摘要
风险评价又称为安全评价或危险评价。在石油钻井行业，人们依靠各种钻井技术装备和施工工艺，结合不同领域丰富知识和经验，组织完成了一系列钻井工程项目，并且能对钻井过程时时判断和有效控制。然而，由于受到地质条件、装备能力、技术水平、管理规范、施工经验以及现场作业者熟练程度等因素的限制。加上钻井管理体制和钻井运行机制等因素的制约，钻井过程中不可避免地会发生各种各样的事故，造成重大的人力、物力、财力损失，甚至导致全井报废，从而延缓勘探、开发进程。可见，钻井工程事故是钻井施工过程的大敌，减少或杜绝钻井工程事故的发生，始终是钻井科技工作者主要工作目标。本文采用层次分析法和模糊综合评价法，对石油钻井起升系统作业的综合评价方法进行了研究。为石油钻井起升系统作业安全分析与安全综合评价方法研究建立奠定了一定的理论基础。同时，结合X石油钻井队的钻井起升系统作业工程实例，对该石油钻井队进行了石油钻井起升系统作业的模糊综合评价的定量分析，确定了该钻井队起升系统作业的安全等级，为X石油钻井队作业安全管理提供了科学依据。
关键词：钻井；作业；风险；评价
目录
1.1研究目的和意义 1
1.2主要内容 1
第二章石油钻井作业及评价方法概述 2
2.1石油钻井作业的生产过程 2
2.1.1钻井前的准备 2
2.1.2钻进 2
2.1.3固井和完井 3
2.1.4其他作业 3
2.2石油钻井起升系统的设备构成 3
2.2.1绞车的组成 3
2.2.2游动系统 3
2.2.3井架 4
2.3评价方法的种类 4
第三章石油钻井作业风险因素分析 6
3.1石油钻井起升系统风险事故类型 6
3.2石油钻井作业安全评价存在的问题 6
3.3石油钻井起升系统作业安全评价指标 7
3.3.1生产系统的危害识别与评价 7
3.3.1设备设施因素 7
3.3.3作业人员安全管理因素 8
3.3.4安全管理制度因素 9
3.3.5事故应急准备和响应因素 9
3.3.6作业环境因素 10
第四章石油钻井起升系统作业风险评价方法的应用 11
4.1X钻井队及其钻井起升系统基本概况 11
4.2起升系统第一层指标权值的计算 11
4.3起升系统第二层指标权值的计算 12
4.3.1设备设施因素指标权值的计算 12
4.3.2作业人员安全管理因素指标权值的计算 12
4.3.3安全管理制度建设因素的计算 13
4.3.4事故应急响应指标权重的计算 13
4.4该井起升系统作业安全综合评价 14
4.4.1单因素隶属度的确定 14
4.4.2X井起升系统作业的模糊综合评价 18
第五章总结 21
5.1结论 21
5.2进一步研究展望 21
参考文献 22
第一章前言
1.1研究目的和意义
石油钻井工程是一个高风险、多工种的配合作业。该作业潜在的风险如井漏、井下垮塌、井喷的事故及地面设备设施不齐、设备老化、安全防护设备的投入不到位、人为管理的失误等都存在巨大的风险。因此，在对石油钻井作业过程中危险源进行辨识的基础上，建立科学的指标体系进行安全风险评估，对于保证钻井作业安全生产、人员健康和环境保护有着重要意义；同时也有利于减少各种事故的发生，减少人员伤害和环境污染，降低钻井工程项目成本，提高整个钻井行业的风险管理水平，继而为石油行业创造更大的效益，同时也是石油工业安全管理走向规范化、科学化、信息化的一种全新的探索。
1.2主要内容
论文将在安全系统工程、安全人机工程及安全管理工程的理论基础下，结合健康、安全和环境管理体系的系统化思想，采用层次分析法和模糊综合评价法，对石油钻井起升系统作业的综合评价方法进行了研究。为石油钻井起升系统作业安全分析与安全综合评价方法研究建立奠定了一定的理论基础。同时，结合某石油钻井队的钻井起升系统作业工程实例，对该石油钻井队进行了石油钻井起升系统作业的模糊综合评价的定量分析，确定了该钻井队起升系统作业的安全等级，为该石油钻井队作业安全管理提供了科学依据。该研究对石油钻井作业安全系统分析和安全综合评价方法研究是一个新的探索。
第二章石油钻井作业及评价方法概述
2.1石油钻井作业的生产过程
