钻井现场安全监督系统研发及应用

周俊红 唐 桃 彭远春

（川庆钻探工程有限公司安检院，四川 广汉 618300）

0 引言

钻井现场安全监督系统的研究，旨在解决当前安全监督人员能力素质现状与现场需求不匹配的问题。目前国外相关研究成果在国内应用时多呈现水土不服现象，国内在该方面的研究尚处于空白状态，为满足现场需求，利用信息化手段，来开展钻井现场安全监督系统的研发和应用。

1 钻井现场生产及安全监督现状

钻井作业是石油天然气勘探开发中的高风险作业环节，其施工作业现场大多位于荒芜的自然环境中，如沙漠、戈壁、盆地等，现代化基础设施薄弱，同时钻井工艺、设备设施较多，作业现场除了钻井队人员外，还有诸多承包商、临时用工人员，导致影响现场作业的安全因素较多，事故发生几率较高。

钻井现场安全监督作为现场安全管理之后的“第二道”安全屏障，为钻井施工作业发挥着“保驾护航”的重要作用。但从目前国内钻井安全监督队伍的人员构成看，90%以上来源于钻井一线操作人员，以正副司钻、钻工为主，不到10%的人员来源于钻井现场队长、技术负责人等管理干部，且年龄普遍偏大，多数均由于自身生理机能原因无法继续从事钻井施工作业，因此选择转型从事监督工作。以川庆钻探安检院为例，227名钻井安全监督的平均年龄接近50岁。这样的队伍结构造成钻井安全监督能力方面呈现两大缺陷：

一是安全基础理论知识和安全专业技能欠缺[1]。由于长期从事钻井现场施工作业，往往对本岗位涉及的操作环节和设备设施非常熟悉，但对本岗位以外的和整个钻井施工现场的安全管理以及其它专业安全技能缺乏经验。

二是学习和接收新知识的能力不高。监督队伍整体年龄结构偏大，造成记忆力、学习能力明显下降，对数量庞大的标准规范、专业知识和技能等无法有效掌握。

钻井安全监督在现场要面临人员、工艺、设备、环境，涉及钻井、录井、测井、固井等专业，此外还广泛存在电气、危化品、高危作业、特种作业等，危害因素数以万计[2]，但基于上述人员构成现状和能力缺陷，当前钻井安全监督工作更多依赖于个人的自身经验，缺乏系统性，往往因为某些环节、领域不熟悉而失去监督作用，从而降低了现场风险管控力度。

2 钻井现场安全监督系统设计

针对钻井现场施工作业特点和安全监督现状，依据安全监督“检查、咨询、评估、培训、协调、参谋”等职能需求，量身设计适用于钻井现场的安全监督系统，用于指导现场监督工作。

（1）总体架构。

在石油系统内部服务器上构建数据库，由专业人员进行数据维护，钻井现场安全监督通过手持数据终端、APP等，经过虚拟专用网络（VPN）实现数据互访，如图1。

（2）数据库设计。

数据是企业的宝贵财产，在数据库建立时应根据工作实际，并遵循相关标准规范，同时考虑安全性等问题。钻井现场安全监督系统的数据库建立在中石油内部服务器上，数据的访问必须在中石油内部网络状态下进行。按照现场安全监督工作需求，数据库从结构上分为监督检查、监督培训、标准规范、事故案例、现场信息和安全评估6个子数据库，如图2。

图1 钻井现场安全监督系统总体架构Fig.1 Overall framework of onsite safety supervision system for drilling operation

①监督检查数据库：从静态风险、动态风险两个方面梳理井场各区域、钻井各作业环节可能出现的问题，明确监督检查项目及对应的检查标准，为现场监督系统性查患纠违提供指导，见表1。

表1 监督检查数据库格式Tab.1 Format of supervision and inspection database

静态风险方面：按照钻井安全监督巡检路线，将井场分为35个巡检区域，设置219个巡检点，梳理各区域、各点可能存在的问题共计1597项，对标制定监督检查内容1736条。

动态风险方面：一是从钻机安装、一开、二开、三开、四开、五开、六开、拆卸的施工主流程；二是从欠平衡、空气钻、定向钻进等26类辅助作业；三是从井控、吊装、动火等10类高危作业，以工艺流程为主线，层层分解，梳理作业各环节可能存在的问题7748项，对标制定监督检查内容8348项。

②监督培训数据库：建立钻井安全监督岗位HSE培训矩阵[3]，从通用安全知识、HSE岗位技能、生产过程受控、HSE理念知识4个方面，梳理监督培训内容147项，明确培训课时、周期、方式、掌握程度，编制标准化、系列化的培训课件149个，建立总数超过5000道题的考核测试题库。

