川东北复杂地理环境下应急响应技术研究

1.项目概况:

在天然气的勘探、开采、试气、集输等过程中,由于各种意外情况如管道破裂、试气过程中点火不及时等的发生,出现气体泄漏是一个常见的问题。而由于川东北地区天然气中普遍含有高浓度硫化氢,并且硫化氢的腐蚀性强、毒性大以及作业现场的复杂性,致使高含硫天然气气井的勘探开发尚存在许多技术问题和安全隐患未得到有效的解决,一旦发生事故后果相当严重。

川东北地区所属亚热带湿润性季风气候区,区域内山势险峻、沟壑纵横、植被茂密,地形复杂、高度落差较大,气井一般都位于半山坡中,集输管线在山谷间穿行,与周围居民相距不远。这就使得在这种自然条件下,进行事故状态下安全区域的划分、人员疏散的原则、应急救援专项预案和辅助决策指挥系统的研究成为了亟待解决的问题。

本课题针对川东北复杂地理条件下高含硫化氢气田开发过程中亟需解决的关键应急救援技术,从三维GIS地图的生成、人员定位跟踪和远程数据传输系统、复杂地形下高含硫化氢气体泄漏扩散模拟分析、复杂地形下事故应急预案研究和二三维联动的事故应急辅助决策系统等几个方面进行展开,所形成的研究成果可用于其它地形复杂的石油天然气企业应急响应系统和应急响应中心建设,为企业应急管理、应急演练和应急决策支持提供有力的技术支撑和业务保障。

2.主要成果:

(1)建立了多数据融合的三维GIS的地图平台。该平台综合利用了多层次多类型的数据,主要包括:井站的CAD设计图纸和三维扫描仪扫描的点云数据,建立的井站三维模型数据;利用1:10000的带等高线地形图建立的三维地形模型数据;最新的卫星图片数据。通过图层的叠加排序、颜色渲染和可视范围设置,最后形成周边环境到普光气田净化厂及井站三个层级的三维地图成果;为复杂地形下应急辅助决策提供了更为直观清晰的地图平台;

(2)开发了人员远程定位与跟踪系统。该系统通过数据传输系统实现与事故辅助决策系统的实时通讯,实现了事故现场救援人员的远程定位、状态监控和无线通讯功能,为救援人员的生命安全提供了保障技术;

(3)制作了复杂地理环境下的典型场景突发事件专项应急预案。基于高含硫气田生产中存在的主要风险,通过对气田可能发生的突发事件和典型最坏场景的研究,结合中国石化各级企业应急预案体系和现有的应急力量,制作了典型场景应急处置程序和应急预案模板,为各级单位应急管理、管道抢维修作业中的装备配置和作业人员力量构成提供参考;

(4)开发了基于3D-GIS的二三维联动事故应急辅助决策系统。该系统在完成多种数据输入的接口程序开发的基础上,实现了气体浓度、环境温度、湿度、定位等数据的动态监测和管理功能;实现2D/3D目标定位显示、3D模式下地图上任意一点经纬度、高度随鼠标动态显示功能;完成二、三维专题图显示、属性浏览功能,实现2D模式下应急疏散专题图绘制和动态加载功能;实现二三维位置准确计算、2D模式下应急疏散专题图绘制和动态加载功能;为川东北复杂地形下的事故应急救援提供了更为有效的管理平台;课题建立的“复杂地形下二三维联动应急管理地理信息系统”具有新颖性和创新性,填补了在此领域内的技术空白,极大地提升了复杂地理条件下企业的事故救援领域的技术装备水平。

3.创新点和知识产权:

(1)提出了一种多种数据融合的方法,完成了川东北地区地理信息平台的建立,为相关的辅助决策系统提供了地图平台;

(2)提出了一种适合复杂地形下救援人员远程定位与跟踪系统,并完成事故辅助决策系统的接口开发,实现了事故现场救援人员的远程定位和无线通讯功能,为救援人员的生命安全提供了保障的技术;

(3)开发完成二三维联动的事故应急辅助决策系统,系统实现了应急指挥调度、模拟可视化和协同标绘等功能,为复杂地理环境下事故应急指挥辅助决策提供支撑。

(4)软件著作权一项:危险化学品事故应急响应辅助决策系统软件v1.0(2010SR042384)。

4.成果应用情况:

课题研究成果已经在中原油田普光应急救援中心进行了应用,对提高在事故状态下的现场信息的快速有效获取,为事故快速应急处置和正确决策提高了很好的系统平台,成为企业应急响应中心重要的组成部分。

目前正在开发的普光气田、威远气田、卧龙河气田、元坝气田和近几年发现的渡口河气田、铁山气田均含不同浓度硫化氢。本项目的研究成果可以比较容易的转移到其他高硫气田生产企业,因此,本课题的研究成果应用前景十分广阔。

信息来源: 
2014-12-02