在石油钻井过程中，虽然钻井的目的不同，井的深浅各异，目前都是用旋转方法钻井，包括转盘旋转钻、井下动力旋转钻及顶部驱动旋转钻。一口井的建井过程从确定井位到最后试油、投产，要完成许多作业，按其顺序可分为三个阶段，即钻前准备、钻进和完井，而每个阶段又包括许多具体工艺作业。
2.1.1钻井前的准备
在完成了井的设计、确定了井的位置后，钻井施工中的第一道工序就是钻前工程，它主要包括：修公路、井场及设备基础准备、钻井设备搬运及安装以及井口设备准备。
2.1.2钻进
钻进是以一定压力作用在钻头上，并带动钻头旋转使之破碎井底地层岩石，井底岩石被破碎后所产生的岩屑通过循环钻井液被携带到地面上来，这一过程称为洗井。加在钻头上的压力是利用部分钻柱（钻铤）的重力来完成的，钻头的旋转是由转盘或顶驱动力水龙头带动钻柱及钻头旋转来实现的，在使用井下动力钻具时，钻柱不旋转。在钻进过程中，只要钻具在井内，就应不断循环钻井液以免造成井下事故。在钻进中，钻头不断破碎岩石，井眼逐渐加深，则钻柱也需要接长，因而需要不断加接钻杆（接单根）。由于钻头在井底破碎岩石，钻头会逐渐磨损，机械钻速下降，当磨损到一定程度则需要更换新钻头。为此，需将全部钻柱从井内起出（起钻），更换新钻头后再将新钻头及全部钻柱下入井内（下钻），这一过程称为起下钻。有时为了处理事故、测井等也需要进行起下钻作业。在钻井过程中，井眼不断加深，所形成井眼的井壁应当稳定，不发生复杂情况以保证继续钻进。在钻进中要钻穿各种地层，而各地层的特点不同，其岩石强度有高有低，有的地层含高压水、油、气等流体，有的含有盐、石膏、芒硝等成分，这些对钻井液都有不良影响。强度低的地层会发生坍塌，或被密度大的钻井液压裂等复杂情况妨碍继续钻进，这需要下入套管并注入水泥予以封固，然后用较小的钻头继续钻出新的井段。每改变一次钻头尺寸（井眼尺寸），开始钻新的井段的工艺叫开钻。一般情况下，一口井的钻进过程中应有几次开钻，井深和地层情况不同，则开钻次数也不同。
2.1.3固井和完井
固井是在已钻成的井眼内下套管，然后在套管与井壁之间的环形空间内注入水泥浆将套管和地层固结在一起的工艺过程，它可以防止复杂情况以保证安全继续钻进下一段井眼或保证顺利开采生产层中的油、气。完井工程包括：钻开生产层，确定油、气层和井眼的连通方式即完井井底结构，确定完井的井口装置和有关技术措施。
2.1.4其他作业
在石油井的开发过程（建井过程）中，还须根据实际情况进行岩屑录井、电测、气测等录井工作，必要时要取心。
2.2石油钻井起升系统的设备构成
石油钻井起升系统的设备主要包括：主绞车、辅助绞车、辅助刹车、游动系统（包括钢丝绳、天车、游动滑车和大钩）以悬挂游动系统的井架等。另外还有起下钻操作使用的工具及设备（吊环、吊卡、卡瓦、大钳等）。由于起升系统的设备多而杂，本文主要考虑其核心设备，即：绞车、游动系统和井架。
2.2.1绞车的组成
绞车的组成一般包括以下部分：①缠绕钢丝绳的滚筒及滚筒轴元件，这是绞车的核心部件；②下放钻具和重物时制动滚筒的制动机构，包括机械刹车和水刹车（电磁刹车）；③为进行紧卸钻具丝扣，拖运、提起重物的猫头和自动猫头机构，在一些重型钻机中，这一部分还包括捞砂滚筒，个别情况下，它还发展成为独立的辅助绞车。④控制绞车的控制系统，一般与整个钻井设备传动和驱动的控制部分组成一个统一的整体，集中在司钻工作处，包括牙嵌、齿式、气动离合器，司钻控制台，控制阀件等；⑤传动系统，引入并分配动力和传递动力；⑥润滑系统，包括黄油润滑，滴油润滑和密封传动、飞溅或强制润滑；⑦支撑系统，有焊接的框架式或密封箱壳式座架。虽然绞车都是由以上几部分组成的。但是根据具体工作条件不同，现有绞车的类型却是多种多样的。绞车的传动方案是说明绞车特点最主要的一个特征。
2.2.2游动系统
