档案002-b:萨56井井喷及爆燃事故技术分析报告
(附录:现场物理痕迹记录与初步推断)
内部·永久封存
编号:DQ-S56-1964-FX-002-B
归档日期:1965年3月17日
归档单位:油田事故联合调查组(技术分析小组)
主要负责人:技术分析小组组长 陈国栋(签字)
参与单位:油田勘探开发研究院、钻井工艺研究所、材料检测中心、安全监察处
特别说明:本附录为技术分析报告(DQ-S56-1964-FX-002-A)的补充与证据支撑材料,主要基于现场物理痕迹的收集、记录、实验室分析及由此进行的初步技术推断。本文件不对行政管理责任进行判定,仅提供客观物理证据链。
第一部分:现场概述与痕迹分布总图
1.1 事故时间与地点
时间: 1964年12月7日,上午约08:03(据现场多名幸存者回忆及指挥部时钟停摆时刻综合推定)。
地点: 萨尔图油田萨56井井场。地理坐标:(略)。井型:开发井。设计井深:1250米。事故时井况:投产初期,自喷生产。
1.2 现场宏观分区与痕迹分布
依据爆燃后现场破坏程度、热辐射梯度及主要抛洒物分布,将核心区划分为三个子区域:
I区(完全焚毁/熔融区): 以井口为中心,半径0-15米范围内。特征:地表植被、积雪完全消失,土壤玻璃化(vitrified soil)明显。井架主体结构严重扭曲、部分熔化。所有非金属材料(木材、橡胶、布料)碳化或灰化。金属设备呈现高温氧化、变形、熔融流淌特征。本区域是本次痕迹分析的重点。
II区(严重烧蚀/冲击区): 半径15-50米。特征:地表积雪融化,土壤板结。设备油漆剥落、金属表面氧化变色。存在由冲击波和高速抛射物造成的机械损伤。部分未燃尽的可燃物(如油毡、棉絮)呈部分碳化状态。
III区(波及/抛洒区): 半径50-150米。特征:热辐射影响减弱,以烟尘覆盖和零星低速抛射物(主要为泥土、小件工具、衣物碎片)散落为主。
1.3 痕迹收集原则与方法
原则: 客观、全面、定位、关联。对所有异常或可能具有分析价值的物理实体进行编号、拍照(黑白)、测绘定位(极坐标法,以井口为原点)、封装。
方法: 调查组于事故后第36小时(现场明火完全扑灭、并确保无二次爆炸风险后)进入I区、II区。采用网格法分区搜寻。所有收集物均使用牛皮纸袋或木箱封装,附标签说明发现位置、时间、收集人。
挑战: 现场经高压水枪、灭火剂(主要为泡沫与沙土)扑救,部分痕迹可能被污染、移位或破坏。低温(事故后气温降至-35°C)导致许多熔融金属与冰、雪、泥土冻结在一起,提取困难。
第二部分:关键痕迹物品记录与分析
以下按物品编号、发现位置、形态描述、实验室分析结果、初步推断的顺序进行记录。
2.1 物品编号:A-1
发现位置: I区,距井口中心点方位角215°,距离4.7米。位于严重扭曲的防喷器组侧翼下方,部分被熔融的土壤覆盖。
形态描述: 一块不规则形状的深灰色至黑色碳化织物残片。最大尺寸约18cm x 12cm。质地脆硬,触之易碎。残片一端呈现出明显的卷曲、抓握状形态,仿佛曾被强力握持并经历瞬间高温。在该“握持部”,织物碳化层表面附着有微量的、呈雾状分布的银白色金属氧化物粉末(后经鉴定为锌,推测来自手套内衬或附近金属件镀层)。残片中部,依稀可辨机织纹理,纹理间隙填满黑色碳粒与油污混合物。
实验室分析:
材质: 经显微切片及化学溶解对比,确认主体为棉纤维,混有少量约10%的化纤(初步判断为早期国产“的确良”类涤纶),此为当时油田配发给工程技术人员的冬季工装内衬常见材质。
热历史分析(热重分析TGA与差示扫描量热法DSC): 样品在300°C-450°C出现剧烈失重峰(纤维素及化纤分解碳化),并在其残留碳骨架中检测到局部瞬间受热超过800°C的微观特征(石墨化程度局部异常高)。表明该织物曾经历极端不均匀的快速加热过程,局部可能直接接触明火或极高温度金属表面。
