崔悅

摘要：修井作業(yè)是保證油水井正常生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，但由于修井作業(yè)施工過(guò)程中存在大量動(dòng)靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)源，使得修井作業(yè)工成為石油系統(tǒng)中危險(xiǎn)系數(shù)較高的工種。自動(dòng)化修井設(shè)備的不斷應(yīng)用在一定程度上改善了修井作業(yè)的施工條件，本文將對(duì)目前較為常見(jiàn)的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：修井作業(yè);修井自動(dòng)化

一、修井作業(yè)安全現(xiàn)狀

修井作業(yè)施工中涉及的主要施工工序有：起下作業(yè)、射孔作業(yè)、帶砂作業(yè)、帶酸作業(yè)、打撈解卡作業(yè)、磨套銑作業(yè)等。施工過(guò)程中的危險(xiǎn)因素和安全隱患也較為復(fù)雜，常分為動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)源和靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)源，其中靜態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)源包括修井機(jī)整體及相應(yīng)附件，防噴壓井相關(guān)設(shè)備，提升系統(tǒng)主體及附件等四十項(xiàng);動(dòng)態(tài)點(diǎn)源包括吊裝、拖運(yùn)、洗壓井、起下作業(yè)等八類(lèi)。

在所有施工工序中，起下作業(yè)是最主要的施工工序，施工也最為頻繁，其貫穿整個(gè)修井作業(yè)過(guò)程。起下作業(yè)涉及到的危險(xiǎn)點(diǎn)源也較多，出現(xiàn)事故常由于施工前設(shè)備及工具檢查不到位、工具及附件磨損嚴(yán)重、保養(yǎng)不充分及操作配合不當(dāng)原因等造成，造成的人身傷害有單吊環(huán)、粘扣、彈扣傷人，管柱掉落、夾手、高空墜落、管橋倒塌等引起的磕碰砸傷，受傷部位往往以四肢、面部為主。近幾年，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)上管機(jī)、井口自動(dòng)化機(jī)器人、二層臺(tái)機(jī)械手等自動(dòng)化設(shè)備的逐步試驗(yàn)應(yīng)用，在減少操作人員數(shù)量降低生產(chǎn)安全事故發(fā)生的幾率，同時(shí)還能有效降低操作人員的工作強(qiáng)度，可有效避免因疲勞等造成的操作失誤，在一定程度上避免了事故的發(fā)生。因此自動(dòng)化修井機(jī)器人成為了近幾年修井作業(yè)設(shè)備發(fā)展的重點(diǎn)。

二、自動(dòng)化修井設(shè)備對(duì)常規(guī)修井作業(yè)的安全影響

1.自動(dòng)上管機(jī)

在帶壓作業(yè)施工中，由于帶壓防噴器組本身較高（6-8米），以往起下管柱過(guò)程中油管只能通過(guò)人工上管或使用大鉤進(jìn)行吊運(yùn)。兩種方法都存在一定的危險(xiǎn)，人工上管需要兩名二崗一人打背一人將油管一端抬起并放入滑道，由打背的二崗將油管推送至平臺(tái)并露出一定長(zhǎng)度用以打吊卡，容易發(fā)生人員跌落、躥管等人身傷害;大鉤吊運(yùn)使用吊裝帶利用大鉤將油管吊運(yùn)至滑道內(nèi)吊至平臺(tái)上，需要場(chǎng)地工相互配合，配合不好容易出現(xiàn)油管掉落砸傷人員、油管頂防噴器損壞設(shè)備等危險(xiǎn)。

在蒸汽吞吐井的施工過(guò)程中，使用的四寸隔熱管重量大，往往需要四個(gè)人配合才能完成，即一人打背，三名人將隔熱管抬至管櫈上，配合要求高人員容易疲勞，往往造成油管掉落砸傷操作人員甚至造成管橋倒塌砸傷人員。

近幾年自動(dòng)上管機(jī)在油田應(yīng)用已較為廣泛，成熟的產(chǎn)品也較多，自動(dòng)上管機(jī)配合有碼管上管功能的自動(dòng)管盒，二崗只需要操作設(shè)備并排管即可完成常規(guī)二崗的工作內(nèi)容，在操作安全性上有了很大改善，有效避免了接箍沒(méi)進(jìn)滑道或躥管子、人員跌落、管桿滑落等危險(xiǎn)情況及因疲勞造成人身傷害情況的發(fā)生，降低了發(fā)生危險(xiǎn)情況的概率，自動(dòng)化上管機(jī)對(duì)于小修作業(yè)、帶壓作業(yè)等有較大影響，對(duì)于油田修井作業(yè)單位的安全生產(chǎn)具有較高的價(jià)值。

