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摘要：海洋石油工程所有各专业的设计和施工、对海底管线的安全稳定性进行研究分析具有重要意义。海底管线系统包含立管、海底平管以及登陆管线三个主要部分,每一部分受到的荷载条件均不相同,复杂多变。海洋工程项目的管线设计预见性对安全有很大的可控性。
关键词：海洋工程管线设计 风险分析
中图分类号： S611 文献标识码： A
1. 海洋工程项目的管线设计存在的问题
（1）海洋工程项目中管线系统风险体系研究
管线在油气输送中的运用已有百年历史,从初期的铸铁管的使用,到现在普遍采用的优质钢管,都存在因腐烛、第三方破坏、环境破坏以及误操作等因素造成的管线泄漏和破裂事故。油气介质的易燃、易爆、易扩散的特性,导致油气管线的泄漏及破裂事故很容易造成设备损坏、人身伤亡、和严重的环境污染。虽然现阶段在海底管线工程的设计、施工、运行、维修乃至回收期间都采取各种技术手段,减少了一定管线事故的发生,但是由于管线所处环境复杂多变,导致其常规的预防手段仍很难保障油气管线的在长期的运行期间,保持其结构的完整性以及维持安全运行状态。所以,我们有必要采用特定的方法对管线系统的风险体系进行研究,并以此为基础,预测海底管线在未来时段内存在的安全隐患,作好预防管线事故发生的准备,近而有效地预防海底管线泄露、破裂事故的发生。
（2）海洋工程项目中管线事故统计分析
海洋石油开发系统工程具有项目投资大、工艺技术复杂、风险大等特点。系统一旦发生事故,就会醜成非常的严重后果和影响,其中包括经济损失、环境污染甚至人身伤亡等等。20世纪后半叶世界上发生过多起重大事故。但最近15~20年里重大事故越来越少,这说明了海底管线系统技术的成熟以及人们风险意识的增强。过去重大事故的经验是预防未来发生类似事故的重要信息来源,因而将重大事故的经验以简明、全面的方式记录下来就非常的重要。这些信息不仅有益于海上设施风险的建模,而且可以作为背景信息解释为什么必须达到一些要求以及为什么这些要求很重要。
2.海洋工程项目中管线设计分析
(1)安全检查表法(Safety Check List)
安全检查表(Safety Check List)是进行安全检查、发现潜在危险、督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。它是安全系统中最基本、最初步的一种形式。安全检查表分析法的操作步骤如下:
安全检查表分析法步骤
(2)危险与可操作性研究(Hazard and Operability)
危险与可操作性研究(HAZOP),是用于識别危险与可操作性问题的一种分析技术。在实施危险与可操作性研究详细分析之前必须获取涉及制程设计以营运的详细信息,因而,最常应用于管道及仪表流程图制作后,或在修改及操作现有设备期间的详细设计阶段。危险与可操作性研究分析还需要许多方面的知识,包括制程、仪器仪表、计划或实际营运。该信息通常是由团队成员提供,而这些团队成员通常都是各领域内的专家。危险与可操作性研究团队通常由5到7位设计工程、营运、维护、卫生安全及环境保护等不同背景及经验的人组成。HAZOP基本分析步骤如下:
HAZOP法分析流积图
(3)失效模式与影响分析(Failure Mode and Effect Analysis)
失效模式与影响分析(FMEA)是一种以定性分析为主的方法,可应用于系统全生命周期的各个阶段,为详细的定量分析提供一个框架。FMEA方法操作起来十分的简单,而且在风险评价过程中可以随时添加其它重要事件,比较灵活,应用广泛。
(4)事件树分析(Event Tree Analysis)
事件树分析(ETA)是描述危险情景会导致可能事件链的视觉模型。对触发事件(也称为顶事件)进行了定义,并对其频率或发生概率进行了计算。通过对每个提问都只需回答“是”或“否”的问卷列表,确定触发事件会导致的可能后果,它是一种逻辑演绎法,它在给定的一个初因事件的情况下,分析此初因事件可能导致的各种序列的结果, 从而定性或定量地评价系统的特性,帮助分析人员作出正确的决策。ETA法常用于安全系统的事故分析和系统的可靠性分析。
(5)故障树分析(Fault Tree Analysis)
故障树分析法(FTA)又称作事故树分析,是一种静态的逻辑演绎的系统安全分析法。该方法是可以有效识别设备故障起因,并主要作为可靠性可可操作性评估的工具它将特定系统的特定风险事件作为顶事件,再逐层分析其发生原因并按照逻辑关系列出,构成一种树状逻辑图,及故障树图。
故障树分析流程
(6)蝶形结法(Bow-tie)
