陆上油气钻井作业系统安全分析方法的研究

摘要

油气钻井是一个多工种、多工序、立体交叉、连续作业的系统工程，也是隐蔽性很强的地下工程。这些工艺特点决定了在油气钻井作业过程中隐藏着多种不安全因素，如不切实防范，容易发生各类事故，危害作业人员的人身安全，也给国家财产造成巨大的损失。但是由于油气钻井作业风险的复杂性和随机性，度量其风险存在很大的困难。目前，在国内外偶尔有单因素钻井风险评价的介绍，而对多因素钻井风险综合评价，鲜少报道。 本论文以已有的行业安全评价、企业管理风险评价及相关风险评价的理论研究成果为基础，从整体的角度对油气钻井作业进行了多因素安全评价研究。针对陆地油气钻井作业系统，尤其是钻进和完井过程中的危险、危害因素以及可能发生的钻井工程事故的特征，从人-机-环境的观点出发，以安全系统工程、安全管理工程和安全评价学为理论基础，将油气钻井作业危险性分为事故易发性和后果严重度两个部分，建立了面向对象的多层次推理模型；采用基于模糊理论的指标隶属度刻画方法，建立了易量化指标的隶属度函数，并通过专家评判法确定了定性化指标的相对应的模糊隶属度；选取模糊层次分析法和专家评判法，利用MATLAB软件编写程序进行计算，确定了油气钻井作业安全评价指标的权重，对多层次评价指标的评价结果采用加权合成，得到最终的油气钻井作业安全评价值；在此基础上，探索性的建立了油气钻井作业安全分级标准；由此，构建了油气钻井作业模糊数学评价方法，并相应的提出了油气钻井作业安全技术对策措施和安全管理、安全教育措施。研究表明，该油气钻井作业模糊数学安全评价方法可应用于油气钻井作业的安全预评价和安全生产现状评价，并根据不同评价目的对部分评价模块进行组合，以满足安全专家系统等对油气钻井作业安全评价的不同需求。 本论文提出的油气钻井作业模糊数学安全评价方法是对油气钻井作业安全管理的一个初步理论探讨，为油气钻井作业安全评价方法的建立提供了新的技术途径，也为油气勘探开发的安全管理在一定程度上提供了科学的决策依据。