油气田企业有限空间作业安全防护措施的探索

董志君，邹应勇，杨泰岩，吕鹏，陈飞跃(中国石油股份有限公司塔里木油田分公司，新疆 喀什 844800)

0 前言

由于有限空间作业区[1]的特殊性，因防护措施不健全导致作业人员伤亡的事件屡见不鲜，特别是油气生产场所实施有限空间作业，如果防护措施不到位，频繁的有限空间作业极易发生人员伤亡事件。近年来，油气田企业发生多起有限空间作业安全事故。2014年4月22日，某油气处理站操作工李某在现场停止泥水池外排泵运行操作过程中发生硫化氢中毒事故，造成1人死亡、1人轻伤。2018年3月25日，某公司新入职员工陶某，违章进入金跃102井2#原油罐内搜寻手机，窒息死亡。塔里木油田公司按照有限空间作业实施流程，总结分析事故案例、现场有限空间作业实施过程，制定并发布Q/SY TZ 0364—2017《进入有限空间作业安全管理标准》[2]《塔里木油田公司安全禁令》《塔里木油田公司加强直接作业环节安全管理十条措施》[2-3]，进一步规范了各单位、各油田服务承包商队伍在油气生产现场(油气处理场站)开展有限空间作业的要求与主要防护措施。

有限空间作业又称为受限空间作业、密闭空间作业，是指与外界相对隔离，进出口受限，自然通风不良，足够容纳一人进入或探入并能从事非常规、非连续作业的有限空间[2]，如油气处理压力容器、阀室、管道、污油污水零位回收罐、排污水池(井)等。油气田企业有限空间作业主要以下几个特点：一是有限空间内可能存在H2S、Hg、Co、焊接烟气等有毒有害介质；二是有限空间内可能存在天然气、沼气、氢气、乙炔气等可燃和爆炸性气体；三是有限空间可能导致窒息危害(空气中的含氧量＜19.5%)；四是作业空间逃生通道受限且施救困难。

1 作业要求

油气田企业开展有限空间作业的实施单位需认真组织岗前培训，严格遵守“先通风、再检测、后作业”的原则。一旦发生事故，应立即报警，严禁盲目施救[3]。一是作业前，在采取通风或强制通风的基础上，按作业许可证要求测定其氧气、硫化氢、甲烷、一氧分化氮等有毒有害或可燃性气体的浓度，检测合格后方可进入。二是在有限空间容积较大时，应对上、中、下各部位进行检测，同时应考虑各种气体密度，当被测气体密度大于空气时，取中、下部检测分析；小于空气时，取中、上部检测分析。三是再次作业前30 min，应再次按作业许可证要求测定其氧气、有毒有害气体、可燃和爆炸性气体的浓度，检测合格后方可进入。四是在每次作业前，结合生产实际制定事故应急救援预案，必须明确监护人、作业人、救援人，监护人员不得进入有限空间。五是在有限空间外围设置警戒区、警戒线、警戒标志，配备紧急救援设施设备，未经许可，不得入内[4]。

2 “3+1”防护措施

在采取常规的有限空间作业防护措施的基础上，结合塔里木油田生产区域实际，切实完善进入有限空间作业“3+1”防护措施，即 “连续通风、在线监测、适时监控和应急救援措施”。

2.1 核心措施-连续通风

油气生产场所有限空间容易积聚高浓度的有毒有害物质，常见的有硫化氢和一氧化碳，可能有汞气存在。另外，在长期通风不良的各种窨井、地下阀室、储罐等场所内部，如果残留的甲烷、丙烷、氮气、水蒸气等过多，易挤占空间，造成氧气浓度低，引发缺氧或残留的汞蒸发，其浓度超标引起人员中毒。当作业人员进入时，容易发生导致缺氧或窒息。为了保证连续强制通风，降低有限空间甲烷、一氧化碳、硫化氢等有毒有害或可燃气体的浓度，确保有限空间内氧含量的浓度合格，配置工厂风或加装变频防爆轴流风机及防爆排风扇设备。