蝶形结法(Bow-tie)可用来有效演示如何能实现设备安全管理系统的过程,能协助经营者分析和管理处于风险状态的系统,并且通过图形显示及说明危险、控制、风险减少措施与系统健康、安全、环境活动之间的关系。蝶形结图描述了危险、威胁、屏障、事态加剧因素、控制、后果、恢复准备措施及管件人物之间的关系。在许多情况下,蝶形结法己经成为说明各因素之间关系的首选工具。蝶形结实际上是传统使用的故障与事件树,即故障树构成蝶形结构的左侧,而事件树则构成蝶型结构的右侧。
(7)肯特管线风险评价模型
肯特管线风险评价模型,也称为肯特评分法或肯特指数评价模型。W.Kent.Muhlbauer先生于1992年提出,并在《Pipeline Risk Management Manual》一书中详细的介绍了这种管线风险评估方法。由于肯特评分法所确定的指标体系具有科学性、完整性。对比分析了定性评估、半定量评估以及定量评估方法的特点和适用范围；结合海底管线系统风险的特征,重点介绍了适用于管线风险评估的几种方法。
参考文献:
[1] W.Kent.Muhlbauer 《Pipeline Risk Management Manual》
[2] 美国雪佛龙公司 海上油气工程设计实用手册
ANALYSIS OF PIPING DESIGN IN OFFSHORE PROJECT
Zhangxiang
(BOMESC Offshore Engineering Company Limited TEDA TIANJIN CHINA 300457)
Abstract: All the professional offshore oil engineering design and construction, for the safety and stability of submarine pipeline research and analysis is important. Subsea pipeline system includes risers, subsea pipelines flat tube and landed three main parts, each part load conditions are not subject to the same complex. Pipeline design predictability marine security projects have great controllability.
Keywords: Offshore Engineeringpiping designrisk analysis
作者简介：
张祥 男 助理工程师 博迈科海洋工程股份有限公司设计部 电话:15922211445 主要从事海洋工程方面的管道设计工作。
关键词：海洋工程管线设计 风险分析
中图分类号： S611 文献标识码： A
1. 海洋工程项目的管线设计存在的问题
（1）海洋工程项目中管线系统风险体系研究
管线在油气输送中的运用已有百年历史,从初期的铸铁管的使用,到现在普遍采用的优质钢管,都存在因腐烛、第三方破坏、环境破坏以及误操作等因素造成的管线泄漏和破裂事故。油气介质的易燃、易爆、易扩散的特性,导致油气管线的泄漏及破裂事故很容易造成设备损坏、人身伤亡、和严重的环境污染。虽然现阶段在海底管线工程的设计、施工、运行、维修乃至回收期间都采取各种技术手段,减少了一定管线事故的发生,但是由于管线所处环境复杂多变,导致其常规的预防手段仍很难保障油气管线的在长期的运行期间,保持其结构的完整性以及维持安全运行状态。所以,我们有必要采用特定的方法对管线系统的风险体系进行研究,并以此为基础,预测海底管线在未来时段内存在的安全隐患,作好预防管线事故发生的准备,近而有效地预防海底管线泄露、破裂事故的发生。
（2）海洋工程项目中管线事故统计分析
海洋石油开发系统工程具有项目投资大、工艺技术复杂、风险大等特点。系统一旦发生事故,就会醜成非常的严重后果和影响,其中包括经济损失、环境污染甚至人身伤亡等等。20世纪后半叶世界上发生过多起重大事故。但最近15~20年里重大事故越来越少,这说明了海底管线系统技术的成熟以及人们风险意识的增强。过去重大事故的经验是预防未来发生类似事故的重要信息来源,因而将重大事故的经验以简明、全面的方式记录下来就非常的重要。这些信息不仅有益于海上设施风险的建模,而且可以作为背景信息解释为什么必须达到一些要求以及为什么这些要求很重要。
2.海洋工程项目中管线设计分析
(1)安全检查表法(Safety Check List)
安全检查表(Safety Check List)是进行安全检查、发现潜在危险、督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。它是安全系统中最基本、最初步的一种形式。安全检查表分析法的操作步骤如下:
安全检查表分析法步骤
(2)危险与可操作性研究(Hazard and Operability)
