基于DFTA的半潜式钻井平台钻井系统失效风险分析

半潜式钻井平台在海洋油气开采中占有重要地位,其工作运行风险与自身设备状况、外界环境等密切相关,一旦发生事故将导致巨大损失,故对其失效风险的分析工作需要迫切开展。海洋平台系统的失效演化是一个动态的、时变的过程,静态风险分析方法已不能满足准确性要求,故本文采用动态故障树分析法对半潜式钻井平台的钻井系统设备进行失效风险分析。基于系统功能分级思想,选取钻井系统的系统设备部件进行内部逻辑关系梳理,确定故障树定量分析的三类事件和动态逻辑门,并根据已收集的基本事件的失效数据计算得到以钻井系统失效为顶事件的系统失效率为0.0276,最后比对基本事件在顶事件失效中所占的比重,结合故障树计算结果得出敏感性分析下的关键失效因素,并提出以钻井系统大钩失效为重点关注风险规避对象,以钻井绞车的主刹车失效、转盘部件中的方补心失效以及卡瓦失效为主要关注风险规避对象的失效规避路径。     

基于模糊故障树方法的钻井平台井喷概率计算

基于模糊理论,提出了一种定量风险评估方法——模糊故障树方法。查阅历史数据库或者借助专家判断,给出故障树模型中各基本事件发生可能性的模糊数表示。考虑到不同专家意见之间可能存在的差异,给出了处理专家意见的运算法则及确定专家权重的理论方法。以半潜式钻井平台发生井喷为顶事件,构建了故障树模型,依据给出的模糊故障树理论模型,计算得到半潜式平台在钻进或固井过程中发生井喷的概率。     

基于贝叶斯网络的半潜式钻井平台钻井设备系统可靠性分析

半潜式钻井平台的系统可靠性是保证其正常进行安全生产作业的重要指标。当前,国内对半潜式平台的可靠性研究主要集中于平台结构的可靠性上,对平台系统可靠性少有涉猎,并且传统可靠性分析方法难以定量分析某个设备的失效对系统可靠性的影响。本文提出应用贝叶斯网络法来进行半潜式钻井平台系统可靠性分析,通过设备间的依赖关系来确定网络结构和节点参数,建立贝叶斯网络模型并计算出系统可靠度,再对钻井系统进行故障诊断,推算钻井系统中各个根节点的后验概率,并成功找出钻井系统中的最薄弱环节为顶驱装置(Top-drive Drilling System, TDS),从而有针对性的对顶驱装置进行优化,可以有效提升半潜式钻井平台系统可靠性。     

基于作业流程的深水半潜式钻井平台总体布局规划研究(英文)

第六代半潜式钻井平台装备复杂,尤其双钻井中心应用对平台布局带来新变化,总体布局设计是半台钻井作业效率的重要影响因素.本文系统研究总体布局设计,提出工程使用布局设计方案.首先建立双钻井中心钻井作业流程图,确定布局原则,以钻井效率为基本出发点,对平台各支持/服务系统输送方式进行规划设计,按各种输送方式对平台层次进行划分,确定以双钻井中心为中心的空间向心布局方案,按作业功能对平台设备设施进行模块划分,以模块作为基本布局单元,对上、下甲板采用小同布局算法进行布局规划,上层半台以输送成本最低利于输送算法布置,下层平台采用最适合面积算法,优先布置大尺寸模块,并对立柱、下浮体存储进行规划.最后研究布局对平台重心影响,进行重心计算并依据重心变化进行布局调整.本义针对半潜平台复杂大系统,采用层次划分和模块分解方法进行布局规划方案对我国半潜式钻井半台设计有一定借鉴意义.     

