Снижение риска аварийности и травматизма в нефтегазовой промышленности на основе модели профессиональной пригодности операторов

На правах рукописи

ГЛЕБОВА ЕЛЕНА ВИТАЛЬЕВНА

Снижение риска аварийности и травматизма

в нефтегазовой промышленности на основе

модели профессиональной пригодности операторов

Специальность 05.26.03 – «Пожарная и промышленная безопасность»

(нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Уфа – 2008

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа
им. И.М. Губкина.

Научный консультант	доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор технических наук, профессор Кузеев Искандер Рустемович;
	доктор технических наук, профессор Мастрюков Борис Степанович;
	доктор технических наук, профессор Короленок Анатолий Михайлович.
Ведущая организация	ООО «Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ВНИИГАЗ)».

Защита состоится 28 февраля 2009 года в 15-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан __________________ 2009 года.

Ученый секретарь совета Лягов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных условиях увеличения объемов добычи и переработки углеводородного сырья деятельность нефтегазовых компаний имеет стратегическое значение для развития экономики страны, а их надежная и безаварийная работа в значительной степени определяет энергетическую безопасность и устойчивое социально-экономическое развитие России.

Однако уровень аварийности и травматизма в отрасли остается высоким. По данным Ростехнадзора, в нефтегазовом комплексе ежегодно происходят десятки аварий, смертельно травмируются работники. На предприятиях нефтегазодобычи и магистрального трубопроводного транспорта в 2007 году произошло 50 аварий (19 и 31 соответственно), погибло 32 человека (25 и 7 соответственно).

Аварии на опасных производственных объектах нефтяной и газовой промышленности имеют тяжелые социальные, экономические и экологические последствия. Так, при перекачке нефти 27.03.2008 г. из танкера в резервуар произошел взрыв и пожар на нефтебазе в Махачкале (ОАО «Дагнефтепродукт»), в результате которого полностью выгорел резервуар емкостью 10 тысяч тонн нефти, а женщина-оператор получила ожоги, несовместимые с жизнью. Экономический ущерб только от сгоревшей нефти составил около 80 млн. рублей.

Известно, что более 70% аварий и несчастных случаев происходит по причинам, связанным с влиянием человеческого фактора.

Важность учета человеческого фактора в разработке методов управления риском для обеспечения безопасности при технологических процессах подтверждается многочисленными авариями, причинами возникновения и эскалации которых явились ошибки персонала.

В ООО «Ставролен» 04.04.2008 г. на установке получения полипропилена, мощностью 120 тыс. тонн в год, при демонтаже клапана в результате несогласованных действий персонала произошел выброс смеси пропилена с катализатором, что привело к пожару на установке. Пострадали шесть человек, четверо из которых погибли. Остановлено производство, выведено из строя оборудование. Экономический ущерб от невыработки полипропилена составил около 400 млн. рублей в месяц.

По данным компании «Honeywell», типовой НПЗ (мощностью
10 млн. тонн нефти в год) теряет только от аварий из-за ошибок операторов в среднем 4 млн. долл. в год, 40% аварийных инцидентов происходит непосредственно из-за ошибок операторов.

Поэтому проблема снижения риска аварийности и травматизма на предприятиях нефтегазовой отрасли на основе человеческого фактора является важной и актуальной.

В настоящее время существует методология управления рисками при эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли, учитывающая отказы технических устройств.

Однако до постановки настоящей работы отсутствовала методология управления рисками, учитывающая ошибочные действия человека-оператора.

В 90-х годах при переходе к рыночным отношениям и появлении рынка труда в нашей стране появилась реальная возможность отбора персонала для опасных производственных объектов, чьи профессионально важные качества в наибольшей степени соответствуют требованиям профессии.

На кафедре «Промышленная безопасность и охрана окружающей среды» Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина в соответствии с решением Коллегии Миннефтегазпрома от 14.03.1990 г., предусматривающим разработку методических рекомендаций по оценке профессиональной пригодности рабочих основных профессий отрасли, впервые были начаты систематические исследования по оценке и прогнозированию профессиональной пригодности операторов.

Оператор является ключевым звеном в управлении технологическими процессами по всей цепочке от добычи углеводородного сырья до его переработки и сбыта. Деятельность оператора характеризуется наличием ряда опасных и вредных производственных факторов, высокой напряженностью труда, возможностью возникновения экстремальных ситуаций, связанных с риском аварийности и травматизма. При этом уровень ответственности оператора и цена допускаемых ошибок существенно возрастают. Это выдвигает повышенные требования к профессионально важным качествам операторов.