附着物: 锌氧化物粉末的分布形态显示,其可能是在织物握紧时,从下方或接触的金属表面“印染”上去。
初步推断: 此织物残片原属于某件棉工装(很可能为内衬或袖口部分)。其独特的卷曲抓握形态,强烈暗示在事故发生时,有人正穿着它,并且手部用力紧握某物体。其发现位置紧邻关键设备(防喷器侧翼阀门),且附着锌氧化物(常见于阀门手柄镀层或工具),高度疑似为某位操作人员最后时刻徒手尝试操作高温设备时留下的痕迹。
2.2 物品编号:B-1
发现位置: I区,井口主阀门(型号:Z41H-160 DN80)大型手轮操作杆下方约5厘米处的地面凹陷中,与物品A-1发现方位角相近,距离井口4.2米。
形态描述: 一段长约15厘米的碳化、部分熔融的皮革与织物分层复合体。依稀可辨为手掌根部至腕部的形状轮廓。皮革层(推测为手套外层)已完全炭化龟裂,但未完全灰化,保留了受压的纹理。下方较厚的织物层(推测为棉絮内胆或厚布衬里)呈深度碳化,并在对应“掌心”区域,存在一个清晰的、凹陷的“压迫性”痕迹,其形状与主阀门操作杆的圆柱形杆体(直径约4.5厘米)截面弧度吻合。该凹陷区域的碳化程度远高于周围,且嵌有极细微的、来自操作杆表面的深灰色高温氧化铁屑。
实验室分析:
皮革种类: 胶原蛋白特征谱显示为猪皮鞣制革,是当时劳保手套常用材质。
痕迹学分析: 对“压迫性”痕迹进行硅橡胶制模及三维轮廓扫描,与从现场同型号备用阀门上取下的操作杆样品进行对比,弧度匹配度超过92%。凹陷最深处的纤维呈现被垂直方向巨大压力压溃后再碳化的特征,而非单纯热作用下的收缩。
金属屑分析: 嵌入的氧化铁屑化学成分与主阀门操作杆材料(35CrMo钢)一致,但氧化层结构显示其经历过约600-750°C的高温,并在此温度下与含碳物质(碳化织物)紧密接触。
初步推断: 此为决定性的痕迹证据。 它证明,在火灾发生后,阀门操作杆已处于高温状态(600-750°C)时,有一只戴着手套的手,以极大的力量(足以在碳化前瞬间压溃厚织物)紧握并试图转动或支撑在操作杆上。手套迅速碳化,但受压形状和嵌入的金属屑“冻结”了这一刻的动作。结合物品A-1的位置和形态,几乎可以确定有人曾在此位置徒手进行关阀操作。
2.3 物品编号:C-1
发现位置: I区,距物品B-1约1.5米,方位角略有偏移。发现时半掩于被热冲击掀起的、已烧结的土块之下。
形态描述: 一件部分熔化、严重变形的金属制品。原始长度推测约12-15厘米,现呈扭曲的L形。一端较粗,为长约3厘米的圆柱体,表面有手工打磨的不规则螺旋纹路(非标准机械螺纹),圆柱顶端已熔化成球状。另一端为细长尖锥形,锥尖约2厘米部分因高温呈现“回火色”变化(从紫蓝到稻草黄),且锥尖处附着有极微量的、肉眼难辨的暗红色至棕黑色氧化层附着物。整体材质为奥氏体不锈钢(初步判定为1Cr18Ni9Ti类,当时稀缺物资,多用于特殊工具或仪器)。
实验室分析(重点):
金相分析: 样品不同部位呈现截然不同的显微组织。圆柱体部分晶粒粗大,有高温过热和熔融后凝固的枝晶特征,表明受热温度超过1400°C。细锥部分晶粒较细,但存在明显的马氏体转变迹象(不锈钢在高温后快速冷却形成),表明该部分受热相对较低(可能600-900°C)但冷却极快。
附着物分析(最关键部分): 对锥尖暗红色附着物进行超微量取样(破坏性分析)。
光谱分析: 检出铁(Fe)、铬(Cr)、镍(Ni)基体元素(来自物品自身),以及异常显著的钙(Ca)、磷(P)、钠(Na)、钾(K) 元素信号,并有微量的有机质碳化残留特征峰。
显微形貌(电子显微镜,分辨率有限,1960年代技术水平): 附着物呈非晶态与微晶混合,覆盖在金属表面,形态似“干涸的薄膜”,有细微龟裂。
