——記中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司井控應(yīng)急救援技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)
石油天然氣是國(guó)家重要戰(zhàn)略資源,新時(shí)代我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)石油與天然氣需求仍然強(qiáng)勁,對(duì)外依存度持續(xù)攀升。為加快能源建設(shè),我國(guó)逐步動(dòng)用了大量一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)(高風(fēng)險(xiǎn))區(qū)域的深井、超深井、高含硫等油氣資源。一直以來(lái),中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司都高度重視井控工作,將井控風(fēng)險(xiǎn)列為安全生產(chǎn)“八大風(fēng)險(xiǎn)”之首,全面貫徹“井控為天、井控為先”的方針,投入了極大的人力物力加強(qiáng)井控管理,極力避免井控事件、事故的發(fā)生。然而,由于油氣勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的特殊性和開發(fā)力度的持續(xù)加大,其呈現(xiàn)的井控風(fēng)險(xiǎn)依然不容忽視。油氣井一旦發(fā)生井噴失控,特別是高壓、高產(chǎn)、高含H2S區(qū)域地層油氣失去控制地噴出,極易造成可燃?xì)怏w大面積聚集閃爆、有毒有害氣體擴(kuò)散等情況,對(duì)人員、環(huán)境危害極大。因此,必須在全過(guò)程帶火環(huán)境下,利用特殊的技術(shù)與裝備重新恢復(fù)對(duì)油氣井的控制,最大程度降低人員傷亡風(fēng)險(xiǎn),避免環(huán)境污染。
井噴失控?fù)岆U(xiǎn)救援技術(shù)就是高科技。由于其小眾化需求,專業(yè)救援裝備基本無(wú)法直接從市場(chǎng)購(gòu)買,只能通過(guò)自主創(chuàng)新來(lái)滿足需要。多年來(lái),中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司井控應(yīng)急救援技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)秉承“烈焰煉鐵骨,丹心報(bào)祖國(guó)”的搶險(xiǎn)滅火精神,針對(duì)油氣井井噴失控的復(fù)雜性、多變性和危險(xiǎn)性,以多個(gè)重大科技項(xiàng)目為支撐,堅(jiān)持不懈,持續(xù)攻關(guān),歷經(jīng)十余年,終于形成了井噴失控全過(guò)程帶火搶險(xiǎn)救援關(guān)鍵技術(shù)與裝備系列創(chuàng)新成果,承擔(dān)了“油氣田安全衛(wèi)士”的使命,為油氣勘探開發(fā)安全提供了有力保障。目前,其研究成果已獲四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國(guó)石油和化工自動(dòng)化應(yīng)用協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、中國(guó)職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
井噴失控?fù)岆U(xiǎn)救援包括險(xiǎn)情偵察、作業(yè)面創(chuàng)建、舊井口拆除、新井口重置等主要關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)作業(yè)方式的轉(zhuǎn)變,則將面臨以下幾大挑戰(zhàn):一是井噴失控后井口環(huán)境惡劣,救援作業(yè)所需關(guān)鍵信息難以獲取;二是井場(chǎng)周圍高溫、風(fēng)向多變,障礙物多,應(yīng)急搶險(xiǎn)作業(yè)面創(chuàng)建極為困難;三是現(xiàn)有設(shè)備難以滿足高壓高產(chǎn)失控井口切割需要,拆除效率低;四是傳統(tǒng)重置井口方式安全風(fēng)險(xiǎn)極高,作業(yè)人員人身安全面臨嚴(yán)重威脅。針對(duì)這些挑戰(zhàn),研究團(tuán)隊(duì)緊密圍繞“帶火”井控?fù)岆U(xiǎn)救援難題開展攻關(guān),創(chuàng)建了“全過(guò)程帶火搶險(xiǎn)作業(yè)”系列技術(shù),顯著降低了人工近井口作業(yè)時(shí)間,大幅減少了有毒有害氣體擴(kuò)散,有效避免了人員傷亡,最大程度減少了環(huán)境污染和財(cái)產(chǎn)損失。
此外,研究團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了空中無(wú)人機(jī)與地面專用偵察機(jī)為主體的“地空一體”搶險(xiǎn)信息采集與三維可視化技術(shù)、災(zāi)情態(tài)勢(shì)感知技術(shù),開發(fā)了輔助決策的情景推演數(shù)據(jù)庫(kù),為現(xiàn)場(chǎng)決策提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。同時(shí),井場(chǎng)空中監(jiān)測(cè)半徑≥3km,地面?zhèn)刹鞕C(jī)具抗高溫能力≥600℃。在高溫、高噪,濃煙、水霧彌漫環(huán)境下,可高效獲取井場(chǎng)地貌、井口損傷等多種關(guān)鍵信息,進(jìn)一步解決了人員近井口采集風(fēng)險(xiǎn)大、種類少的難題,填補(bǔ)了搶險(xiǎn)救援信息化偵察的技術(shù)空白。
同時(shí),研究團(tuán)隊(duì)還研制了遙控清障多功能機(jī)械手,可通過(guò)在前端設(shè)計(jì)多種特殊工具頭,可以配合鏈鋸、圓盤鋸、破碎器等工具,將拖拽、切割、破碎、研磨等八種功能集為一體,解決了多臺(tái)設(shè)備配合的難題,滿足復(fù)雜工況下多種類障礙物的快速清除,遠(yuǎn)程遙控距離≥200m,清障效率同比提升40%。
而創(chuàng)新研發(fā)的雙管雙噴頭遠(yuǎn)距離高壓水力噴砂切割裝置,則解決了單噴頭結(jié)構(gòu)二次切割時(shí)切口難以對(duì)齊的難題,提高了切割效率和精度,切割速度及連續(xù)工作時(shí)間比國(guó)外同類設(shè)備提升30%以上,為帶火狀態(tài)下的井口拆除提供了有效解決方案。
值得一提的是,研究團(tuán)隊(duì)還首創(chuàng)了帶火重置新井口系列裝備,杜絕了傳統(tǒng)鋼絲承壓繩索被大火炙烤燒斷造成人員傷亡事故,逐步實(shí)現(xiàn)了井口核心區(qū)域作業(yè)無(wú)人化,配合一體化井口重置裝置,作業(yè)流程由“八步法”簡(jiǎn)化為“一步法”,耗時(shí)由4—6h縮短至30min,大幅提升了重置作業(yè)效率。
截至目前,井噴失控全過(guò)程帶火搶險(xiǎn)救援關(guān)鍵技術(shù)與裝備系列創(chuàng)新成果已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外20余次井控?fù)岆U(xiǎn)救援,成功率100%,打造了諸多陸上應(yīng)急救援史經(jīng)典戰(zhàn)例,創(chuàng)造了陸上油氣產(chǎn)量最大、環(huán)境最惡劣、難度最大的“三超井”重大井控險(xiǎn)情處置紀(jì)錄,整體技術(shù)水平國(guó)際一流,為保障國(guó)家能源安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全做出了突出的貢獻(xiàn)。
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