游动系统主要包括：天车、游车、钢丝绳和大钩。天车，是安装在井架顶部的定滑轮组。游车，是井架内部上、下作往复运动的动滑轮组。游动系统结构，指游车滑轮数目×天车滑轮数目。大钩既是钻机游动系统的主要设备，又是连接旋转系统水龙头的纽带。大钩的功用是在钻进时悬持水龙头和钻具；在起下钻时悬挂吊环及吊卡以起下钻具，并完成其它钻井作业和各项辅助工作。大钩有单钩、双钩和三钩。目前我国使用的大钩有两类，一是单独的大钩，其提环挂在游动滑车的吊环上，可与游动滑车分开拆装；另一类是将游动滑车和大钩做成一个整体的游车大钩。在钻井工作中钢丝绳的消耗量是很大。钢丝绳的报废标准，是以在一个绞距长度上10%的丝断裂时，钢丝绳即不能再用。钢丝绳破坏的原因是金属在重复应力作用下发生疲劳破坏。选择钢丝绳时，常要进行强度计算及寿命针算。
2.2.3井架
井架是石油钻机的重要组成部分。井架用于安放天车、游车、大钩等起升设备与工具，承受起下钻、下套管及其它作业产生的荷载，提供起下钻及存放管柱操作的高度与空间，是一种塔桅式钢结构物。井架的基本组成包括：井架本体；天车台；天车架；二层台；立管平台；工作梯。井架按整体结构形式的主要特征可分为塔形井架、前开口井架、A型井架、桅形井架和动力井架五种。井架的基本参数包括：井架最大钩载，井架最大钩载是指死绳固定在指定位置，用规定的钻井绳数、没有风载和立根载荷的条件下大钩的最大起重量；立根载荷，立根载荷是指立根的自重及其承受的风载在二层台指梁上所产生的水平方向作用力；井架高度，井架高度是指井架大腿底板底面到天车梁底面的垂直高度；井架有效高度，井架有效高度是指钻台面到天车梁底面的垂直高度；二层台高度，二层台高度是指钻台面到二层台面的垂直高度；二层台容量，是指二层台安放在最小高度上所能存放钻杆的重量；上下底尺寸，分别指井架相临大腿上底和下底轴线间的水平距离；大门高度，指井架大腿底板底面到大门顶面的垂直高度。
2.3评价方法的种类
多指标综合评价的方法很多,如常规多指标综合评价方法、灰色关联度评价方法、模糊综合评价方法以及多元统计的综合评价法。简单介绍如下：
第一种，常规多指标综合评价法。将不同量纲、不同等级的指标实际值通过无量纲化处理转为指标评价值，再通过一定的合成计算方法加以综合，对事物的整体性进行评价的方法。这种方法既没有考虑用模糊方法来处理多指标的综合评价，也没有考虑如何在评价变换中消除指标间相关的重复信息。无量纲化是很重要的一个步骤。
第二种，模糊综合评价法。模糊综合评价法是应用模糊关系合成的原理,从多个因素对评判事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法。在模糊综合评判中,指标的可综合性问题是在模糊综合评判过程中自然解决的。不需要专门的指标无量纲化处理.该方法实用性较强,既可用于主观指标的综合评判,又可用于客观指标的综合评判。由于现实生活中中介过渡情况大量存在,所以该方法的应用范围较广泛,特别是在主观指标的综合评判中,模糊综合评判可以发挥模糊方法的独特作用,评价效果优于其他方法。
第三种，多元统计综合评价法。多元统计方法主要有主成分分析法,因子分析法。主成分分析是通过适当的数学变换,使新变量成为原变量的先行组合,并寻求主成分量来分析事物的一种方法,它是把多个指标化为少数几个典型指标的一种统计分析方法,在简化数据结构,消除指标间相关性,选择指标子集合等方面有着重要的作用和明显的效果,是一种很有实用价值的统计分析方法。因子分析也是一种较为实用的多元统计方法,它是在主成份的基础上发展起来的,因子分析的重心就是要从有关变量交互相关的数据中,找出其中潜藏的起决定作用的若干基本因子,从而得到对事物更深刻的认识。
第四种，灰色关联度分析法。灰色关联度分析法是基于动态的观点,从发展的态势考察不同的比较母数列对参考数列的影响,打破了传统的静态分析方法,并以量化结果的大小来客观地反映比较因素对参考因素的影响程度,为多因素系统分析提供了行之有效的手段。
本文采用模糊综合评价法。石油钻井起升系统作业安全综合评价指标体系是个复杂而有层次结构的体系，它包含多个层次，而每一层又包含多个评价因素，采用模糊综合评价方法，从多个因素对评判目标隶属等级状况进行综合性评价。在石油钻井起升系统作业安全综合评判中,模糊综合评判可以发挥模糊方法的独特作用,评价效果优于其他方法。