初步生物化学推断: Ca、P是骨骼与牙齿的主要无机成分,也是血液中含量显著的元素(以磷酸钙等形式存在)。Na、K是血液、组织液主要阳离子。结合有机碳化残留,实验室负责人(签字:王慧兰)在内部备忘录中谨慎提出:“附着物化学成分与人体血液、组织液高温氧化残留物具有高度相似性。不排除为人体生物物质在极端高温下瞬间碳化、矿化并与金属表面熔合所致。” 该推断未写入正式报告,但要求封存样品以备复查。
工艺分析: 螺旋纹为手工用锉刀或砂轮打磨而成,非车床制品。锥体部分打磨精细,可见反复修整痕迹。综合形态判断,此物并非标准工具,而更似一件手工制作的、兼具实用与装饰性的物品,例如:技术人员的自制专用工具(如划线针、冲子),或——鉴于其一端有装饰性螺旋纹——某种个人物品。
初步推断: 此物品性质复杂。1)它出现在核心操作位置附近,且受过极端高温;2)其锥尖可能因某种原因沾染了人体生物物质;3)其为手工制作的不锈钢件,材质特殊。它可能与操作者有密切关系,甚至是其随身物品。 其具体用途(工具?信物?)成谜,但其存在本身,是连接“操作者”与“现场”的一个重要物质纽带。
2.4 物品编号:D-1 至 D-3(系列)
发现位置: I区,围绕主阀门及井口装置基座周边地面。
形态描述: 一系列金属表面异常痕迹,非独立物品,而是在残留设备部件上的发现。
D-1: 主阀门手轮操作杆上,在距离地面约1.2米的高度(适合站立操作的位置),有一段长约20厘米的区域,其表面的高温氧化铁皮层(Fe3O4, Fe2O3)上,覆盖着数枚不完整的、雾状减淡的“印痕”。这些印痕与操作杆的圆柱形不完全贴合,呈局部加深的云雾状,形态类似于隔着已碳化织物用力抓握后留下的压力分布图案。印痕区域的氧化层成分与周围略有不同,检测到微量的氯、硫(可能来自燃烧产物或织物处理剂)。
D-2: 防喷器旁路一个较小的备用闸门手轮上,发现一处非工具造成的机械性损伤。该损伤为一处长约1厘米、深约2毫米的新鲜凿痕,痕内有金属挤压隆起,痕口方向与手动开启该闸门的用力方向相反。痕内无烟熏或氧化层,表明此损伤发生在火灾初期或之前极短时间内,手轮尚未被充分加热时。
D-3: 井口法兰连接螺栓(编号7号、8号)上,发现其螺母有非常规的扳动痕迹。正常保养或安装会使用标准扳手,在螺母棱角上留下均匀磨损。而这两颗螺母的棱角上,有局部、深且急促的刮擦痕,且痕迹方向混乱,显示是使用不合适的工具(如活扳手打滑,或甚至是用锤子、锉刀等敲击撬动)在紧急情况下尝试紧固或拆卸所致。螺栓有轻微高温拉伸变形。
实验室分析与推断: 这些痕迹共同描绘出一幅紧急、混乱、资源不足(缺乏合适工具)下的抢险画面。D-1的“手印”印证了徒手操作高温阀门;D-2和D-3的非常规损伤,表明在事故升级初期,现场人员曾尝试使用任何可用的方法进行应急处置,可能包括用不合理工具试图关闭或加固关键部位。这些痕迹是“人”在系统失效(防喷器未正常安装、工具不趁手)后,进行绝望肉搏的微观证据。
2.5 物品编号:E-1(环境痕迹)
发现位置: I区与II区交界带,下风向(根据当时气象记录)。
形态描述: 一片面积约2平米的雪地,表层积雪已融化又复冻结成冰壳。冰壳中夹杂大量黑色烟尘、白色灰烬(主要为纸张、布料灰化)以及无数芝麻粒大小的、五彩斑斓的金属氧化物微珠(由高温喷射气流将熔融金属雾化后冷凝形成)。
实验室分析: 对灰烬进行筛选和显微观察,发现大量极细小的、未完全燃尽的植物纤维碎片(纸),以及少量带有蓝色横线印刷痕迹的纸灰残片(与当时使用的技术记录方格纸特征相符)。在特定区域,灰烬层中检测到异常高的铅、锑元素含量(来自铅字印刷和铅笔芯石墨中的粘土成分)。
初步推断: 此区域可能是在爆炸或燃烧初期,由井场值班室、资料箱等场所抛洒出的纸质文件、图纸、记录本被烧毁后的沉降区。证实了现场确有大量技术资料存在,并经历了焚烧过程。 这与幸存者“林雪技术员曾搬运资料箱”的模糊口述存在潜在关联。
