应急管理在油气集输系统中的数字化实践

2017-08-09杨永纯杜岚颢大庆油田有限责任公司第三采油厂

石油石化节能 2017年7期

杨永纯杜岚颢（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

应急管理在油气集输系统中的数字化实践

杨永纯杜岚颢（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

应急管理是油田生产中的重要内容，对防范生产事故、减少企业损失和人身伤害具有积极的意义。将数字化技术作为油气集输系统中应急管理的载体，通过智能监控、电子预案、应急通讯、虚拟演练等方式，能够有效提升应急处置水平。通过油气集输站场应急管理的一例数字化实践，阐述了数字化技术在油气集输系统乃至油田应急管理中的重要意义。

油气集输；应急管理；数字化

DOI：10.3969/j.issn.2095-1493.2017.07.015

油气集输是油田工业生产的主体，其特点是工艺复杂、设备分布广、集输管线长，兼具易燃、易爆、高温、高压等特性，在连续生产过程中具有较大危险性。通过已建立的HSE管理体系，对油气集输过程中产生的健康、安全与环境问题进行管理，能有效地降低油气集输作业过程中的HSE风险。风险管理是HSE管理的核心，包括风险评价和风险控制的全过程[1]，目前中石油的HSE体系建设尚不十分完善，油气集输作业中数字化建设与外国大石油公司相比依然滞后，生产过程中还缺少数字化的参数监测、智能诊断分析、安全控制的能力。依靠人工采集上报的信息管控方式，在准确性与时效性上都存在着一定的弊端，生产运行部门和安全管理部门依据这些信息并不能准确、及时、全面地了解各巡检点的生产状况。技术手段的落后影响了油气生产的安全保障和管理能力、应急响应与救援整体水平的提高，难以满足企业发展的安全管理需求[2]。

1 油气集输企业的应急管理

1.1 应急管理

应急管理是对突发事件进行预防、应对、处置、恢复的过程。一个完整的应急管理体系由多个模块组成，如图1所示。

在应急管理体系中，体制、机制、法制是应急管理的基础，预案是应急管理的核心也是及时有效开展应急处置和救援的重要保障。应急系统的质量不仅影响着应急处置的效果，也直接决定了领导者对紧急情况是否能够做出有效的反应。科学的处置是减少事故损失的关键，只有准确识别出事故危险的来源并制定出科学的应急预案，才能在必要时合理地应对突发事故的扩大和更有效地进行救援。当前很多企业的应急管理仅以文本化的应急预案体现，数字化和信息化的程度较低，未能全面有效地发挥作用。

图1 应急管理体系

1.2 油气集输系统应急管理的需求

油气集输站场是油田生产的高风险场所，生产过程中存在着各类隐患。识别出油气集输过程中的各种风险、采取相应的控制措施、制定切实有效的应急预案加以应对，是保证油气集输场所安全生产的重要措施，也是油气集输系统应急管理的必需环节。然而油气集输场所工艺复杂、设备分布广、集输管线长，同时兼具易燃、易爆、高温、高压的特性、在连续生产的各个环节都存在着各种风险隐患。岗位员工在巡检过程中，既要巡视各部位的运行状态，又要录取各处设备的运行参数，数据采集的同时也实时处于危险可能发生的环境中。能否根据一个或几个参数的变化判断出可能发生的生产异常，则要凭借长期的经验积累，对于未曾亲身经历或工作年限较短、履职能力较弱的员工来说是其必然的短板。建立一套能在巡检中提取数据，并根据参数异常自动判断可能的风险，并调用出不同事故的处置方式的数字化系统，并纳入应急通讯、模拟演练等功能，将能很好的解决这一矛盾。

2 数字化现状

2.1 数字化技术

数字化技术是实现信息电子化的技术手段，它将现实世界中的内容转化成电脑能够识别的数字语言，实现对信息的处理及应用。自动化监控便是数字化技术之一，近些年在油田各行业得到广泛应用，通过液位监测、压力监测、温度监测以及气体探测等仪器，比对人为设定的限值来发出声光报警的系统已在多数油气集输站场投入使用。然而这种监测与报警的系统大多“各自为战”，方式也以参数监控为主，有关于应急管理信息系统的建立相对滞后，应急处置与生产现场的监测预警尚未实现对接。