В диссертационной работе обобщены результаты комплексного многолетнего исследования (с 1991 по 2007 гг.) по оценке и прогнозированию профессиональной пригодности операторов на опасных производственных объектах нефтяной и газовой промышленности, моделированию производственной деятельности операторов, расчетам надежности операторской деятельности и анализу риска с учетом ошибочных действий человека-оператора.

Цель работы. Разработка научно-методических основ снижения риска аварийности и травматизма при эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазовой промышленности с использованием модели профессиональной пригодности операторов.

Указанная цель определила постановку и решение следующих
основных задач:

• разработка модели оценки профессиональной пригодности операторов:
• • обоснование профессионально важных качеств операторов в нефтегазовой промышленности;
  • определение методов оценки профессионально важных качеств;
  • экспериментальные исследования по определению уровня развития профессионально важных качеств у операторов;
  • построение математической модели профессиональной пригодности, позволяющей выявлять «успешно пригодных» и «условно пригодных» операторов;
• моделирование производственной деятельности человека-оператора;
• оценка безошибочного выполнения производственных функций;
• анализ риска возникновения аварий с учетом ошибочных действий «условно пригодных» и «успешно пригодных» операторов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1 Концепция снижения риска аварийности и травматизма в нефтегазовой промышленности на основе человеческого фактора.

2 Математическая модель профессиональной пригодности операторов в нефтегазовой промышленности, позволяющая прогнозировать успешность профессиональной деятельности.

3 Математические модели производственной деятельности операторов, на основе которых выполнены расчеты показателей надежности операторской деятельности.

4 Анализ риска аварий, выполненный с учетом ошибочных действий человека-оператора.

Научная новизна:

1 Впервые выдвинута и экспериментально доказана концепция снижения риска аварийности и травматизма в нефтегазовой промышленности на основе человеческого фактора, формализованная в виде модели профессиональной пригодности операторов. Сущность концепции состоит в том, что работа операторов, чьи профессионально важные качества в полной мере соответствуют требованиям профессии («успешно пригодные») приводит к повышению надежности операторской деятельности, снижению риска аварийности и травматизма при эксплуатации опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли.

2 Научно обоснован алгоритм оценки профессиональной пригодности для ведущих операторских профессий в нефтегазовой промышленности, охватывающих весь технологический цикл работы вертикально интегрированной нефтегазовой компании: добыча нефти и газа, переработка углеводородного сырья, транспорт газа, сбыт продуктов переработки нефти и газа. Обоснованы профессионально важные качества, подобраны апробированные методики для оценки указанных качеств, выполнено тестирование 219 операторов на 10 производственных объектах, обработано более 1500 тестов.

3 Построена математическая модель профессиональной пригодности операторов в нефтегазовой промышленности, позволяющая прогнозировать успешность профессиональной деятельности. Оценка профессиональной пригодности операторов с использованием разработанной модели позволяет разделять операторов на две группы: «успешно пригодные» и «условно пригодные» для выполнения производственной деятельности. Впервые для обработки результатов психофизиологического тестирования применен знаковый статистический метод анализа данных.

4 Составлено математическое описание, и построены функционально-структурные схемы производственной деятельности операторов, на основе которых рассчитана вероятность безошибочного выполнения производственных функций.

5 Впервые в нефтяной и газовой отрасли выполнен анализ риска аварийности с учетом ошибочных действий «условно пригодных» и «успешно пригодных» операторов.

Практическая значимость.

Разработаны методики (практические рекомендации), позволяющие в условиях рынка труда отбирать на вакантные должности кандидатов, чьи профессионально важные качества в наибольшей степени соответствуют требованиям профессии:

Внедрение указанных методик в промышленности обеспечивает повышение надежности операторской деятельности и снижение риска аварийности и травматизма (акты внедрения прилагаются).

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина при чтении лекций и проведении семинарских занятий по курсу «Безопасность жизнедеятельности», в Учебно-исследовательском центре повышения квалификации и переподготовки руководящих работников и специалистов нефтегазовых отраслей промышленности РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (акты внедрения прилагаются).

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследований: экспериментальные методы оценки профессионально важных качеств (тестирование), метод экспертных оценок, методы корреляционного анализа, знаковый статистический метод анализа данных с использованием пакета прикладных программ “Sign”, метод моделирования производственной деятельности оператора в системе «человек-машина» – метод функциональных сетей, методы анализа риска: метод «дерево отказов» и метод «дерево событий», программный комплекс «Щит», методы профессиографии, анкетирования.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены достаточным объемом экспериментальных и статистических данных, корректным использованием апробированных научных методов исследований и современного математического аппарата обработки результатов.