第三部分:综合痕迹推断与情景重建
3.1 操作者最后时刻行动轨迹推断
基于上述关键痕迹的空间分布和逻辑关系:
1. 初始位置与动作: 操作者位于井口附近(物品A-1、B-1、D系列痕迹)。当井喷发生、天然气弥漫但尚未爆燃时,其可能已开始尝试应急处置(D-2、D-3痕迹显示的非标准工具损伤)。
2. 爆燃发生与持续操作: 爆燃瞬间,操作者未撤离至安全距离,反而更靠近核心(A-1、B-1位置)。其手部(戴手套)在阀门操作杆已升温至数百摄氏度的情况下,仍全力握持并尝试操作(B-1的压迫痕迹、D-1的氧化层“手印”)。这需要超常的勇气和决心,因为这意味着忍受剧痛(即使隔着迅速碳化的手套)并明知极度危险。
3. 随身物品的脱落: 在极端的热冲击、可能的身体失衡或剧烈动作下,其随身携带的物品C-1(不锈钢件)从身上(口袋?手中?)脱落,掉落在附近(距B-1仅1.5米)。该物品在高温环境中部分熔化,其尖锐部分可能因之前的使用或事故中的意外,沾染了操作者或他人的生物组织液(C-1附着物分析)。
4. 最终状态: 操作者持续暴露于I区中心的高温火焰和热辐射下(A-1织物的局部超高温特征)。其衣物迅速燃烧碳化(A-1残片),身体遭受严重烧伤。痕迹证据链在此处中断,未发现可明确指向操作者最终倒地位置或姿势的直接骨骼或身体组织痕迹(可能已完全焚毁或与熔融物混合)。 但B-1手套痕迹的“握持”状态,暗示操作者可能是在保持操作姿势或维持身体支撑时失去意识或生命。
3.2 关于物品C-1(不锈钢件)性质的特别讨论
此物品是现场最特殊、最令人费解的发现之一。技术分析小组内部存在两种主要推测:
推测一(工具说): 此为操作者自制或改制的专用维修/调试工具。不锈钢材质耐腐蚀,适用于油田环境。螺旋纹用于增加持握摩擦力或作为某种调节刻度。锥尖用于清理油孔、划线或冲点。沾染的生物物质可能是在事故前维修其他设备时意外造成,或在事故混乱中被污染。
推测二(个人物品说): 此物更可能是一件个人物品。其手工打磨的装饰性螺旋纹(非功能必需)、相对精细的锥尖、以及特殊的不锈钢材质(在1964年属于较珍贵材料),使其更像一件信物、纪念品或具有个人意义的用具,例如:自制发簪、纪念别针、或某种技术人员的“幸运物”/“身份标识”。若是发簪或类似头饰,其脱落位置(近身)和沾染生物物质(如发簪刺破头皮或手掌)的可能性增加。
小组倾向性意见(内部): 结合其非标准工具的形态、材质稀缺性,以及发现位置与操作者核心活动区域的高度重叠,倾向于认为此物品与操作者个人密切相关,很可能是其随身佩带的私人物品。 这为冰冷的技术事故增添了一层沉重的人性色彩。
3.3 对“技术资料抢救”传闻的痕迹佐证
现场环境痕迹E-1(纸灰区)的存在,印证了现场确有大量纸质物被焚毁。虽然没有直接痕迹证明是谁搬运或试图抢救,但这些纸灰的存在位置(I-II区交界)表明,确实有相当数量的纸张在火势扩大前被移动到了相对远离井口的位置,然后才被波及烧毁。这间接支持了可能存在“搬运资料”行为的说法。纸灰中检测到的铅锑成分(来自印刷品)和技术纸张特征,增加了这些资料是技术图纸、记录的可能性。
第四部分:结论与建议(基于痕迹分析)
4.1 核心结论
1. 存在英勇的个人抢险行为: 现场物理痕迹提供了确凿的、无可辩驳的物质证据,证明在萨56井井喷爆燃事故中,至少有一位现场人员(“操作者”)在极端危险的情况下,没有选择立即撤离,而是徒手(戴着手套)尝试操作已处于高温状态的主阀门等关键设备,直至牺牲。
2. 抢险行为的具体性: 该行为并非盲目冲撞,而是针对井控关键点(主阀门、旁通阀)进行的、有明确目的性的操作,尽管受限于工具不匹配和恶劣环境。
