最小割集法在气井加热炉安全措施制定的应用.DOCVIP

最小割集法在气井加热炉安全措施制定的应用　　摘　要：本文阐述了最小割集理论及其在事故分析中的作用，利用事故树分析法对气井加热炉爆炸事故进行风险分析，结合苏里格采气作业区气井井口节流加热集输工艺，建立气井加热炉爆炸事故树。采用最小割集法对气井加热炉爆炸事故树进行分析，从而为气井加热炉正常运行制定出高效、可行的安全措施。 　　关键词：最小割集 风险分析 事故树 气井加热炉 安全措施 　　1 最小割集的概念及求取方法 　　最小割集在事故树分析法中占有重要的地位，它是引起顶上事件发生必须的最低限度的割集，即最小割集中任一基本事件不发生，顶事件一定不会发生，最小割集的求取方法有行列式法、布尔代数法等，在实际分析中常采用布尔代数法。以下简要介绍布尔代数化简法。 　　图1为一事故树图，采用布尔代数求最小割集。 　　2 方法的实践应用 　　目前苏里格采气作业区普遍使用井下节流采气工艺，大大减少了井口加热炉使用量。但由于一些气井由于油管变形等因素无法安装井下节流器，因此仍有部分气井采用井口节流加热采气工艺。井口节流加热采气工艺主要通过加热减少节流降温效应致使集气管道冻堵的影响，实现平稳持续输送。气井井口静压均在8.0 MP至22.0 MPa范围以内，加热炉均为水套式加热炉，采用常压加热，无人值守。 　　2.1 建立事故树 　　2.2 求最小割集 　　通过上面计算，得出气井加热炉爆炸事故树的最小割集为21个，也就是说有21种可能导致气井加热炉发生爆炸事故，一事件的割集3个，两事件的割集3个，三事件的割集有15个。 　　3 分析 　　从可能导致气井加热炉发生爆炸事故的基本事件表很容易看出，炉管超压、天然气腐蚀、炉水腐蚀，只要其中一个事件发生，就会导致气井加热炉爆炸。从苏里格作业区气井加热炉来看，气井生产压力最高为22MPa，均在加热炉炉管设计压力以下，超压几乎不可能发生。天然气腐蚀、炉水腐蚀对事故发生的影响较大，应采取一定的防范措施抑制、消除它们的影响。达到爆炸浓度这一事件也是重要的指标，在所有21个最小割集里，就有15个最小割集含有达到爆炸浓度条件事件。所以对加热炉操作时，不能盲地操作，先要检测炉膛内有没有天然气泄漏，是否达到了爆炸浓度。对于三事件割集来说，表面上来看发生概率来说相对低一点，但达到爆炸浓度这一条件事件与天然气泄漏事件十分密切。天然气爆炸浓度是5%-15%，天然气一旦泄漏，很容易达到爆炸浓度。可以说几乎所有较小密闭空间出现天然气泄漏，都会出现达到爆炸浓度阶段。因此，这些三事件割集也有较大的风险，也要加强安全防范措施。 　　4 加热炉安全措施的制定 　　(1)气井加热炉补水必须到指定符合标准的水源取水，以减少对炉管的腐蚀。 　　(2)作业区集气站要随时掌握加热炉井的流量、压力、温度参数，发现异常应及时上报作业区值班室，作业区值班室通知维修队人员上井检查。以防天然气流量过小，加热炉水烧干。 　　(3)加强巡护，对加炉、自用气阀、管线进行检查，看是否漏水、漏气，观察炉火是否正常，水位、自用气压力是否符合要求，发现缺水及时补水。 　　(4)定期对炉管腐蚀及炉膛烧损情况进行检测，并做好维护。 　　(5)操作、巡护人员必须劳保上岗，使用防爆工具，以防发生静电及碰撞火花。 　　(6)点炉前必须检查炉膛是否有天然气泄漏，以防点炉时引火将炉膛引爆;检查正常后，点炉时严格遵守“先点火，后开气”的操作规程。 　　5 结论 　　(1)最小割集法可以分析得出加热炉爆炸的几种可能，更直观地展示了气井加热炉在运行管理中存在的危险，从而提高操作人员的安全意识。 　　(2)在制定气井加热炉安全措施时，避免了盲目性，使安全措施更加具有针对性和可操作性。 　　(3)揭示了各基本事件间的相互关系，能让巡护、操作人员体会到：履行一项安全措施就是在排除一个隐患、制止一个事故，保障天然气正常生产。