张惠良-安全仪表系统现状及发展.pdfVIP

安全仪表系统现状及发展 安全仪表系统现状及发展 左 信 张惠良 中国石油大学 （北京）自动化系 2015年6月 杭州 2015年6月 杭州 提 纲 一、背景及引言 二、安全、风险及安全技术 三、安全监测与控制系统 四、功能安全及安全完整性等级 五、安全生命周期管理与安全评估 六、存在的问题及进一步发展 一、背景及引言 自动化与安全 重庆开县井喷 开始思考 自动化能为安全做点什么 仪表、自动化 从自动化角度对事故案例进行分析 事故原因： 大多伴随着高温高压 没有控制住 能为安全做些什么？ 自动化技术的应用可以避免很多事故的发生 安全监测与控制系统早已有之 自动化技术应用于安全 重视不够，使用和管理不规范 重庆开县井喷事故 • 2003年12月23 日22时04分，中石油在四川开县 的罗家16Ｈ井，在起钻过程中发生天然气井喷失 控，从井内喷出的大量含有高浓度硫化氢的天然 气四处弥漫、扩散，导致243人因硫化氢中毒死 亡、2142人因硫化氢中毒住院治疗、65000人被 紧急疏散安置、直接经济损失达6432.31万元的严 重后果。 重庆开县井喷事故 重庆开县井喷事故  由两位院士、五位教授级高级工程师组成的专家组经过5天 的紧张工作，得出了事故原因的初步结论 国家安全生产监督管理局副局长孙华山指出:有关人员 对这口高产出的气井预测不足，对水平井钻井工艺还不够 成熟，现场作业人员违章违规，在起钻过程中，泥浆的循 环时间严重不足，又不按规定进行灌注，没有及时发现溢 流的征兆，采取有效的措施，这些是产生井涌、井喷的直 接原因。 孙华山说，有关人员违反有关规定拆除了在钻具中安装 的回压阀，也就是防井喷的装置，导致了井喷的严重失控。 井喷失控以后，没有及时对放喷管线实施点火，以致大量 含有高浓度硫化氢的有害气体喷出，造成了这次事故的扩 大和恶化。 事故原因公开报道 • 当时井内的压力高达40兆帕，即正常大气压的400倍。 • 地层压力大于井内液柱压力时，地层中的液体就像摇晃的香槟酒冲开 瓶塞一样，把泥浆顶出来。其过程为泥浆溢流──井涌──井喷。 • 即使井喷了，也是可以控制的 防喷器 • 防喷器自动封住井口，同样也可以控制井喷 • 防喷装置一般有3种，一种是手动的，一种是油压的，还有是气压的。 • 从发现溢流1.1立方到关井需要6分钟，但是有专家问:“关闭防喷器6分 钟时间还不够吗？” • 发生事故的川东钻井公司无论技术还是设备，都是一流的。 • 为什么罗家16号井在6分钟内没有封井。多位专家提示，这里是调查 井喷失控的核心问题。 • 一点火星或许就能挽救200多条性命 • 为什么不在井喷后立即点燃？ 墨西哥湾井喷事故 原因分析 墨西哥湾  爆炸前18分钟，作业人员注入泥浆 试图封堵油管时发现 “油管压力出 现反常上升，泥浆回流”。调查数 漏油点 据显示出，作业人员可能在爆炸前 一刻试图控制油管压力，结果压力 反而出现 “急剧上升”，最终引发 悲剧。  防喷器与平台连接失败之后的自动 控制器 关井功能丧失  事故起因综合判断: 水下防喷器组  (人)井控措施不当;  防喷器(自动)控制系统故障