3. 操作者的身份关联线索: 现场遗留的特殊不锈钢物品(C-1)与操作者活动轨迹高度关联,极有可能是该操作者的私人物品。这为日后若有必要确认操作者具体身份,提供了潜在的物证关联点。
4. 技术资料损失证实: 现场存在技术资料被焚毁的痕迹,与部分口述内容相符。
4.2 技术建议
1. 设备与工具: 紧急抢险设备(如防喷器、专用扳手)必须处于随时可用状态,并定期进行高温、高压下的操作测试。应研发配备长柄、隔热或远程操作的紧急关断工具,避免人员必须近距离徒手操作高温高压设备。
2. 个人防护: 现有棉布、皮革劳保手套完全无法抵御此类事故中的高温。必须紧急立项研发用于极高温度短时接触的隔热手套或护具(即使只能提供数秒的保护,也可能为抢险争取关键时间或减少伤害)。
3. 资料保全: 重要技术图纸、数据应规定在危险区域的存放规范(如防火保险柜)和紧急转移预案。避免技术人员为抢救资料而涉险。
4. 痕迹物证保全: 建议对本次收集的关键痕迹物证(特别是A-1、B-1、C-1)进行永久封存。其中物品C-1及其附着物样本,因其潜在的特殊性,建议提升保密和保管等级。
4.3 对后续调查的建议
身份确认: 建议结合人员最后目击位置、岗位职责、以及物品C-1可能具有的个人识别特征(是否有人见过类似物品?),对“操作者”身份进行重点排查。可秘密询问幸存技术人员,特别是可能与操作者熟悉者,但需注意方式,避免造成二次创伤或误导。
深入分析: 若条件允许,应对物品C-1的生物附着物进行更深入的分析(可能需要更高级别的实验室支持),以尽可能明确其物质来源。
系统改进: 本次痕迹分析所揭示的“人-工具-设备-环境”在紧急情况下的失效链,应作为典型案例,纳入油田安全系统工程的整体改进中。
技术分析小组组长(签字): 陈国栋
日期:1965年3月16日
附录:
· 现场痕迹分布示意图(图号:S56-TR-01)
· 关键痕迹物品照片(共24张,相册编号:S56-PH-01至24)
· 实验室分析原始数据报告(册,编号:S56-LAB-01至15)
· 特别备忘录:关于物品C-1附着物生化特性初步推断的说明(仅限调查组核心成员阅览,未装入主卷)
(档案边缘手写附注,笔迹与正文不同,较新)
阅后补充(1982年档案整理时添加):
1. 此附录中关于“操作者”的推断,与主报告认定的郭北辰同志牺牲情节完全吻合。郭北辰同志当时为现场技术负责人。
2. 物品C-1,后经非正式渠道谨慎核实,与郭北辰同志生前可能持有的一件手工制品特征相符(据与其关系密切的个别同志回忆,郭曾用废弃不锈钢材料打磨过一件类似物品,用途不详)。此情况未正式记录入郭北辰同志事迹材料,避免复杂化英雄形象。
3. 报告中所提“技术资料抢救”,据多方核实,当时参与搬运资料箱的包括技术员林雪同志。其行为属保护国家财产,但与郭北辰同志牺牲的直接关联性难以界定,且林雪同志本人对此段记忆存在创伤性模糊,故在主报告及事迹宣传中均未强调此细节。
4. 本附录及全部原始痕迹物证,依指示,按“永久封存”处理,不对外公开,不参与任何事迹宣讲材料。 英雄已逝,事迹精神永存,某些过于具体、惨烈的物质细节,宜隐于历史的帷幕之后,以免对生者造成不必要的持续伤害,或使英雄事迹的焦点偏离其精神本质。
(此附注未署名)
(数字化扫描识别备注,202X年)
扫描OCR识别提示: 文档末尾附注为手写体,与印刷体正文同时扫描入库。附注中提到的“非正式渠道核实”、“避免复杂化”、“创伤性模糊”、“宜隐于历史帷幕之后”等表述,体现了特定历史时期对事故叙事处理的复杂考量。物品C-1(不锈钢发簪)的关联信息,为本档案此前未被完全披露的关键信息点。
关联提示: 本档案可与“郭北辰烈士事迹申报材料(1965)”、“林雪同志早期工作鉴定(1965-1970)”等文件进行交叉比对阅读。