第三章石油钻井作业风险因素分析
3.1石油钻井起升系统风险事故类型
起升系统作业存在的主要风险分为六大类，分别为：起重伤害、高处坠落（人、物的坠落）、机械伤害、物体打击、环境风险和其他伤害。第一，起重伤害。起重伤害主要包括吊起物中途滑落、钢丝绳断、吊卡或部件脱落、游车部件脱落等；起重伤害的原因主要包括超重超载、绳索强度与所吊负荷不符、捆绑不合理、指挥、操作失误、绞车滚筒绳索排列乱、刹车失灵、非岗位人员操作等。起重伤害会发生在操作过程中，容易引发人员伤害和设备的损坏。第二，机械伤害。机械伤害主要包括猫头伤害和绞车伤害等运转部位；引发机械伤害的主要原因有运转部位防护装置失误或残缺、机械故障、违章作业、无安全标志等。机械伤害一般发生在机械设备运转时，机械的转动部分。机械伤害的后果是引发人员伤害。第三，高处坠落。高处坠落分为高空人员坠落和高空物品坠落。人员坠落的原因主要有2米以上高空作业未系保险带、安全装置不齐全或不牢固、操作失误；物品坠落的主要原因有高空物品未穿保险销（绳）、作业过程中产生的振动、固定不牢、检查不力、整改不及时、违章操作。高空坠落在生产过程中会随时发生，其后果是造成人员伤亡和损坏设备，影响正常生产。第四，物体打击。物体打击包括吊钳打击、井架落物打击、灌浆管线打击等；第五，环境风险。环境风险主要包括废弃的油、散失的泥浆、手套棉纱废弃物等，导致环境污染的原因主要有污水处理装置失效、废气、废水、废渣、生活垃圾未处理合格就排放、自然灾害、井喷、清污分流设施不完善、酸化、测试等特殊作业。环境污染主要发生在钻井生产过程中的生活区、井场、污水池，会造成经济损失和名誉损失。第六，其他伤害。其他伤害包括工具伤害、场地滑倒、物件碰击等。
3.2石油钻井作业安全评价存在的问题
第一，在石油钻井风险评价中，目前采用的一般是定性分析的方法，只能对系统安全性做出大致性评价。第二，由于风险的复杂性和随机性，度量其风险确实存在很大的困难，所以，在国内外刊物上偶尔有单因素石油钻井风险安全评价的介绍，而对多因素石油钻井作业风险安全综合评价，鲜少报道。第三，在确定石油钻井作业风险因素指标权重的时候，往往很大程度上取决于评价人员的个人经验，不同经历的人员会评价出不同结果，有时评价结果甚至会大相径庭。第四，对于石油钻井作业风险评价，目前国内外主要的研究内容是对钻井技术风险和投资风险、成本预算进行评价，很少有从安全系统的理念出发，综合考虑人、机、环境因素进行安全综合评判。
3.3石油钻井起升系统作业安全评价指标
3.3.1生产系统的危害识别与评价
安全评价的目的在于识别生产过程中的危害因素，并进行控制，以达到安全生产的目的，从而改善组织的职业安全健康绩效。因而，全面识别危害因素、进行风险评价成为企业安全管理体系建立与保持的基础，也是企业开展安全管理并持续改进的核心。《中华人民共和国安全生产法》规定:“生产经营单位对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控”。因此，生产系统的危害识别评价是石油钻井安全评价体系中不可或缺的因素。石油钻井作业过程中的危害识别不同于其它行业，有其特殊性，它没有原材料的输入，直接面向的对象是地下贮存的石油、天然气。由于开采条件的不同及生产过程的特殊性，钻井作业过程的风险危害识别应紧密结合生产过程来进行，针对每一个生产环节展开。
3.3.1设备设施因素
石油钻井设备的先进性和安全可靠性直接影响到钻井施工作业和职工的生命安全，设备在安全运行以后，在一定程度上，其安全运行的能力已确定（应是安全的才可投入使用），但随着时间的推移，零部件的磨损使安全性能降低，因此，仅仅依靠技术来保证运行过程的可靠性是不现实的，必须依靠维修保养才可使得设备安全运行。设备设施的安全评价主要从以下四个方面进行。