在联合站、天然气处理厂等场所，配备完善的工厂风系统，将工厂风引入污油、污水零位储罐、窨井等有限空间内。当进行有限空间作业时，保证工厂风能连续供给，保障有限空间连续通风，确保有限空间内氧含量达标。在其他有限空间场所作业，配备变频防爆轴流风机、防爆排风扇和折叠风管。作业前通过变频轴流风机实施大风量通风，作业过程中根据现场实际，通过适时调整风量，并通过风道实施精准通风换气。连续通风利用防爆排风扇进行强制排风，辅助实施强制连续通风。

2.2 辅助措施-在线监测

进入有限空间作业时，应根据作业许可证或安全工作方案中规定的频次检测硫化氢、甲烷、氧气等气体的浓度，并记录检测时间和结果，检测结果不合格时应立即停止作业。气体监测优先选择在线连续监测的方式，若采用人工间断性检测，每次检测间隔应小于2 h。

进入有限空间作业过程中，通过气体检测预警互联系统，实现报警信息传递。同时将此信号应用于便携式和移动式检测设备上，将气体报警升级为气体预警。

作业环节中，对作业现场气体环境进行实时检测，如施工画面视频监控和存储。在有限空间作业时，将抽气软管放入有限空间内部，实施连续不间断抽气监测，一旦有限空间内部气体环境发生变化，互联移动式第一时间报警并同步预警现场配戴便携式互联设备的一线作业、监管和巡检人员。由于便携式互联设备具备一键SOS求救功能，从而解决有限空间内部的危险信息传递不及时，错过抢救时间等问题。

2.3 监督措施-实时监控

塔里木油田公司所属油气生产区域每年进行有限空间作业多，具有点多、线长、面广等特点，根据《塔里木油田公司加强直接作业环节安全管理十条措施》中第五条：高风险作业现场必须设置视频监控的安全管理要求。可通过信息化手段开发应用高风险作业现场远程监控平台，实现有限空间作业全过程实时监控。进入有限空间作业前，管理、监管人员通过拍照、录制视频等方式对安全防护措施、工用具、作业票证等进行自证。

进入有限空间作业过程中，作业人员携带3G/4G多功能执法记录仪，全高清摄录存储，外接摄像头等AI设备，利用后台GPS/北斗定位技术，实时定位作业人员的地理位置，通过多种网络途径(有线、无线、5G/WIFI等)，实时或断点回传的方式将作业现场画面实时回传到远程监控平台，通过双向音视频互通讯，运用AI分析、大数据对比实现部分危险行为的自动识别功能并及时预警，达到移动、智能、高效监控，确保有限空间作业过程可控。外接摄像头具备简易图像识别报警、提示功能，如有限空间作业人员是否佩戴安全帽、人员是否异常倒地、是否有违章行为等。在升级管控期间，监督人员后台实时监督作业现场，并通过双向语音技术与现场保持联系，远程监控平台可自动通过回传视频进行AI分析对比，对现场不安全行为及状态进行自动识别并警示，对高风险作业全过程进行监控，并对作业条件及人员状态实现远程视频自证，作业票信息化流转签发，实现对有限空间作业等高风险作业实现“人工、智能、远程”多位一体实时监控功能。系统架构如图1所示。

图1 系统架构图

2.4 应急救援措施

通常情况下，有限空间作业现场必须配备一体化可燃气体检测仪，安全警示带、轴流风机、劳动防护用品等防护设施设备。一旦发生安全事故事件，作业配置的防护设备设施在符合应急救援设备设施配置要求时，可作为应急救援设备设施使用[5]。

相比于传统的防护、救援措施，在有限空间作业过程中，可利用折叠风管，在作业者头部一定范围内始终保持新鲜空气，在有效阻止有毒有害、可燃气体等聚集的同时，确保正常的呼吸环境。同时还应配置大功率电动救援三角架，具有上升、下降自锁功能，因地制宜的装置在管沟、坑口、井口等，且不受于地面高低不平的限制，能够为紧急救援赢得宝贵的黄金救援3分钟时间，有效减少人员伤亡。

3 结语

基于有限空间作业标准的对比研究，根据油气田企业生产实际，分析研究油气田企业有限空间作业特点，充分利用信息化手段，配备必要的有限空间作业监护AI设备，完善防护设施设备，为提升油气生产场所有限空间作业安全整体水平提供技术保障。2020年，塔里木油田公司哈得油气开发部开展了现场施工安全管理安眼系统建设，取得了良好的应用效果，有效地保证有限空间作业安全。