楊永純 杜嵐顥（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

應(yīng)急管理在油氣集輸系統(tǒng)中的數(shù)字化實踐

楊永純 杜嵐顥（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

應(yīng)急管理是油田生產(chǎn)中的重要內(nèi)容，對防范生產(chǎn)事故、減少企業(yè)損失和人身傷害具有積極的意義。將數(shù)字化技術(shù)作為油氣集輸系統(tǒng)中應(yīng)急管理的載體，通過智能監(jiān)控、電子預(yù)案、應(yīng)急通訊、虛擬演練等方式，能夠有效提升應(yīng)急處置水平。通過油氣集輸站場應(yīng)急管理的一例數(shù)字化實踐，闡述了數(shù)字化技術(shù)在油氣集輸系統(tǒng)乃至油田應(yīng)急管理中的重要意義。

油氣集輸；應(yīng)急管理；數(shù)字化

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.015

油氣集輸是油田工業(yè)生產(chǎn)的主體，其特點是工藝復(fù)雜、設(shè)備分布廣、集輸管線長，兼具易燃、易爆、高溫、高壓等特性，在連續(xù)生產(chǎn)過程中具有較大危險性。通過已建立的HSE管理體系，對油氣集輸過程中產(chǎn)生的健康、安全與環(huán)境問題進行管理，能有效地降低油氣集輸作業(yè)過程中的HSE風(fēng)險。風(fēng)險管理是HSE管理的核心，包括風(fēng)險評價和風(fēng)險控制的全過程[1]，目前中石油的HSE體系建設(shè)尚不十分完善，油氣集輸作業(yè)中數(shù)字化建設(shè)與外國大石油公司相比依然滯后，生產(chǎn)過程中還缺少數(shù)字化的參數(shù)監(jiān)測、智能診斷分析、安全控制的能力。依靠人工采集上報的信息管控方式，在準(zhǔn)確性與時效性上都存在著一定的弊端，生產(chǎn)運行部門和安全管理部門依據(jù)這些信息并不能準(zhǔn)確、及時、全面地了解各巡檢點的生產(chǎn)狀況。技術(shù)手段的落后影響了油氣生產(chǎn)的安全保障和管理能力、應(yīng)急響應(yīng)與救援整體水平的提高，難以滿足企業(yè)發(fā)展的安全管理需求[2]。

1 油氣集輸企業(yè)的應(yīng)急管理

1.1 應(yīng)急管理

應(yīng)急管理是對突發(fā)事件進行預(yù)防、應(yīng)對、處置、恢復(fù)的過程。一個完整的應(yīng)急管理體系由多個模塊組成，如圖1所示。

在應(yīng)急管理體系中，體制、機制、法制是應(yīng)急管理的基礎(chǔ)，預(yù)案是應(yīng)急管理的核心也是及時有效開展應(yīng)急處置和救援的重要保障。應(yīng)急系統(tǒng)的質(zhì)量不僅影響著應(yīng)急處置的效果，也直接決定了領(lǐng)導(dǎo)者對緊急情況是否能夠做出有效的反應(yīng)?？茖W(xué)的處置是減少事故損失的關(guān)鍵，只有準(zhǔn)確識別出事故危險的來源并制定出科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，才能在必要時合理地應(yīng)對突發(fā)事故的擴大和更有效地進行救援。當(dāng)前很多企業(yè)的應(yīng)急管理僅以文本化的應(yīng)急預(yù)案體現(xiàn)，數(shù)字化和信息化的程度較低，未能全面有效地發(fā)揮作用。

圖1 應(yīng)急管理體系

1.2 油氣集輸系統(tǒng)應(yīng)急管理的需求

油氣集輸站場是油田生產(chǎn)的高風(fēng)險場所，生產(chǎn)過程中存在著各類隱患。識別出油氣集輸過程中的各種風(fēng)險、采取相應(yīng)的控制措施、制定切實有效的應(yīng)急預(yù)案加以應(yīng)對，是保證油氣集輸場所安全生產(chǎn)的重要措施，也是油氣集輸系統(tǒng)應(yīng)急管理的必需環(huán)節(jié)。然而油氣集輸場所工藝復(fù)雜、設(shè)備分布廣、集輸管線長，同時兼具易燃、易爆、高溫、高壓的特性、在連續(xù)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都存在著各種風(fēng)險隱患。崗位員工在巡檢過程中，既要巡視各部位的運行狀態(tài)，又要錄取各處設(shè)備的運行參數(shù)，數(shù)據(jù)采集的同時也實時處于危險可能發(fā)生的環(huán)境中。能否根據(jù)一個或幾個參數(shù)的變化判斷出可能發(fā)生的生產(chǎn)異常，則要憑借長期的經(jīng)驗積累，對于未曾親身經(jīng)歷或工作年限較短、履職能力較弱的員工來說是其必然的短板。建立一套能在巡檢中提取數(shù)據(jù)，并根據(jù)參數(shù)異常自動判斷可能的風(fēng)險，并調(diào)用出不同事故的處置方式的數(shù)字化系統(tǒng)，并納入應(yīng)急通訊、模擬演練等功能，將能很好的解決這一矛盾。