2.小修自動(dòng)化井口機(jī)器人

在常規(guī)小修作業(yè)施工中，常見(jiàn)的井口操作人員人身傷害主要有單吊環(huán)傷人、彈扣傷及臉部、夾手、液壓鉗回?cái)[傷人等。近幾年，國(guó)內(nèi)部分廠(chǎng)家及各油田都在開(kāi)發(fā)井口自動(dòng)化機(jī)器人，用以完成常規(guī)起下作業(yè)，自動(dòng)化程度及設(shè)備的穩(wěn)定性各有不一。國(guó)內(nèi)已經(jīng)投入試驗(yàn)或投入使用的設(shè)備有的在并未減少操作人員的情況下大幅減少工作強(qiáng)度的輔助類(lèi)機(jī)器人，或已經(jīng)實(shí)現(xiàn)減少操作人員的高自動(dòng)化井口機(jī)器人。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)幾家廠(chǎng)商的自動(dòng)化修井設(shè)備，在常規(guī)起下施工過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)井口無(wú)人操作，在滿(mǎn)足井控條件的情況下實(shí)現(xiàn)了三人班組正常施工（其中一人操作修井機(jī)及井口設(shè)備，一人操作場(chǎng)地設(shè)備，一人進(jìn)行巡查或在應(yīng)急情況下輔助執(zhí)行井控動(dòng)作）。由于施工過(guò)程中不需要人員（即站井口的班長(zhǎng)和一崗）進(jìn)行上卸油管、摘掛吊環(huán)等操作，有效的避免了粘扣彈扣、液壓鉗回?cái)[、夾手、單吊環(huán)等造成的人身傷害情況的發(fā)生。但由于自動(dòng)化設(shè)備中常包含了大量的高壓油路氣路管線(xiàn)，這就對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)提出了更高的要求，以避免由于設(shè)備原因產(chǎn)生的質(zhì)量事故或人身傷害。目前以輔助為目的的自動(dòng)化設(shè)備對(duì)于既有操作流程改動(dòng)較小，存在的問(wèn)題較少，能滿(mǎn)足目前的井控需要;全自動(dòng)修井設(shè)備大多數(shù)還存在一定的技術(shù)瓶頸，在部分修井施工或井控過(guò)程中存在一定的問(wèn)題，如搶裝旋塞或井口不便、沖砂不便等問(wèn)題亟待解決。如果自動(dòng)化修井機(jī)器人能適應(yīng)絕大多數(shù)生產(chǎn)工況，將對(duì)油田作業(yè)系統(tǒng)安全生產(chǎn)有較為重大的影響。

3.大修自動(dòng)化修井設(shè)備

在大修（或鉆井）施工中，井架工工作條件艱苦，涉及高空作業(yè)，工作強(qiáng)度大、工作空間狹窄、逃生路線(xiàn)單一、危險(xiǎn)系數(shù)高，如發(fā)生井噴只能通過(guò)速降繩進(jìn)行逃生，在井噴或井噴時(shí)空著火的情況下，視野受限逃生困難甚至無(wú)法逃生。近些年國(guó)內(nèi)不少?gòu)S商在大修自動(dòng)化領(lǐng)域的主要開(kāi)發(fā)方向就是如何替代井架工的工作。目前已有相應(yīng)產(chǎn)品投入實(shí)際使用，如二層臺(tái)機(jī)械手等，已可以完全取代井架工完成絕大多數(shù)起下施工。司鉆在司鉆室就可操作管盒中部的機(jī)械手對(duì)管盒內(nèi)的管柱進(jìn)行抓取，機(jī)械手通過(guò)中部的軌道將油管運(yùn)移至準(zhǔn)備位置，再由司鉆操作或程序自動(dòng)控制機(jī)械手將油管送入活門(mén)吊卡內(nèi)，活門(mén)關(guān)閉大鉤上行提起管柱，井口操作人員配合對(duì)扣即可完成全部下管動(dòng)作，機(jī)械手在完成送管動(dòng)作后抓取下一柱進(jìn)入預(yù)備位置;起管動(dòng)作則相反，管柱卸扣完成后，井口操作人員配合司鉆將管柱坐入管盒內(nèi)，司鉆操作機(jī)械手將管柱抓出吊卡，放入管盒內(nèi)的指梁中。使用此類(lèi)設(shè)備在正產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中無(wú)需井架工，從根本上解決了井架工攀爬井架、高空墜落或井噴時(shí)逃生困難的問(wèn)題。但在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)仍需要人員攀爬井架進(jìn)入設(shè)備進(jìn)行維修，需要嚴(yán)格防范維修過(guò)程中的高空墜落、設(shè)備夾手等人身傷害情況的發(fā)生。

總 ?結(jié)

隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)在油田中逐步應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)了一定程度的減員的同時(shí)，使用自動(dòng)機(jī)器人對(duì)一些高危高強(qiáng)度工作崗位進(jìn)行替代，使得修井作業(yè)施工更為安全也更人性化，在減少人員的同時(shí)減少了風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)源，降低了發(fā)生安全事故的概率。但設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提出了更高的要求，同樣需要做好充足的人員培訓(xùn)，提高人員的操作水平，強(qiáng)化員工安全意識(shí)才能從根本上避免事故的發(fā)生。

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