钻井作业现场安全锁具应用研究

2023-02-02强工程师果工程师金雪梅高级工程师彭远春高级工程师浩工程师

安全 2023年1期

赵强工程师杨果工程师金雪梅高级工程师彭远春高级工程师廖浩工程师

(1.中国石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司，四川成都 610051；2.中国石油川庆钻探工程有限公司试修公司，四川成都 610051；3.中国石油川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院，四川广汉 618300)

0 引言

事故致因理论中的“轨迹交叉论”认为，灾害性事故源于生产现场的人和物2方面的多种隐患。人的不安全行为和机械或物质危害是人—机系统中构成能量逆流的2个系列，人的不安全行为与物的不安全状态(危险能量)的轨迹交叉点，就是发生人为灾害的“时空”[1]。而且，人的不安全行为和物的不安全状态在事故发生过程中所起的作用是不一致的，杜邦和壳牌等全球性石油化工公司的研究结果表明，几乎所有的工业伤害事故都是由人的不安全行为造成的，但同时也提出改善设备设施的本质安全与减少人的不安全行为同等重要。能量隔离、上锁挂签已成为国际石油化工行业防止检维修过程中误操作的通用方法，它在提高设备本质安全与减少人的不安全行为2个方面同时起作用。

安全锁具是指用来锁住能量隔离点的器具及辅助上锁的设施，如锁扣、阀门锁套等。使用正确的安全锁具进行能量隔离，对预防危险能量隔离意外释放导致的安全事故至关重要。近年来许多学者、安全专业人士或是基于现场实践分析能量隔离步骤，论述如何强化管理制度；或是基于化工行业，探讨能量隔离方法与上锁挂签标准[2-5]，但对钻井作业现场缺少现实指导意义。本文分析安全锁具在钻井现场应用存在的问题，并提出解决办法。

1 现状分析

安全锁具虽然在石油天然钻井作业现场得到广泛应用，但应用效果并不理想，主要表现在以下方面：

(1)缺乏针对性的风险辨识。管理层没有针对钻井现场设备设施特点、危险能量及控制方式开展辨识，现场管理人员、操作人员对危险能量及可能发生后果没有清楚的认识。

(2)缺乏系统的安全锁具配套标准。没有制定并实施安全锁具管理制度，安全配置配套及管理具有任意性，导致配置的安全锁具与现场阀门、控制开关不配套，类型和数量无法满足实际需要。

(3)缺乏严格的上锁挂签程序。部分钻探企业虽然均有挂牌标识等检维修方面的规定，但没有标准化的上锁挂签管理程序。在能量隔离原理原则、流程步骤、上锁解锁方式、隔离点锁定测试确认等方面均无明确规定。

(4)缺乏有效的图表控制方法。安全锁具及管理规定要在现场有效实施，需要借助“清单式”管理明确各个设施的上锁点与上锁步骤，避免现场员工操作的任意性。但部分钻探企业没有系统组织检查维修作业，没有编制模版化的《能量隔离方案》与《设备上锁挂签清单》。

(5)缺乏系统的安全锁具培训。培训课件未进行评审和定期更新，适用性和针对性不强，未将安全锁具纳入新员工、设备管理人员、技术人员、设备修理人员的培训需要，培训考核方式以课堂为主，忽略实操培训和考核的重要性。导致组织或参与检维修的员工不会使用安全锁具、不清楚能量隔离的原则及步聚，操作岗位的员工甚至不能说出锁具的名称和用途。

2 管理对策探讨

2.1 优化安全锁具配置

配置实用的安全锁具，是进行能量隔离的理论基础，需要针对钻井现场设备与作业特点，做好以下3个方面的识别、分析和梳理工作。

(1)识别需进行能量隔离的作业类型。可分为机械设备检维修作业、电气设备检维修作业、进入受限空间作业等特殊作业。

(2)分析可能存在的危险能量类型。可分为机械能、动能、势能、电能、热能、化学能和有毒有害物质等类型。

(3)梳理需进行锁定的隔离点类型。主要闸门、控制开关类型有：球阀、蝶阀、高压闸阀、离合器控制手柄、档位旋钮、空气开关、断路器、移动插座插头、控制面板等。

综合以上3个方面的识别和分析，同时对市场上各类型安全锁具进行调研，制定出《安全锁具配置清单》，明确锁具型号、数量及技术参数，见表1。以此作为钻井作业现场采购、配置安全锁具的标准。

表1 安全锁具配置清单

2.2 优化上锁挂签管理程序

2.2.1 明确上锁挂签原则

在管理程序中应当明确以下5项基层原则：

(1)确保设备或系统“独立”。切断待检修、保养设备与其他设备的联系，使之成为独立的设备或系统，采取泄压、放电等方式清除系统内残余能量或物料，创造一个完全隔离的、安全的工作环境。