第一，各安全保护装置完整性、配备齐全程度是保证设备安全运行的前提，钻井设备都应具备要求的安全保护装置。石油钻井作业过程中的大量事故证明，事故的发生是因为安全保护装置的配备不全或不起作用。因此，设备的完整性是考核石油钻井作业安全运行的一个重要指标。第二，采用技术先进的设备设施，有利于设备的安全运行，如钢丝绳张力测试的测试装置、制动装置等；第三，在钻井设备中，各保护装置的动作可靠性是设备安全运行的有力保障，如安全制动装置的动作可靠性、过速保护、限压保护、过卷开关动作的可靠性等和易磨损、损坏的罐耳、摩擦衬垫等；第四，设备的日常维护是保证设备安全运行的基础，加强设备的日常维护，制定完善的日常维护计划并实施是必要的。该评价指标主要从在一定时期内对设备日常维护进行的程度如何进行评价。除去设备的日常维护外，还要每间隔一定的时期对设备进行小修、中修和大修，对设备的检修计划的完善以及检修后的质量控制是该评价指标的内容。
3.3.3作业人员安全管理因素
作业人员安全管理因素在石油钻井作业中是一个重要的因素。钻井作业过程是一个人为的活动，人的行为在整个过程中起着决定性作用。历史教训证明，绝大多数的钻井工程事故是人的违章操作造成的。自然条件再危险的井场，只要管理好，对各种危险因素严格控制，采取有效的措施，事故就可以避免。反之，自然条件好的井场，如果松于管理，麻痹大意，也会酿成重大事故。人员安全管理体系的运行是由各个管理过程相互联系构成的。所谓人员安全管理过程包括管理职责和权限的确定、相关法律法规的搜集、职业安全健康信息的沟通、体系的运行控制、管理者行为和承诺等过程。领导和承诺是企业自上而下的各级管理层的领导和承诺，是HSE管理体系的核心。高层管理者应对健康、安全与环境的责任和管理提供强有力的领导和明确的承诺，保证将领导和承诺转化为必要的资源。健康、安全和环境方针应包括对持续改进和清洁生产、事故预防的承诺；遵守现行法律法规和接受其他要求的承诺；应将其传达到员工，使其认识到自己的责任与义务。协商与沟通是管理体系具有系统化特点的关键要素，通过协商与沟通机制鼓励员工积极参与实践并支持管理体系的方针和目标。运行控制是指按照目标、指标及有关且需要采取控制措施的作业和活动，对其建立相应的文件化的程序，并予以有效的控制，确保其运行不偏离管理体系的方针和目标。管理评审应根据健康、安全与环境管理体系审核的结果、环境的变化和对持续改进的承诺，指出可能需要修改的管理体系方针、目标和其他要素。评审企业的高层领导对管理体系的适用性及其执行情况进行的正式评审。评审覆盖了组织的全部活动、产品和服务的各个方面。通过评审可以了解体系的不足之处，以便进行改进。
安全教育的目的就是造就合格的钻井操作人员。所有钻井操作事故最终都可以归咎于人。因此，进行安全教育十分重要。安全教育首先是树立人的安全意识，安全意识在于培养和教育，其主要内容就是安全操作规程。安全教育是多方面的，除了脱产培训外，还有各种演习和训练。各种防火、防井喷、防硫化氢中毒及紧急撤离等演习和训练，许多国外钻井安全操作规程中都给出详细步骤和进行这些演习和训练的时间。除此以外，各公司为配合学习“规程”还采取了其他各种形式，如事故分析、举行定期安全会和进行安全无事故竞赛等。定期对职工进行安全教育和培训，才能让他们及时了解井场最新安全动态，时刻提高安全警惕和安全意识，从而降低事故发生可能性。
3.3.4安全管理制度因素
安全管理制度是使员工行为和安全生产相结合的组织机构和规章制度的建立、实施及控制管理的总和。它是石油钻井队为使生产经营活动安全进行，长期执行、完善并保障人和物安全而形成的各种安全规章制度、操作规程、防范措施、安全宣教培训制度、安全管理责任制以及奉公守法、遵守纪律的自律态度等。安全管理制度表现于对国家职业安全与卫生法律法规的理解和安全生产责任的落实，以及各级安全生产制度和标准体系的建设等方面。石油钻井队自身的安全管理制度及标准化体系的建设主要包括：健全的安全管理机构和完善安全管理各项基本制度和标准。具体讲就是各种岗位和工艺的安全操作条款和规定；安全检查与检验制度；安全知识和技能的学习及培训制度；安全技能考核认证（操作、防火、自救等）制度；安全教育和宣传的制度；安全班组建设及其活动制度；事故管理及处理、劳动保护等一系列的安全管理制度建设。