海底管道全寿命风险分析方法研究

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海底管道作为海上油气开发系统的基础设施和关键设备之一,一旦发生失效,将严重影响采油系统的生产安全。因此,本文提出了一种同时考虑动态系统风险和多态系统风险的评价方法,结合专家评价对南海某海底管道进行评估,得出风险因素排序结果与数据库进行比较,验证该方法的实用性和合理性。首先,调研英国PARLOC数据库、EGIG数据库、API数据库、IOGP数据库统计海底管道事故类型和事故原因,识别潜在的失效源,构建动态故障树模型。其次,开展海底管道全寿命动态系统风险分析。采用区间二元语义精确量化各基本事件年发生可能性的评价信息,同时考虑专家权重和观点间的相似程度2个方面,按照基于区间二元语义的群聚合方法得到年失效率。采用蒙特卡洛法进行动态故障树分析,得出不同时间下的顶事件失效概率、平均失效时间和基本事件Fussell-Vesely重要度等风险指标。然后,开展海底管道重要时间节点的多态系统风险分析。采用模糊理论和置信度理论量化严重失效在总失效中所占比例的评价信息,引入t范数降低模糊累计效应,聚合专家观点得到较为准确的三态(正常状态、轻微失效状态和严重失效状态)概率。提出转化原则,将已构建的动态故障树转化为多态贝叶斯网络。通过贝叶斯网络推理,得到该时间节点下的系统概率、根节点和主要因素重要度等风险指标。最后,通过对比分析,上述方法的评价结果与数据库统计资料具有较高的一致性,验证了本文方法的合理性。
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