烈焰丹心 攻堅(jiān)克難 科技創(chuàng)新助推井控應(yīng)急救援能力挺進(jìn)世界一流

石油天然氣是國家重要戰(zhàn)略資源，新時代我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展對石油與天然氣需求仍然強(qiáng)勁，對外依存度持續(xù)攀升。為加快能源建設(shè)，我國逐步動用了大量一級風(fēng)險（高風(fēng)險）區(qū)域的深井、超深井、高含硫等油氣資源。一直以來，中國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)險列為安全生產(chǎn)“八大風(fēng)險”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，對人員、環(huán)境危害極大。因此，必須在全過程帶火環(huán)境下，利用特殊的技術(shù)與裝備重新恢復(fù)對油氣井的控制，最大程度降低人員傷亡風(fēng)險，避免環(huán)境污染。

井噴失控?fù)岆U救援技術(shù)就是高科技。由于其小眾化需求，專業(yè)救援裝備基本無法直接從市場購買，只能通過自主創(chuàng)新來滿足需要。多年來，中國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”的搶險滅火精神，針對油氣井井噴失控的復(fù)雜性、多變性和危險性，以多個重大科技項(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程帶火搶險救援關(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、中國石油和化工自動化應(yīng)用協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎、中國職業(yè)安全健康協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎等多個獎項(xiàng)。

井噴失控?fù)岆U救援包括險情偵察、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；二是井場周圍高溫、風(fēng)向多變，障礙物多，應(yīng)急搶險作業(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)險極高，作業(yè)人員人身安全面臨嚴(yán)重威脅。針對這些挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)緊密圍繞“帶火”井控?fù)岆U救援難題開展攻關(guān)，創(chuàng)建了“全過程帶火搶險作業(yè)”系列技術(shù)，顯著降低了人工近井口作業(yè)時間，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)建了空中無人機(jī)與地面專用偵察機(jī)為主體的“地空一體”搶險信息采集與三維可視化技術(shù)、災(zāi)情態(tài)勢感知技術(shù)，開發(fā)了輔助決策的情景推演數(shù)據(jù)庫，為現(xiàn)場決策提供了實(shí)時數(shù)據(jù)支撐。同時，井場空中監(jiān)測半徑≥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)險大、種類少的難題，填補(bǔ)了搶險救援信息化偵察的技術(shù)空白。

同時，研究團(tuán)隊(duì)還研制了遙控清障多功能機(jī)械手，可通過在前端設(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)二次切割時切口難以對齊的難題，提高了切割效率和精度，切割速度及連續(xù)工作時間比國外同類設(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)無人化，配合一體化井口重置裝置，作業(yè)流程由“八步法”簡化為“一步法”，耗時由4—6h縮短至30min，大幅提升了重置作業(yè)效率。

截至目前，井噴失控全過程帶火搶險救援關(guān)鍵技術(shù)與裝備系列創(chuàng)新成果已應(yīng)用于國內(nèi)外20余次井控?fù)岆U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”重大井控險情處置紀(jì)錄，整體技術(shù)水平國際一流，為保障國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)。