健全和执行各项安全生产和环境保护管理规章制度，构建安全环保制度化管理的框架。宣传、学习、贯彻、执行国家安全生产的法律、条例，使全体员工都能自觉遵守安全生产的法律、条例和各项安全生产规章制度。安全管理要求实行安全法制、安全目标、安全行为及技术抽样、安全投资经济技术、安全性评价、事故分析及技术判定、无隐患、风险控制方法和计算机应用的安全管理。重点抓好人机环境的管理系统、事故风险控制系统和安全信息反馈处理系统的管理工作，并要求各生产单位制定安全生产技术组织保证体系，保证“人流、物流”的安全过程控制管理。及时纠正生产作业环境中人的不安全行为、排除机械的不安全状态、整治作业环境的不安全因素。有针对性的对生产作业场所、动力能源管线、配电房、井场道路等进行专项检查治理。要求操作岗位的产品、物料摆放标准化，并按照标准化的要求，实现人、机、环境安全有序的合理性。对机械电器设备、生产作业环境、防暑降温设施工程项目的投资进行技术性、科学性、实用性的论证，严格执行安全生产“三同时”（同时设计、同时施工、同时投产）原则。
3.3.5事故应急准备和响应因素
事故应急准备的目的是制定预防和处置各类突发事件或可能引发事故险情的应急救援措施，严格训练和演习，能够有效提高员工紧急应变能力和紧急处理能力，便于快捷、安全、有效处理生产作业过程中或自然灾害可能发生的各种紧急情况，控制各类突发事件。组织应建立并保持计划和程序，以系统地识别潜在的事件或紧急情况，并作出响应，以便预防和减少可能随之引发的疾病、伤害、财产损失和环境影响。组织对潜在的紧急情况和意外事件采取预防措施，制定应急反映计划，购置应急设备，建立应急反应体系，在紧急情况和意外事故发生时，得到快速、及时和有效的处理，保证将损失降到最低。石油钻井工程是一个高风险、多工种的配合作业。
该作业潜在的风险如井漏、井下垮塌、井喷的事故及地面设备设施不齐、设备老化、安全防护设备的投入不到位、人为管理的失误等都存在巨大的风险，因此，对其进行安全评价时，应急准备和响应是重要的一部分。
3.3.6作业环境因素
石油工业绝不可能是绿色工业，因此石油钻井作业也不可能达到完全意义上的“绿色钻井”，在钻井作业过程中产生大量固体废弃物、废水、废气及强大的噪声，对环境造成一定的污染，对周围的生态环境造成一定的危害。因此，根据钻井施工过程的各阶段控制钻井污染，对于开拓国际国内市场，实现钻井行业可持续发展具有重要的现实意义。从人一机一环境系统工程来看，环境也是造成事故风险的一个重要因素。对钻井作业过程而言，本指标主要从噪音、废水、废气和固体废物四个方面考核。
第一，噪音。长期处于较高噪音环境下，会引起人员的烦躁情绪，从而导致一些不安全的行为。研究表明，当工作场所的噪音高于75dB时，人会有明显的不舒服感，如烦闷、急燥等心理反应。因此，将噪音作为考核工作环境的一个指标。井场噪声主要包括机械噪声（主要是柴油机、发电机、钻井泵及其它各种机械设备运转过程中发出的噪声还包括撞击性噪声）和气流噪声（主要包括气控钻机及快速放气阀工作时产生的气流噪声以及发生井喷事故时的高速液柱推动空气产生的噪声，如：运转机车、发电机、发动机产生高分贝噪声。
第二，废水、废气、固体废物。废水主要来自钻井生产用水（主要指机械废水和清洗设备废水）和井队人员生活用水。废气主要来自井场动力设备运转过程中燃烧油料产生的烟尘、二氧化硫以及燃烧井场废弃物所产生的难闻气体。固体废弃物，主要指变质的化学药品、药品包装袋、生活废料、废旧棉纱和手套以及钻井岩屑等。
第四章石油钻井起升系统作业风险评价方法的应用
4.1X钻井队及其钻井起升系统基本概况
第一，石油钻井队人员构成。该钻井队共42人，管理层13人，包括队长、教导员、副队长及技术员等。操作层29人，包括大班人员、司钻、副司钻、钻工以及井架工等。