Личный вклад автора. Обоснование цели и формулировка задач работы, научно-методическое руководство основными исследованиями, по совокупности которых подготовлена диссертация, непосредственное участие в проведении теоретических и экспериментальных исследований, анализе и обобщении результатов.

Данные по отдельным разделам получены автором совместно с аспирантами: Сажиной Н.Н., Фоминой Е.Е., Ивановой М.В., Грудиной С.А., которые выполнили и защитили диссертационные работы под руководством автора.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на I съезде специалистов по безопасности деятельности человека (Санкт-Петербург, 1992 г.), Международном симпозиуме «Предупреждение риска» (Москва, 1992 г.), 2-й Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 850–летию г. Москвы, «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва,
1997 г.), III Международном Конгрессе «Защита 98» (Москва, 1998 г.), 3-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (Санкт-Петербург, 1998 г.), 4-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (Санкт- Петербург, 1999 г.), 3-й Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 70-летию РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 1999 г.), 5-й Всероссийской научно-практической конференции «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (Санкт-Петербург, 2000 г.),
4-й Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 300-летию инженерного образования в России, «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2001 г.), 5-й Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2003 г.), 6-й Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 75-летию РГУ нефти и газа
им. И.М. Губкина, «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2005 г.), Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2006 г.), 7-й Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 42 печатные работы, в том числе 18 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях из перечня ВАК Министерства образования и науки России.

Всего автор имеет 116 печатных работ, в том числе 7 авторских свидетельств, учебное пособие «Производственная санитария и гигиена труда» (382 с., без соавторов) с грифом Минобрнауки «для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям высшего профессионального образования в области техники и технологии», электронный учебник «Производственная санитария и гигиена труда» для специалистов ОАО НК «ЛУКОЙЛ», учебное пособие «Основы ресурсо-энергосберегающих технологий углеводородного сырья» (с соавторами) с грифом учебно-методического объединения вузов нефтегазового профиля, учебное пособие «Курс экологии» (с соавторами).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и приложений. Работа изложена на 330 страницах, содержит 60 таблиц,

29 рисунков, список литературы из 242 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель и сформулированы основные задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы.

Основу исследований в диссертации составили теоретические и практические работы в области оценки надежности и риска отечественных и зарубежных ученых, в числе которых: Бодров В.А., Бурдаков Н.И., Гендель Г.Л., Губинский А.И., Гумеров А.Г., Гумеров Р.С., Дулясова М.В., Елохин А.Н., Зараковский Г.М., Идрисов Р.Х., Измалков А.В., Измалков В.И., Кловач Е.В., Короленок А.М., Котик М.А., Кузеев И.Р., Кумамото X. (Kumamoto Hiromitsu), Ломов Б.Ф., Мартынюк В.Ф., Маршалл В. (Marshall V.C.), Мастрюков Б.С., Махутов Н.А., Одишария Г.Э., Сафонов В.С., Хенли Дж.Э.(Henley J. Ernest), Хуснияров М.Х., Черноплеков А.Н. и др.

Первая глава включает научно-технический обзор и анализ влияния человеческого фактора на аварийность и травматизм. Из приведенных в литературном обзоре статистических данных следует, что уровень аварийности и травматизма в нефтяной и газовой промышленности остается высоким.

Показано, что причиной значительного количества инцидентов, аварий и несчастных случаев в нефтегазовой отрасли являются ошибочные действия человека - оператора.

Установлено, что эффективными мерами по снижению аварийных ситуаций и несчастных случаев на производстве является отбор на операторские должности профессионально пригодных людей, у которых профессионально важные качества в наибольшей степени соответствуют требованиям профессии. Критически проанализированы методы оценки профессиональной пригодности.

Обосновано направление исследований по снижению риска аварийности и травматизма в отрасли на основе человеческого фактора.

Из анализа литературных данных следует, что до постановки настоящей работы отсутствовали комплексные исследования по оценке и прогнозированию профессиональной пригодности операторов в нефтяной и газовой промышленности.

Разработка модели профессиональной пригодности операторов являлась нерешенной задачей, решение которой направлено на снижение риска аварийности и травматизма на опасных производственных объектах нефтяной и газовой промышленности.

По результатам проведенного анализа методов оценки профессиональной пригодности обосновано применение знакового статистического метода для построения моделей профессиональной пригодности операторов.

Вторая глава посвящена определению профессионально важных качеств операторов в нефтегазовой промышленности и методов их оценки.

Определение профессионально важных качеств осуществлялось для основных видов операторской деятельности, охватывающих весь технологический цикл работы вертикально интегрированной нефтегазовой компании: добыча нефти и газа, переработка углеводородного сырья, транспорт газа, сбыт продуктов переработки нефти и газа, а именно: