(shí)行
專人管理，當(dāng)環(huán)境空氣中的硫化氫濃度超過30
mg／m 時(shí)，應(yīng)配戴正壓式空氣呼吸器，且呼吸器
的有效供氣時(shí)間應(yīng)大于30 min。
套 石油化工安全環(huán)保技術(shù) 謝 2011年第27卷第4期
(3)鉆井隊(duì)現(xiàn)場工作人員每人配備一套正壓
式空氣呼吸器。井場配備一定數(shù)量的公用呼吸器
和充滿空氣的備用空氣鋼瓶，以做快速充氣用。
(4)在鉆井現(xiàn)場應(yīng)至少配備5臺便攜式硫化
氫報(bào)警儀，用來檢測未設(shè)固定探頭區(qū)域空氣中
H，S的濃度。
(5)井架上和安全保護(hù)區(qū)都要安裝“風(fēng)飄
帶”或風(fēng)向標(biāo)，工作人員應(yīng)養(yǎng)成隨時(shí)轉(zhuǎn)移到上風(fēng)
方向位置工作的習(xí)慣。當(dāng)空氣中H：S濃度大于或
可能大于30 mg／m 時(shí)，應(yīng)升起紅旗。
(6)井口附近、鉆臺上、泥漿篩附近、鉆井
液池附近以及其它可能聚集H，s的地方，要安裝
大的防爆風(fēng)機(jī)，并安裝固定式H s報(bào)警儀。
(7)作業(yè)人員應(yīng)按正壓呼吸器的操作規(guī)程正
確使用正壓式呼吸器，呼吸器和H’s檢測儀等防
護(hù)設(shè)施和設(shè)備要定期檢查、維護(hù)，確保整潔完好。
3 結(jié)論
在鉆井過程中由于許多井下事故無法定量分
析，采用事故樹分析方法能夠直觀的反映出各事
件之間的邏輯關(guān)系，準(zhǔn)確的分析出鉆井過程中事
故發(fā)生的主要原因，為制定科學(xué)、有效、合理的
安全對策措施提供可靠的依據(jù)，從而減少事故的
發(fā)生。
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