危险与可操作性研究(HAZOP),是用于識别危险与可操作性问题的一种分析技术。在实施危险与可操作性研究详细分析之前必须获取涉及制程设计以营运的详细信息,因而,最常应用于管道及仪表流程图制作后,或在修改及操作现有设备期间的详细设计阶段。危险与可操作性研究分析还需要许多方面的知识,包括制程、仪器仪表、计划或实际营运。该信息通常是由团队成员提供,而这些团队成员通常都是各领域内的专家。危险与可操作性研究团队通常由5到7位设计工程、营运、维护、卫生安全及环境保护等不同背景及经验的人组成。HAZOP基本分析步骤如下:
HAZOP法分析流积图
(3)失效模式与影响分析(Failure Mode and Effect Analysis)
失效模式与影响分析(FMEA)是一种以定性分析为主的方法,可应用于系统全生命周期的各个阶段,为详细的定量分析提供一个框架。FMEA方法操作起来十分的简单,而且在风险评价过程中可以随时添加其它重要事件,比较灵活,应用广泛。
(4)事件树分析(Event Tree Analysis)
事件树分析(ETA)是描述危险情景会导致可能事件链的视觉模型。对触发事件(也称为顶事件)进行了定义,并对其频率或发生概率进行了计算。通过对每个提问都只需回答“是”或“否”的问卷列表,确定触发事件会导致的可能后果,它是一种逻辑演绎法,它在给定的一个初因事件的情况下,分析此初因事件可能导致的各种序列的结果, 从而定性或定量地评价系统的特性,帮助分析人员作出正确的决策。ETA法常用于安全系统的事故分析和系统的可靠性分析。
(5)故障树分析(Fault Tree Analysis)
故障树分析法(FTA)又称作事故树分析,是一种静态的逻辑演绎的系统安全分析法。该方法是可以有效识别设备故障起因,并主要作为可靠性可可操作性评估的工具它将特定系统的特定风险事件作为顶事件,再逐层分析其发生原因并按照逻辑关系列出,构成一种树状逻辑图,及故障树图。
故障树分析流程
(6)蝶形结法(Bow-tie)
蝶形结法(Bow-tie)可用来有效演示如何能实现设备安全管理系统的过程,能协助经营者分析和管理处于风险状态的系统,并且通过图形显示及说明危险、控制、风险减少措施与系统健康、安全、环境活动之间的关系。蝶形结图描述了危险、威胁、屏障、事态加剧因素、控制、后果、恢复准备措施及管件人物之间的关系。在许多情况下,蝶形结法己经成为说明各因素之间关系的首选工具。蝶形结实际上是传统使用的故障与事件树,即故障树构成蝶形结构的左侧,而事件树则构成蝶型结构的右侧。
(7)肯特管线风险评价模型
肯特管线风险评价模型,也称为肯特评分法或肯特指数评价模型。W.Kent.Muhlbauer先生于1992年提出,并在《Pipeline Risk Management Manual》一书中详细的介绍了这种管线风险评估方法。由于肯特评分法所确定的指标体系具有科学性、完整性。对比分析了定性评估、半定量评估以及定量评估方法的特点和适用范围；结合海底管线系统风险的特征,重点介绍了适用于管线风险评估的几种方法。
参考文献:
[1] W.Kent.Muhlbauer 《Pipeline Risk Management Manual》
[2] 美国雪佛龙公司 海上油气工程设计实用手册
ANALYSIS OF PIPING DESIGN IN OFFSHORE PROJECT
Zhangxiang
(BOMESC Offshore Engineering Company Limited TEDA TIANJIN CHINA 300457)
Abstract: All the professional offshore oil engineering design and construction, for the safety and stability of submarine pipeline research and analysis is important. Subsea pipeline system includes risers, subsea pipelines flat tube and landed three main parts, each part load conditions are not subject to the same complex. Pipeline design predictability marine security projects have great controllability.
Keywords: Offshore Engineeringpiping designrisk analysis
作者简介：
张祥 男 助理工程师 博迈科海洋工程股份有限公司设计部 电话:15922211445 主要从事海洋工程方面的管道设计工作。