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事故樹分析在鉆井工程專項安全評價中的應用

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)保技術研究所		點擊數：	更新時間： 2021年09月17日
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露石油化工安全環(huán)保技術 ☆
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安全評價中的應用
朱寶軍
(中國石油遼河油田公司鉆采工藝研究院安全環(huán)保技術研究所，遼寧盤錦 124010)
摘要：事故樹分析是安全評價中常用的方法之一，它能直觀的反映出各事件之間的邏
輯關系，準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、有效、合理的安全對
策措施提供可靠依據，在評價過程中對可能發(fā)生的事故提出有針對性的防范措施，使危險得
到有效控制。介紹了事故樹分析方法在鉆井工程專項安全評價中的具體應用過程和分析結果，
并提出針對性的對策措施，以降低鉆井工程中的事故風險。
關鍵詞：事故樹分析鉆井工程安全評價
鉆井工程具有時間緊、任務重、施工現場作業(yè)
人員多等風險較大的特點_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l生較大的
作業(yè)穿插進行，同時還存在著井噴、火災、爆炸、
中毒和窒息、井架傾倒或傾斜等多種危害因素。鉆
井是一項以地下巖層為對象、隱蔽性很強的工程。
地質情況千差萬別，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
事故時有發(fā)生。事故處理不僅耗費大量的人力、物
力和時間，還有可能使油氣井部分或全部報廢。
事故樹分析(FTA)方法 是安全系統工程的
重要分析方法之一，它能對各種系統的危險性進
行辨識和評價，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
事故的因果關系直觀、明了，思路清晰，邏輯性
強，既可定性分析，又可定量分析。運用事故樹
分析對鉆井工程進行安全評價，找出其發(fā)生事故
的途徑(最小割集)，分析基本事件的結構重要
度，為確定安全對策提供可靠依據，以達到預測
與預防事故發(fā)生的目的 。
1 事故樹分析方法的應用
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
安全評價中的應用。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備的破壞，從
而避免人身傷亡、財產損失和環(huán)境污染。
1．1 頂上事件的確定
根據其危害特陛，選用硫化氫中毒為頂上事件。
1．2 事件原因分析
調查分析與硫化氫中毒事故有關的所有原因
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 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 防護措施失效 M6
8 硫化氫溢出 X1
9 無防護措施 X2
10 處理措施失效 X3
11 防護設施未定期檢測 Xd
基本事件
12 防護設施不合格 X5
13 未配備監(jiān)測儀器 X6
14 監(jiān)測儀器未定期校驗 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)于大慶石油學院安全工
程專業(yè)，碩士，現從事安全技術研究工作，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安全評價中的應用 ★
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構函數如下。
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個最小割集表
達了硫化氫中毒的12種模式，如：K =
{X X X }表示硫化氫濃度超標時，在硫化氫溢
出(X )、處理措施失效(X )、無防護措施(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 無防護措施、防護設施未定期檢測、防
2x4x5 護設施不合格
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
、監(jiān)測儀器不合格
1．6 評價結果分析
從最小割集和最小徑集的計算結果可知，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。根據最小徑集的基本事件構成來看，避免硫
化氫中毒事故發(fā)生的途徑有3個：防止硫化氫溢
出、防護設施的正確使用和監(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，
正確使用防護設施和監(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有害因素，只要采取相應的措
施，有效的控制這些危險有害因素，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備、儀
器、工具、防護裝置以及安全勞保用品等硬件的配
置和保證鉆井設備、設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收時，
作業(yè)人員應配備好正壓式空氣呼吸器及與呼吸器氣
瓶壓力相應的空氣壓縮機。呼吸器和壓縮機應實行
專人管理，當環(huán)境空氣中的硫化氫濃度超過30
mg／m 時，應配戴正壓式空氣呼吸器，且呼吸器
的有效供氣時間應大于30 min。
套 石油化工安全環(huán)保技術 謝 2011年第27卷第4期
(3)鉆井隊現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)在鉆井現場應至少配備5臺便攜式硫化
氫報警儀，用來檢測未設固定探頭區(qū)域空氣中
H，S的濃度。
(5)井架上和安全保護區(qū)都要安裝“風飄
帶”或風向標，工作人員應養(yǎng)成隨時轉移到上風
方向位置工作的習慣。當空氣中H：S濃度大于或
可能大于30 mg／m 時，應升起紅旗。
(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
大的防爆風機，并安裝固定式H s報警儀。
(7)作業(yè)人員應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
護設施和設備要定期檢查、維護，確保整潔完好。
3 結論
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
件之間的邏輯關系，準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、有效、合理的
安全對策措施提供可靠的依據，從而減少事故的
發(fā)生。
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(上接第23頁)
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