第二，X石油钻井起升系统的设备构成。①绞车：型号JC70；额定功率：KW；最大快绳拉力：KN；钢丝绳直径：38mm；滚筒（直径×长度）：×mm；刹车轮网（直径×宽度）：×mm；刹车盘（直径×宽度）：×76mm；捞砂滚筒（直径×长度）：×mm；捞砂容量：m；辅助刹车：DS70:YS70；外形尺寸（L×W×H）：××mm；质量：Kg。②天车:型号TC-7；最大载荷：KN；滑轮数：7；钢丝绳直径：33mm；滑轮外径：mm；最大载荷：KN；③游动滑车：YC；④大钩：型号DG；最大载荷：KN；⑤井架:型号JJ/45-K33
第三，该队管理制度。安全生产管理制度、事故管理暂时规定、交通安全管理实施细则、交通事故处理办法、安全教育管理规定、安全管理实施细则、员工个人劳动防护用品管理办法、进入有限空间作业安全管理规定、高处作业安全管理规定等。
4.2起升系统第一层指标权值的计算
X井钻井起升系统安全评价指标体系包括起升系统的设备设施（B1）、作业人员管理因素（B2）、安全管理制度因素（B3）、事故应急响应（B4）、及作业环境因素（B5）。根据专家对各因素重要性的比较，确定指标下层各模块的权重，按照层次分析法构造因素重要性判断矩阵如图4-1所示。
图4-1各因素重要性比较的专家评判结果图
应用MATAB软件计算表5.1Object:word/embeddings/oleObject1.bin~Object:word/embeddings/oleObject2.bin所构成的矩阵，得出Object:word/embeddings/oleObject3.bin~Object:word/embeddings/oleObject4.bin各项因素的特征（见表1）和最大特征值（Object:word/embeddings/oleObject5.bin=5.）。
Object:word/embeddings/oleObject6.bin~Object:word/embeddings/oleObject7.bin各项因素的权重=各项因素的特征向量/Object:word/embeddings/oleObject8.bin~Object:word/embeddings/oleObject9.bin各项因素的特征向量的加和；计算结果见表1。将求得的最大特征值λmax和该矩阵的阶数n（这里n=5）代入式（4.4）中，求出一致性指标C﹒I，由n=5查表4.2，可得到比例系数，R﹒I=1.12再将C﹒I和R﹒I的值代入式（4.3），求得随机一致性比值C﹒R=0.＜0.1。按一致性判定标准，矩阵具有满意的一致性，同时表明所确定的各因素的权重是合理的。
4.3起升系统第二层指标权值的计算
4.3.1设备设施因素指标权值的计算
设备设施因素（B1）包括设备的可靠性（C1）、设备的安装要求（C2）和设备的日常维护及检验（C3）。设备设施因素指标权值的计算如图4-2所示。
图4-2各因素重要性比较的专家评判结果图
如上述确定一致性检验的方法，同理可求得：
λmax=3.；Object:word/embeddings/oleObject10.bin=0.0.1，矩阵具有满意的一致性。
4.3.2作业人员安全管理因素指标权值的计算
作业人员安全管理因素（B2）包括持证管理层安全文化素质（C4）、操作层安全文化素质（C5）、安全教育培训（C6）。人员安全管理因素指标权值的计算如图4-3所示。
图4-3各因素重要性比较的专家评判结果图
按上述确定一致性检验的方法，同理可求得：λmax=3.，Object:word/embeddings/oleObject11.bin=0..1，矩阵具有满意的一致性。
4.3.3安全管理制度建设因素的计算
安全管理制度文化建设因素（B3）包括：安全规章制度体系的建立（C7）、安全法规及规章制度的执行（C8）、HSE机构的运行及职能管理（C9）、安全建设资金的投入及使用（C10）、安全生产管理方法（C11）。根据专家对各因素重要性的比较，确定指标下层各模块的权重，按照层次分析法构造因素重要性判断矩阵如图4-4所示。
图4-4各因素重要性比较的专家评判结果图
按上述确定一致性检验的方法，同理可求得：
λmax=5.，Object:word/embeddings/oleObject12.bin=0..1，矩阵具有满意的一致性。