支持平台钻井包设计风险管理

支持平台钻井作业方式特殊、钻井包设计难度大,且该项目又与常规设计过程不同,因此加强项目风险管控,寻找风险与成本收益上的最佳平衡点,将风险水平降至最低是项目实施的首要目标。文章针对支持平台钻井包设计过程中的风险管控进行研究,在项目的设计初期建立初步风险研究思路,引入风险分析方法,选取风险接受准则,对设计过程的风险因素进行识别和评估,重点对高危区域及接近高危区域的风险因素进行分析并提出合理应对措施。     

基于故障树的无人潜航器可靠性研究

在武器装备领域,系统的可靠性已成为重要的评价指标,故障树分析法则是可靠性仿真中最有效的分析方法之一。首先对无人潜航器(UUV)进行系统分析,然后介绍了故障树分析方法,并对该系统建立了以无人潜航器试验不能完成为顶事件的故障树。采用计算机辅助故障树分析方法对该故障树进行可靠性仿真,仿真结果求出了UUV系统的平均故障间隔时间、各基本部件的概率重要度和模式重要度,并得出了其可靠度直方图、失效分布直方图和失效密度直方图,与理论吻合。     

基于故障树的沉船整体打捞系统失效风险分析

采用双船抬吊打捞系统对大吨位沉船进行整体打捞是一项高难度高危险作业,对打捞系统及打捞过程进行风险评估至关重要.基于故障树分析法对双船抬吊打捞系统进行分析,确定打捞系统的逻辑树与二级子系统,分析二级子系统的失效模式,并绘制打捞系统的故障树.根据打捞工程危险源识别报告、失效数据库估算基本事件的发生概率,通过故障树定量分析得到打捞系统发生故障的概率是0.002 16,属于中等偏高风险,平均无障碍工作时间约为463.97h.最后通过计算分析确定了基本事件的风险值,并为风险值较高的基本事件提出风险控制方法,为打捞作业安全保障提供支持.     

深水半潜式钻井平台DP3动力定位能力分析

以一座深水半潜钻井平台为对象,研究其动力定位系统的定位能力。依据API规范对动力定位能力的分析方法和要求,对半潜平台动力定位系统进行环境载荷的计算与分析,建立了动力定位系统的分析模型,编制了动力定位能力计算程序,针对平台推力系统的完整模式和各种失效模式,计算并绘制了平台在作业工况和待机工况下动力定位能力曲线和静态功率消耗曲线。计算结果表明,该平台的动力定位系统能够满足DP-3级别要求,能保证半潜钻井平台在设计海况下正常作业。     

自升式钻井平台海水系统优化设计

自升式钻井平台的海水管路系统较传统船舶繁复,平台中相关设备布置分散,对海水的需求工况差异大,一般的管路系统设计计算方法已无法满足设计要求。采用AFT流体分析软件,针对钻井平台的整个管网系统的设备供水点,结合各种工况及相应的技术要求,初步设计管网系统的流量分配,进行流体平衡分析,对流量不足的供水点进行优化设计并验证,取得符合相应设备对应工况需求的流量分配。AFT软件深化了钻井平台海水系统的设计流程,提高了工效并节约工程成本。     

基于故障树分析和贝叶斯网络方法的半潜式钻井平台系统多状态可靠性分析

半潜式钻井平台的系统可靠性对平台的生产和安全起着重要作用。传统的可靠性分析方法仅关注系统正常和故障的两种状态,而忽略了系统故障的程度。以D90半潜式钻井平台为工程背景,将系统的故障树转换成贝叶斯网络模型,并考虑了节点的正常、一般故障和严重故障3种状态,通过专家评分确定非根节点的条件概率表;应用贝叶斯网络的推理和诊断能力,计算系统可靠度,并诊断系统在不同故障状态下的最薄弱环节为E7顶驱系统。     

钻井平台陆海一体化设备综合管理系统设计

在借鉴油田服务公司钻井平台多年设备预防性管理经验的基础上,提出一个以远程通信为基础,通过陆海数据交互共享,实现钻井平台设备保养、备件物料管理等功能的管理信息系统,并阐述该系统的通信方式、网络结构及功能模型。     

基于模糊Bow-tie模型的深水钻井平台井喷溢油风险评价

针对目前深水钻井平台作业缺少有效定量评估井喷溢油风险的情况,引入模糊Bow-tie模型对深水钻井平台井喷溢油风险进行评价。评价过程中基于故障树方法分析深水钻井发生井喷的原因,采用事件树方法分析井喷溢油导致的后果,利用模糊集理论和专家评价相结合的方法计算得到井喷溢油概率和溢油后果风险值。通过对我国南海某深水钻井平台井喷溢油进行风险评估,结果显示,该平台井喷溢油概率为9.33×10~(-5),一旦发生井喷溢油,发生火灾+污染的概率相对较高,为6.96×10~(-5)。基于以上风险评估结果,提出井喷溢油风险防控措施,为深水钻井平台溢油应急管理提供技术支持。     

