摘要：石油钻井过程中存在很多安全风险，为了进一步提高石油钻井工程的作业水平，采用事故预警技术能够有效预测风险问题，并及时采取有效措施进行处理，降低安全事故发生的可能性，有助于石油钻井工作的顺利完成。
关键词：石油钻井；工程事故；预警技术；钻井技术
引言
石油资源是经济社会发展的重要支持,在国防建设、工业化发展、民生工程、城市化建设、科学技术研究、市场环境平衡等方面都能起到重要作用,其开采过程中的钻井工程事故危害较大,情节严重时不仅影响经济效益,造成环境污染事故，同时还会给施工人员身心造成严重危害。为减少此类问题发生的可能性,就必然要应用合理的预警手段,从源头上做好防控。
1石油钻井工程事故的研究意义
在进行石油钻井作业时务必要确保钻井工作人员的生命安全和井下安全,对施工现场及流程进行有效的管理,在施工前要制定出有效的应急预案和施工方案,当出现事故时,要根据实际事故状况进行科学的处理,缩短救援时间，避免恶化,或出现二次事故,造成更多的人员伤亡及财产损失,明确事故的原因,配合有关调查人员,以此减少人员的伤害及财产损失,进而确保我国石油行业更好的发展。
2常见事故
2.1井漏事故
井漏型事故就是钻井液从井筒漏失到地层的事故类型。这一事故通常是由于钻井工程施工的不规范操作、井底筒内的液柱压力高于地层破裂压力或者地层中存在天然裂缝溶洞等,在钻井工程中比较常见,但是事故发生后,如果不能及时地采用相应的技术对其加以科学规范的处理,可能会造成事故损害的扩大,甚至影响整个钻井工程的安全。
2.2井塌事故
由于钻井液液柱压力不能平衡地层的坍塌应力，或者钻井液性能不达标，造成泥页岩吸水膨胀，逐渐剥落，再加上起下钻过程中的抽吸和激动压力，地层稳定性出现波动,如果没有做好前期预警工作则会造成大规模坍塌问题,严重的造成部分井发生废井、弃井、填井重钻。
2.3钻头事故
石油钻井工程所用钻头通常是PDC钻头、牙轮式钻头、刮刀钻头和金刚石钻头等类型。在钻进过程中所发生的钻头事故，包括：牙轮钻头抹脖子、掉牙轮、蹩断牙爪、牙齿、牙轮；刮刀钻头蹩断刀片、接头；PDC钻头脱落或人造聚晶金刚石、天然金刚石脱落等
2.4钻具事故
在钻井工程的施工作业中，经常发生井内的钻具扣被倒开，丝扣坏脱扣、滑扣、钻具断扣、本体刺坏以至被扭断等现象，均称之为钻具事故。
2.5井下落物事故
手工具、井口工具等落井；塔式井架上的固定螺丝松动后脱落掉井；起下钻铤和取心工具时，不卡安全卡瓦，用猫头吊钻具提升短节，不紧扣等，造成钻具落井。统称为井下落物事故。该事故对钻井工程影响极大，可能会造成卡钻事故或导致井眼报废；落物事故处理，一般都比较困难，严重影响施工进度。
2.6电测事故
完井或中完及中途电测时，电缆打扭，或者在井壁拉出键槽，因井壁坍塌造成掉块落入井内，井口落物等造成的卡仪器、卡电缆；电缆有断丝没有及时发现，下井的仪器连接的不牢，造成仪器落井，仪器到井口未及时发现，拉断电缆仪器落井等发生的电测仪器落井和断电缆，以上均为电测事故。
2.7卡钻事故
钻柱在井内停止时间过久或其它原因造成不能上提、下放或转动，有时甚至不能循环，这样的事故统称为卡钻事故。有如下八种卡钻事故：粘吸卡钻；落物卡钻；井塌卡钻事故；键槽卡钻事故；短路循环、干钻卡钻事故；沉砂卡钻事故；泥包卡钻事故；缩径卡钻事故。
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2.8井喷及井喷失控事故
在钻开油气层后,如果液柱压力小于地层压力,则地层中的油气将向井筒内聚集,在地层压力的作用下将喷出井口,这就是井喷事故。如不能及时控制井口，则发生井喷失控事故，井喷事故是钻井过程中最严重的事故,如果油气中伴随硫化氢，会造成人身伤亡事故，还可能会出现火灾爆炸问题,因此,必须严格杜绝该种事故的发生。
3石油钻井工程事故的预警技术分析
3.1模糊数据处理