4.3.4事故应急响应指标权重的计算
事故应急响应因素（B4）包括应急机构与职责（C12）、应急计划（C13）、应急设备（C14）和应急培训（C15）。应急响应因素指标权值的计算如图4-5所示。
图4-5各因素重要性比较的专家评判结果图
如上述确定一致性检验的方法，同理可求得：
λmax=4.；Object:word/embeddings/oleObject13.bin=0..1，矩阵具有满意的一致性。
（5）作业环境因素指标权值的计算
作业环境因素（B5）包括温度（C16）、湿度（C17）、噪声（C18）和照明（C19）。环境因素指标权值的计算如图4-6所示。
图4-6各因素重要性比较的专家评判结果图
如上述确定一致性检验的方法，同理可求得：λ=4.；Object:word/embeddings/oleObject14.bin=0..1，矩阵具有满意的一致性。
4.4该井起升系统作业安全综合评价
4.4.1单因素隶属度的确定
各因素隶属度的确定见图4-7，4-8，4-9，4-10。
4-7设备设施因素隶属度确定图
图4-8作业人员安全管理因素隶属度确定图
图4-9安全管理制度因素隶属度确定图
图4-10事故应急响应及作业环境因素隶属度确定图
4.4.2X井起升系统作业的模糊综合评价
（1）第一层模糊评判
0.30.50.
R1=1.
0..
又A1=（0...），则
B1=A1oR1=（0...）
0..
R2=..
0..50.0
又A2=（0...），则
B2=（0....）
00..0
.
R3=00.14.
.
又A3=（0.....）则
B3=（00..67）
01.0
R4=00.50.
0..67
01.0
又A4=（0....）则
B=4（0...）
01.0
R5=.
.
01.0
又A5（0..0..），则
B5=（00..60）
（2）模糊综合评价
A=（A1A2A3A4A5）
=（0..26..07.）
B..60
B20...
R=B3=00..67
B40....
B50...
则B=（0....）
根据最大隶属度原则，该石油钻井起升系统作业应属于较好状态。
第五章总结
5.1结论
对石油钻井作起升系统进行分析，介绍了起升系统的主要设备设施，针对石油钻井起升系统作业安全影响因素和安全评价中的问题，分析了石油钻井起升系统作业的危险源及风险事故类型；从人-机-环境系统的观念出发，根据安全评价指标体系建立的原则，构建了包括起升系统设备设施因素、作业人员安全管理因素、安全管理制度因素、事故应急响应因素、作业环境因素的石油钻井起升系统作业的安全评价指标体系，结合四川某钻井队的钻井起升系统作业工程实例，按照本文提出的石油钻井起升系统作业安全综合评价流程图，对该石油钻井队进行了石油钻井起升系统作业的模糊综合评价的定量分析，确定了该钻井队起升系统作业的安全等级，为该石油钻井队作业安全管理提供了科学依据。该研究对石油钻井作业安全系统分析和安全综合评价方法研究是一个新的探索。
5.2进一步研究展望
由于石油钻井作业安全评价是一项复杂的系统工程，影响因素多而广泛，从井场自然条件到人的生理条件，从设备因素到人的心理因素，因此本论文提出的石油钻井起升系统作业安全评价方法也仅仅是一个初步的理论探讨，为石油钻井作业安全评价的纵深发展提供研究方向，为课题的下一步研究打下一定的基础。通过对本论文研究的总结，认为今后有必要向以下几个方面对石油钻井作业安全评价进行深化研究。第一，本论文仅仅对石油钻井作业安全评价进行了因素分析，由于系统过于庞大，并未对其所有的组成系统进行分析，只以起升系统为例，对评价方法进行介绍，对其它系统可做进一步研究。第二，本论文仅仅探讨了模糊综合评价法在石油钻井起升系统作业安全评价中的应用，在以后的研究工作中，可引用更多现在应用数学和非线形理论研究方法，如灰色理论、人工神经网络等，丰富石油钻井作业安全评价模型。
参考文献
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