考虑维修的FPSO外输作业风险分析

对浮式生产储卸油装置(FPSO)串靠外输系统的风险源、风险演化过程、发生概率、维修周期和维修范围进行研究。首先基于统计得到的历史失效数据,对串靠外输系统进行风险辨识,并结合系统的设备组成确定引起不同风险的基本事件,建立串靠外输系统的故障树模型,理清风险的演化过程;然后采用4种概率模型分析不同基本事件的发生概率,计算外输事故发生概率的动态变化曲线,确定系统的维修周期;最后考虑设备故障概率的动态变化,计算不同年份下对系统可靠度起关键影响的部件,确定系统的维修范围。研究结果对外输系统的设计和外输作业具有一定的指导意义。     

自升式钻井平台风载荷研究

以海洋钻井平台风载荷计算为研究对象,将船级社规范、CFD计算流体力学计算、风洞试验和一种土木工程方法分别应用于一自升式海洋钻井平台的风载荷计算,并详细比较了各方法间存在的差异,比较论证了土木工程方法作为自升式钻井平台风载荷计算的参考价值。     

张力腿平台钻井设备模块准静力分析

基于某深海张力腿平台结构,采用SESAM软件建立该平台的水动力分析计算模型,通过计算得到该平台的RAO和极值加速度;进而采用ANSYS软件建立该平台上部钻井设备模块分析计算模型,以惯性力的形式考虑平台运动对上部结构强度分析产生的影响,并对钻井设备模块进行准静力分析,为张力腿平台这类移动式平台上部设备模块结构的强度分析提供研究思路和技术支持。     

超深水半潜式钻井平台钻井系统选型配置研究

文章针对超深水半潜式钻井平台钻井系统总体布局及作业工艺,在确定主要技术参数的基础上,对物料处理系统、游吊系统、旋转系统、钻柱升沉补偿装置、隔水管张紧系统、井架及钻台等核心部件的关键参数进行分析计算,提出了适用于超深水半潜式钻井平台的钻井系统配置方案,同时可为超深水海洋钻机设计提供参考。     

海洋平台钻井系统的特殊性设计

本文从陆地钻井入手,介绍陆地钻井系统原理。同时,以D90的系统设计为实例进行解析,探讨海上平台钻井系统的特殊性。最后展望了未来海洋钻井平台的发展趋势。     

自升式钻井平台钻台结构强度分析

钻台是自升式钻井平台的核心部分,其上布置有众多的钻井设备和结构。因此,钻台结构的强度符合要求是保证钻探作业安全开展的必要关键因素,对其结构强度进行研究十分有必要。以某375英尺自升式钻井平台的钻台结构为研究对象,考虑远洋拖航、作业和风暴自存三组主要工况,根据ABS MODU合理的选取与计算载荷,利用有限元软件MSC Patran/Nastran进行建模、计算及后处理。探讨了环境载荷与作业载荷的计算与施加方法,探究了钻台的结构强度分析方法并对其强度进行校核,为钻台结构设计提供指导。     

自升式钻井平台锚机基座结构强度分析

以某JU2000E型自升式钻井平台为例,对其锚机基座结构强度进行分析。介绍系泊系统,进行锚机基座有限元建模,并进行锚机基座强度计算结果分析和规范校核,可为自升式钻井平台后续结构加强和优化设计提供参考。     

射流管式电液伺服阀可靠性数字仿真

从射流管式电液伺服阀的基本失效分析出发,运用故障树分析理论,建立了以其不能正常工作为顶事件的故障树,并收集了各个底事件的失效分布函数。运用了蒙特卡罗方法与故障树分析相结合进行可靠性数字仿真,并以MATLAB为平台,编制了伺服阀的故障树仿真分析程序,得出了射流管式电液伺服阀平均故障间隔时间和在不同工作时间要求下的可靠度,为射流管式电液伺服阀可靠性定量分析、评估提供了一定依据。