模糊数据处理是目前应用成果较好的一种智能化预警技术,其建立在计算机原理基础之上,利用模糊化的理论给人工智能提供更加高效的解决路径。模糊数据处理也可以称为专家思维诊断,通过模仿人工处理操作,对工程项目采取把控,人们可以在前期向计算机设定指令,然后系统在处理数据时就会自动模仿其执行效果,然后做出事故风险推断。模糊数据处理技术优势较为明显,其动态性良好,能灵活使用,同时应用过程透明化。从技术结构上分析,其包含了人机互动、推理设备、数据储备库、综合数据传输以及智能解释器等多方面内容。石油钻井工程执行环境较为恶劣,技术人员操作风险较大,如果仅靠数据以及施工经验则无法全方位的对风险进行预警处理,所以就需要不受外界因素影响的专家系统来判断,在计算机推算结论输出过程中,知识实现了传输,可提供给技术人员更全面的参考意见。该系统对外界环境适应效果稳定,只要网络技术能够通信,就可以连续作业,同时系统还能够保存以往数据经验,更新自身资源库,不断在网络上筛选、吸收新型操作技术,提高整体预警效果。
3.2智能预警技术
石油钻井工程中的许多事故都与工具有着密切关系,智能技术预警可对工具故障进行判断分析。若想对工具故障进行预警,则必须在工具运行状态监控、治理预防、分析诊断三个方面下足功夫。首先,监控人员可以通过传感器对正常工作状态下的工具进行实时动态的监控,并记录运行过程中的每项参数数据。在此基础上,以正常运行状态时的参数数据为样本,将以后所获取的数据与样本数据加以对照,采用对比分析法判断工具故障的原因和位置。通过对故障原因和位置的正确判断,及时采取正确合理、科学有效的解决办法。该技术的运用对工具故障问题的预警具有一定的积极作用。
3.3专家预警系统
随着计算机技术的发展,各个领域都已经进行了智能控制研究,石油领域也不例外,所谓专家预警系统也就是智能控制的一部分。在该系统中,建立完善的云端数据库,同时,也需要设计合理的智能算法,该算法的主要作用是对专家的思维进行有效的模拟,从而当钻井工作出现问题时,可以将问题情况输入到数据库中,通过智能算法模拟推断,及时判断钻井事故出现的原因及位置,并给出合理的解决措施。该项技术使用以后,能使得钻井故障问题得到快速有效的处置,从而使得事故危害极大降低。
3.4系统模型预警
钻井工程中的事故预警技术的应用,不管是设计、创建预警技术的过程还是分析事故成因、解决办法的过程,都是一个将模型细化并逐渐加以扩散的过程。建立系统模型类型库,并将事故类型加以确认,将事故对象和事故类型加以细化和确认,如将井涌型事故和井喷型事故统归为溢流类型。同时,对模型进行构建。确定每一类事故发生的具体特点,详细掌握事故参数变化的情况并有针对性地对部件、参数、行为、事故这些属性进行联系。此外,当事故发生时,无论其大小都应该对事故进行认真仔细的研究,对事故内容进行深入分析,获取各项因素的关联点,确认各属性之间的关系。通过加大其在钻井施工过程中的实际应用,判断事故发生过程中各种成因之间的相互联系,这对正确预警钻井工程的事故的发生并及时采取相应的救济措施有着重大意义。
结语
综上所述，尽管钻井施工单位采取了一定的措施保障钻井安全,但是,这些措施无法从根本上解决事故问题,因此,十分有必要对钻井过程进行监控,并制定专门的事故预警体系。应从智能预警技术、专家预警系统以及系统模型预警等多方面入手，采取各种有效措施,建立合理的预警技术体系,为保障钻井安全奠定基础。
参考文献
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[2]王巧鹏.石油钻井工程事故的预警技术研究[J].化工管理,2018(17):230.
[3]马胜利.石油钻井工程事故预警技术的应用分析[J].中国石油石化,2016(23):76-77.
论文作者:沈东杰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/8/23
标签：事故论文; 工程论文; 钻头论文; 石油论文; 技术论文; 发生论文; 过程中论文; 《工程管理前沿》2019年12期论文;