修井作业井口操作人性化设计的研究

孙民笃

(中国石化胜利石油管理局安全环保处，山东东营 257000)

在油田开发过程中，由于各种地质、工艺、配套等原因造成油水井发生故障，如：地层出砂、管杆腐蚀偏磨、套管破损、检泵维修等，需要修井作业现场施工治理井筒和地层，恢复油水井正产生产。修井作业主要包括：试油、中途测试、工程测试、检泵、射孔、大修、验封串、酸化压裂、防砂、侧钻、堵水调剖等施工环节。作为油气田开发过程中的重要一环，修井作业长年处于野外环境，夏季高温多雨，冬天低温干燥，加上作业场地复杂，设施多、操作面湿滑，三维空间尺寸与人体尺度不相适应，容易造成现场安全问题和员工工伤事故。

1 作业系统问题分析

1.1 督查问题分析

通过日常督查发现，作业系统问题占陆上开发单位督查问题25%，其中主要是作业现场基层违章操作或不执行管理要求，主要存在于井控管理、现场“三违”、现场“三标”3个方面，其中现场“三标”水平低占作业系统问题的42%。

1.2 工业事故分析

按照上报工业事故分析，作业系统上报工业事故占陆上开发单位上报工业事故的46.3%，其中90%是发生在井口岗位，由于场地环境不良、操作空间受限、井口基础不稳造成的工伤事故。

1.3 未遂事故分析

按照未遂事故统计分析，作业系统发生的扭伤、摔伤、砸伤未遂事故最多，占未遂事故的61%，如某作业大队基层员工962人，有109人存在不同程度的腰部损伤，占前线作业人数的11.33%，其中井口操作人员占86人，占总人数的78.9%。

2 空间理念

按照人机工程学理论，作业空间设计应以“人”为中心，以人体尺度为重要设计基准，充分考虑岗位员工近身作业空间、个体作业场所和总体作业空间3个方面。标准尺寸及要求如图1、图2。

图1 单臂作业空间

图2 脚部作业空间

水平作业面主要在坐姿作业和坐、站姿作业场合使用，它必须位于作业者舒适的手工作业空间范围内，如图3、图4，对于正常作业区域，作业者应能在小臂正常放置而上臂处于自然悬垂状态下舒适的操作。

图3 站姿手工空间

图4 作业面高度对应

3 井口平台设计

3.1 高度设计

人机操作工作平面的尺寸高度是决定人体工作时身体姿势的重要因素。结合目前修井作业井口操作实际，不合理的工作平面尺寸高度影响着施工人员的姿井作业的要求。通过人体工程学的研究后发现，人体肘部的平均高度是人体高度的63%，而不是基于地面以上的任意高度都能达到施工时人体所能接受的舒适度，工作平面尺寸高度在肘下25～76 mm是合适的，符合指导修井作业的要求，如图5所示。

图5 井口规范尺寸示意

3.2 平台设计

3.2.1踏板设计

3.2.1.1材质选择

井口作业各种设施材料选用，对泥土、钢材、木头、玻璃钢、塑料等材料进行研究，从经济性、舒适性、坚固性、便捷性等几个方面综合考虑，见表1，优选玻璃钢材质的材质作为主选材料，起到经济、舒适、可循环利用的效果。

表1 对不同材质不同性能对比

3.2.1.2样式设计

参考人机工程学脚部空间标准，脚部空间最低为600 mm×600 mm，设计平台整体尺寸长×宽为3 000 mm×1 800 mm，内部由14块600 mm×600 mm单元模块围绕井口四通进行拼装，其中1、2、3、4模块可随机拆装，内嵌式玻璃钢材质脚踏板，见图6。

图6 内嵌式井口脚踏板

3.2.2高度设计

基于防喷器工作平面处于直立人体肘下25～76 mm的考虑，为更加方便快捷的调节适应防喷器工作平面高度，以达到人体工程学工作平面的要求，设计使用钢制材料双通、垫片的应用：一是工作台面过低时，采用不同高度的双通予以调节，如图7；二是工作台面略低时，采用不同高度的垫片予以调节，如图8。

图7 双通式示意

4 应用前景

通过修井作业井口作业空间人性化设计研究，使员工在井口配合操作吊环、吊卡时，处于相对方便、舒适的操作空间和操作位置上，真正做到生命至上，安全第一的思想，依法合规创造岗位员工舒适作业环境，保护劳动者的安全健康，既体现了以人为本，降低施工人员的劳动强度，又可以提高工作效率，提升“三标”管理，最大化员工作业积极性，实现人机和谐运转、高效运行。

图8 垫片式示意

5 参考文献

[1] 李孔全.石油修井作业的主要风险及管控措施[J].安全、健康和环境，2017，17(8)：19-21.

[2] 吕杰锋.人体工程学[M].北京：清华大学出版社，2009.