2 數(shù)字化現(xiàn)狀

2.1 數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)是實現(xiàn)信息電子化的技術(shù)手段，它將現(xiàn)實世界中的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成電腦能夠識別的數(shù)字語言，實現(xiàn)對信息的處理及應(yīng)用。自動化監(jiān)控便是數(shù)字化技術(shù)之一，近些年在油田各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，通過液位監(jiān)測、壓力監(jiān)測、溫度監(jiān)測以及氣體探測等儀器，比對人為設(shè)定的限值來發(fā)出聲光報警的系統(tǒng)已在多數(shù)油氣集輸站場投入使用。然而這種監(jiān)測與報警的系統(tǒng)大多“各自為戰(zhàn)”，方式也以參數(shù)監(jiān)控為主，有關(guān)于應(yīng)急管理信息系統(tǒng)的建立相對滯后，應(yīng)急處置與生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)測預(yù)警尚未實現(xiàn)對接。

2.2 數(shù)字化預(yù)案

數(shù)字化預(yù)案是應(yīng)急預(yù)案的一種表現(xiàn)形式，相對于文本預(yù)案以紙質(zhì)文件為載體不同，數(shù)字化預(yù)案以計算機軟件形式為載體，通過數(shù)字化手段將應(yīng)急預(yù)案流程和要素展示出來。其優(yōu)點在于能夠便捷地與其它信息系統(tǒng)集成，并通過模擬突發(fā)事件的演化過程而快速分析應(yīng)急處置程序，提示應(yīng)急策略，優(yōu)選處置方案，從而使應(yīng)急處置的科學(xué)性和效率大幅提高[3-4]。其構(gòu)成如圖2所示。

圖2 數(shù)字化預(yù)案的構(gòu)成

3 應(yīng)急管理的數(shù)字化

3.1 系統(tǒng)的建立

某油田轉(zhuǎn)油站進行了一例應(yīng)急管理數(shù)字化的實踐。建立了一套集數(shù)據(jù)采集、參數(shù)監(jiān)控、應(yīng)急報警、數(shù)字預(yù)案、即時通訊、模擬演練功能為一體的數(shù)字化系統(tǒng)。實現(xiàn)了各巡檢點通過基于總線方式的監(jiān)測與控制，生產(chǎn)現(xiàn)場與值班辦公區(qū)以及上級管理部門之間通過無線及以太網(wǎng)聯(lián)接，與油田生產(chǎn)指揮中心可以通過局域網(wǎng)或電信網(wǎng)絡(luò)進行通訊，確保達(dá)到規(guī)定指標(biāo)的要求及各環(huán)節(jié)的可靠運行。將油氣集輸系統(tǒng)的生產(chǎn)運行、過程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場控制與應(yīng)急處置等功能集成在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過信息多層無縫鏈接，實現(xiàn)整個過程的管控一體化[5-6]。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 計算分析與多平臺協(xié)同

圖3 某轉(zhuǎn)油站數(shù)字化應(yīng)急系統(tǒng)拓?fù)鋱D

該系統(tǒng)自動采集油氣集輸站場內(nèi)的工藝參數(shù)，員工通過手持器（PDA）現(xiàn)場巡檢并觸點簽到，將部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集并上傳。其后續(xù)的計算、分析及各類報表生成由數(shù)據(jù)平臺自動生成；同時該系統(tǒng)與“采油與地面工程運行管理系統(tǒng)”、“現(xiàn)場信息采集系統(tǒng)”等平臺可通過鏈接實現(xiàn)信息共享，避免員工重復(fù)填報的工作量。