③标准规范数据库：从适用法律法规、标准规范、规章制度3个方面收集整理相关资料600余项。

④事故案例数据库：收集近年来钻井行业事故事件案例400余起，并按照《GB 6441-1986 企业职工伤亡事故分类标准》进行分类整理。

⑤现场信息数据库：按照中石油集团《钻修井安全监督信息分类分级规范》，明确了隐患、违章、人身伤害事故事件、停工停产事件、井漏、溢流、卡钻、断钻具等8种现场安全监督信息的数据库格式。

⑥分析评估数据库：基于钻井现场安全监督信息数据统计分析，建立单井安全评估模型、指标体系、风险状态判别流程、准则和评价术语库。

图2 钻井现场安全监督系统数据库设计框架Fig.2 Framework of database for the onsite safety supervision system

（3）系统功能。

钻井现场安全监督系统的功能与数据库相对应，具备监督指导、监督培训、标准咨询、经验分享、信息采集、智能评估6大功能。

监督指导功能：基于建立的监督检查数据库，通过监督工作模块，能够为现场安全监督查患纠违提供全面、系统、科学的工作指导，解决监督查患纠违不系统、凭主观经验判断的问题。

监督培训功能：基于建立的监督培训数据库，通过监督学习模块，现场安全监督能够远程进行学习，学习内容、进度等由软件自动生成培训档案，在每个课件后面都设置练习题库，监督可以进行随堂练习。同时系统可以自动生成试卷，现场监督能够在线和离线测试考核，考核测试项目既可以是综合性测试，也可以是法律法规、安全管理、安全技术、井控、风险控制工具、违章隐患标准等专项测试。通过监督培训功能，旨在改进现场安全监督培训不系统、考核不规范、集中培训难的问题[4]。

标准咨询功能：基于建立的标准规范数据库，能为现场安全监督提供实时标准条款咨询，旨在解决监督标准数量多、监督人员记忆力差“记不住、分不清”问题。

经验分享功能：基于建立的事故案例数据库，现场监督能够根据工况以及作业中可能出现的伤害类型来选取案例进行针对性的经验分享，旨在解决监督经验分享“无材料、针对性不强”的问题。

信息采集功能：基于建立的现场监督数据库，通过改进工作站——监督数据录入模块，现场监督能够实时采集钻井现场的隐患、违章、人身伤害事故事件、停工停产事件、工程事件（井漏、溢流、卡钻、断钻具）信息并进行同步传输和整改验收，旨在解决监督信息资料报送的及时性、准确性问题，如图3。

智能评估功能：基于分析评估数据库，在改进工作站——月度安全评估模块中对单井每月安全现状进行评估并一键自动生成评估报告，为被监督方提出合理化改进建议，旨在解决现场安全监督因安全专业知识欠缺和能力参差不齐造成的“评估参谋难”问题。

图3 钻井现场信息采集Fig.3 Information acquisition at drilling site

3 钻井现场安全监督系统应用

目前，钻井现场安全监督系统已于2017年1月开始在川庆钻探川渝、新疆塔里木地区66个钻井作业现场应用。总体上看，现场钻井安全监督管理人员能够熟练操作使用，相比于以往主要靠经验开展工作，该系统能够给予系统的帮助和指导，工作质效提升明显。

（1）操作使用简单，故障率低，安全监督使用上手快。

（2）安全监督查患数量、质量稳步提升。

2017年1～9月，现场监督隐患排查、违章查纠数量较同期同比分别增长6.45%、17.32%，在钻井安全监督专业知识欠缺的领域如电气安全、危化品安全、管理违章等[5]，隐患违章排查质量、数量变化更加明显，见表2。

表2 隐患、违章对比Tab.2 Contrast of hazardous factors and violations

（3）事故事件控制效果明显。

通过钻井现场安全监督系统的应用，安全监督“保驾护航”作用更加明显，钻井现场安全环保风险管控力度进一步增强，安全环保事故事件发生几率降低，2017年1～9月份，川庆安检院负责的钻井作业现场各类事故、未遂事件为15起，较2016年同期下降25%。

4 结论

钻井现场安全监督系统丰富的数据资源和功能特点，显著提高了安全监督工作的系统性和科学性，推动了安全监督由“经验型”向“技术型”转变，同时该技术装备的研发成功和应用，为安全监督履职管理提供了新思路和新手段，在中石油内得到广泛关注，加之安全监督责任心、执行力的不断强化，未来安全监督将以科学化、信息化、标准化的新姿态出现。