2.2 数字化预案

数字化预案是应急预案的一种表现形式，相对于文本预案以纸质文件为载体不同，数字化预案以计算机软件形式为载体，通过数字化手段将应急预案流程和要素展示出来。其优点在于能够便捷地与其它信息系统集成，并通过模拟突发事件的演化过程而快速分析应急处置程序，提示应急策略，优选处置方案，从而使应急处置的科学性和效率大幅提高[3-4]。其构成如图2所示。

图2 数字化预案的构成

3 应急管理的数字化

3.1 系统的建立

某油田转油站进行了一例应急管理数字化的实践。建立了一套集数据采集、参数监控、应急报警、数字预案、即时通讯、模拟演练功能为一体的数字化系统。实现了各巡检点通过基于总线方式的监测与控制，生产现场与值班办公区以及上级管理部门之间通过无线及以太网联接，与油田生产指挥中心可以通过局域网或电信网络进行通讯，确保达到规定指标的要求及各环节的可靠运行。将油气集输系统的生产运行、过程优化、故障诊断、现场控制与应急处置等功能集成在网络环境下，通过信息多层无缝链接，实现整个过程的管控一体化[5-6]。其结构如图3所示。

3.2 系统功能

3.2.1 计算分析与多平台协同

图3 某转油站数字化应急系统拓扑图

该系统自动采集油气集输站场内的工艺参数，员工通过手持器（PDA）现场巡检并触点签到，将部分基础数据采集并上传。其后续的计算、分析及各类报表生成由数据平台自动生成；同时该系统与“采油与地面工程运行管理系统”、“现场信息采集系统”等平台可通过链接实现信息共享，避免员工重复填报的工作量。

3.2.2 超限提示

当员工现场通过PDA采集的数据超过合理范围时，其屏幕会弹出一个对话框，显示导致异常的故障原因和应急处置方法，针对出现的问题员工可立即按照系统的提示采取有效的措施进行处理，避免生产事故的发生。

3.2.3 启动处置程序

在巡检采集数据时，发现外输油（气）压力低于运行参数下限时，PDA会弹出对话框，显示导致异常的故障原因和处置方法。经判断分析属于第二种原因，点击画面弹出的“输油（气）管线泄漏事故应急处置”的电子文本链接，便将该应急处置图文并茂显示出来，即使从没有遇到过此类突发事件的员工也可以按照应急处置程序进行准确操作。

3.2.4 多功能的智能终端

数字化应急系统的手持器集成了多个实用功能。PDA机身为防爆设计，右侧实体键轻轻一按即开启手电功能，夜间巡检无需再携带手电；通过手持器可以随时对讲沟通，实时掌握所在位置和现场设备情况，一旦在巡检过程中发现异常生产情况时可现场呼叫，寻求帮助，提高处理紧急事故的效率，同时也能确保生产平稳及员工人身安全；员工交接班时，将生产情况了解清楚后可以通过PDA自拍方式完成电子化交接班，类似于人脸识别的考勤机，起到约束员工按时出勤的作用。

3.2.5 网上考试和效果评价

日常生产中的风险点源辨识、岗位应急处置程序、集输系统技能鉴定和班组安全达标题库等内容可以录入到数字化应急系统中，形成综合性题库。员工可以进行自学自考、管理人员亦可以利用系统进行抽考和评价。员工通过该系统的自主学习过程在PDA中留有痕迹，自考成绩和抽考成绩记录在该应急管理系统中，自动形成每名员工学习成绩的对比曲线。管理人员可根据员工学习曲线，对成绩较低的员工有针对性地加以督促，强化学习，确保全系统人员整体技能操作、应急处置能力的提升。

3.2.6 虚拟应急演练

在油气集输的生产过程中，通过模拟工艺流程中某个环节的突发事件场景开展应急演练，可以达到检验应急处置方案、锻炼员工应急处置能力的目的。然而，由于一些实战演练组织筹备耗时耗力、占用倒班员工的休息时间，导致不易经常开展，因此构建虚拟应急演练成为油气集输系统中一项非常有必要的工作。数字化的应急管理系统通过网上签到、现场联动、多媒体响应，较好地实现了虚拟演练的过程。