(2)谁作业谁上锁、谁上锁谁解锁。上锁挂签与解除锁定均应由作业人员本人进行。作业人员应当对自己的安全负责。

(3)上锁必挂签。使用安全锁时，应随锁附上警示标签。在特殊情况下，如阀门、开关尺寸特殊无法上锁时，可只挂警示标签，但应安排专人监护。

(4)测试确认。能量隔离的有效性经过测试确认，否则不得作业。

(5)充分沟通。设备或系统所处的能量隔离状态应向所有作业人员或相关人员进行充分沟通。

2.2.2 明确上锁挂签步骤

在编制管理程序时，应明确合理、安全的上锁挂签步骤，在此建议按辨识、隔离、上锁、测试、解锁5个步骤进行。在上锁挂签步骤中，是先上锁后测试，还是先测试后上锁，一直存在争议。笔者认为应该是先上锁后测试，因为，这样可以最大程度避免意外事故。试想，如果没有对相应的隔离点进行上锁挂签，在测试过程中，其他不知情的人员正好打开或关闭隔离点的某处阀门，其后果可能是一场灾难性事故。

2.2.3 明确上锁解锁方法

(1)明确集体锁的使用方法。原则上隔离点的上锁挂签由作业人员来完成，但在多人、多个隔离点的作业过程中，要求所有作业人员均要对每个隔离点进行上锁显然做不到。这时就会使用集体锁，由作业负责人用集体锁对所有隔离点进行上锁挂签，集体锁的钥匙放于锁箱内，所有作业人员的个人锁锁住锁箱，只要有一个作业人员没有打开锁箱，集体锁的钥匙就不能取出，隔离点就不能解除锁定。

(2)明确非正常解锁注意事项。正常情况下，作业完成且进行现场安全确认后，作业负责人征得所有作业人员同意，即可解锁、拆签、解除隔离。但是，当出现非正常情况，例如，上锁者本人不在场或钥匙丢失，需要移去安全锁和警示标签时；现场负责人应尽量与上锁人取得联系，确知上锁的原因，并授权专人解锁，解锁人在解锁前应当再次确认相应设备或系统的安全状况。

2.2.4 明确锁具管理要求

《安全锁具配置清单》应当进入管理程序的附件中，从而规范现场锁具配置标准。同时在程序中应当明确锁具管理责任，以及领用回收、台帐建立、定期检查、报废处置等管理要求。

2.3 强化安全锁具培训

培训是建立在标准与执行之间的桥梁，直接关系到标准在现场的执行效果，钻井现场安全锁具培训应当从以下方面进行改进。

(1)梳理岗位培训需求。能量隔离、上锁挂签应当纳入设备操作人、检修人员、电工、技术人员、专职安全人员的培训计划中，并明确培训频次、时长及考核要求。

(2)细化培训相关内容。仅对上锁挂签管理程序和锁具使用方法进行培训，远远不能满足不同层级人员的培训需要。针对检修人员、技术人员还应当将所涉及的简易工艺流程图、《能量隔离方案》《设备上锁挂签清单》纳入培训内容。因此制定不同层级人员的培训大纲、整理培训课程库，是做好培训的基础。

(3)开展现场实操培训。用实操培训代替课堂式培训，以是否正确填写《能量隔离方案》、是否正确实施上锁挂签步骤、是否正确使用各类锁具来衡量受培训者是否合格。

3 上锁挂签图表工具的开发与应用

为有效避免能量意外释放事故，仅是配置安全锁具、编制作业程序还远远不够，还需要配套格式化的《能量隔离方案》、整理汇编标准化的《设备上锁挂签清单》，对于复杂的设备或系统还需要绘制简化的工艺流程图，以指导作业现场正确实施能量隔离、上锁挂签。同时，还需要逐步建立完善流程图、方案、清单数据库，以便相关人员作业时能及时调取相关信息。

下面以检修钻井泵为例，介绍方案、清单如何编制。

3.1 绘制简易工艺流程图

由于钻井泵检修涉及泥浆罐、整体传动箱等多个设备和气路、液路等多个管汇和阀门，为了辨识全能量隔离点，帮助作业人员识别能量隔离点，特绘制钻井泵泵液流程示意图，如图1。

图1 钻井泵泵液流程示意图

3.2 编制能量隔离方案

通过分析工艺流程图可知，检修钻井泵有5个能量隔离点，在识别隔离点，确定隔离顺序和方法后，进一步通过编制格式化表单的形式，如《能量隔离方案》，对隔离点顺序、隔离方法、锁具进行固化，见表2。

表2 能量隔离方案

3.3 编制上锁挂签清单

为简化现场操作，便于员工在作业过程中准确地辨识隔离点，正确选择和使用安全锁具，钻探企业应当组织设备管理人员、技术人员、经验丰富的操作员工，对常用的设备设施、流程管路的隔离点、隔离方法与适用锁具进行识别，总结最优实践经验，形成标准化的、图文并茂的上锁挂签清单，见表3。

4 取得的效果

通过上述解决方案，取得良好效果。一是有效提高检维修作业风险识别准确性。通过强化培训、明确流程、配套图文并茂的上锁挂签清单，员工掌握了现场常用设备的隔离点、隔离顺序和上锁方式，有效避免了员工遗漏识别隔离点、选错安全锁具的问题。二是有效提升了作业前工作安全分析效率。员工识别检维修作业的隔离点和选用安全锁具通常会花费30min时间，但在上锁挂签清单的指引下，员工只需要5～10min复核一次隔离点的正确性，工作效率和准确率得到双重提升；三是有效降低检维修作业的事故发生概率。现场安全监管人员根据清单对隔离情况进行再次确认，进一步提高了作业的安全性。某钻探公司2013年开始实施上锁挂签程序，同时完善了上锁挂签清单和安全锁具配置，至今仅发生1起维修作业能量意外释放未逐事件，仅占事件总量的0.5%。