3.2.2 超限提示

當(dāng)員工現(xiàn)場通過PDA采集的數(shù)據(jù)超過合理范圍時，其屏幕會彈出一個對話框，顯示導(dǎo)致異常的故障原因和應(yīng)急處置方法，針對出現(xiàn)的問題員工可立即按照系統(tǒng)的提示采取有效的措施進行處理，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

3.2.3 啟動處置程序

在巡檢采集數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)外輸油（氣）壓力低于運行參數(shù)下限時，PDA會彈出對話框，顯示導(dǎo)致異常的故障原因和處置方法。經(jīng)判斷分析屬于第二種原因，點擊畫面彈出的“輸油（氣）管線泄漏事故應(yīng)急處置”的電子文本鏈接，便將該應(yīng)急處置圖文并茂顯示出來，即使從沒有遇到過此類突發(fā)事件的員工也可以按照應(yīng)急處置程序進行準(zhǔn)確操作。

3.2.4 多功能的智能終端

數(shù)字化應(yīng)急系統(tǒng)的手持器集成了多個實用功能。PDA機身為防爆設(shè)計，右側(cè)實體鍵輕輕一按即開啟手電功能，夜間巡檢無需再攜帶手電；通過手持器可以隨時對講溝通，實時掌握所在位置和現(xiàn)場設(shè)備情況，一旦在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)異常生產(chǎn)情況時可現(xiàn)場呼叫，尋求幫助，提高處理緊急事故的效率，同時也能確保生產(chǎn)平穩(wěn)及員工人身安全；員工交接班時，將生產(chǎn)情況了解清楚后可以通過PDA自拍方式完成電子化交接班，類似于人臉識別的考勤機，起到約束員工按時出勤的作用。

3.2.5 網(wǎng)上考試和效果評價

日常生產(chǎn)中的風(fēng)險點源辨識、崗位應(yīng)急處置程序、集輸系統(tǒng)技能鑒定和班組安全達(dá)標(biāo)題庫等內(nèi)容可以錄入到數(shù)字化應(yīng)急系統(tǒng)中，形成綜合性題庫。員工可以進行自學(xué)自考、管理人員亦可以利用系統(tǒng)進行抽考和評價。員工通過該系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)過程在PDA中留有痕跡，自考成績和抽考成績記錄在該應(yīng)急管理系統(tǒng)中，自動形成每名員工學(xué)習(xí)成績的對比曲線。管理人員可根據(jù)員工學(xué)習(xí)曲線，對成績較低的員工有針對性地加以督促，強化學(xué)習(xí)，確保全系統(tǒng)人員整體技能操作、應(yīng)急處置能力的提升。

3.2.6 虛擬應(yīng)急演練

在油氣集輸?shù)纳a(chǎn)過程中，通過模擬工藝流程中某個環(huán)節(jié)的突發(fā)事件場景開展應(yīng)急演練，可以達(dá)到檢驗應(yīng)急處置方案、鍛煉員工應(yīng)急處置能力的目的。然而，由于一些實戰(zhàn)演練組織籌備耗時耗力、占用倒班員工的休息時間，導(dǎo)致不易經(jīng)常開展，因此構(gòu)建虛擬應(yīng)急演練成為油氣集輸系統(tǒng)中一項非常有必要的工作。數(shù)字化的應(yīng)急管理系統(tǒng)通過網(wǎng)上簽到、現(xiàn)場聯(lián)動、多媒體響應(yīng)，較好地實現(xiàn)了虛擬演練的過程。

4 結(jié)論

1）應(yīng)急管理是油氣集輸系統(tǒng)一項長期持久的工作，企業(yè)要激勵員工參與風(fēng)險辨識，強化應(yīng)急培訓(xùn)，增強應(yīng)急管理處置能力，通過各種技術(shù)手段和管理方式，最終實現(xiàn)遠(yuǎn)離“三違”、員工無傷害、企業(yè)無事故的目標(biāo)。

2）做好油氣集輸系統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控和應(yīng)急管理，預(yù)防事故發(fā)生，對保護油田生產(chǎn)安全具有十分重要的意義。

3）利用數(shù)字化等先進的技術(shù)手段，加強危險源管理和關(guān)鍵環(huán)節(jié)管控，對提高油田企業(yè)應(yīng)急管理的科學(xué)性，體現(xiàn)以人為本，促進企業(yè)安全文化建設(shè)具有積極的意義。

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2017-04-13

（編輯 王古月）

楊永純，工程師，2009年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事采油集輸、安全管理工作，E-mail：ycyang@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)第三采油廠第五油礦采油五隊，163113。