《中国石油大学（华东）》2012年博士论文

发布时间：2016-11-11 13:25

  本文关键词：深水钻井作业重大事故风险评估与控制，由笔耕文化传播整理发布。

《中国石油大学（华东）》 2012年

深水钻井作业重大事故风险评估与控制

邓海发  

【摘要】：深水海洋油气资源开发中，特殊的作业环境条件使深水钻井作业面临巨大的风险，而一旦发生重大事故，将会造成严重的经济、社会影响，为了保证深水钻井作业的安全顺利进行，必须开展深水钻井作业重大事故风险评估，研究事故风险控制与预防技术。本文结合国家863计划重大项目“南海深水油气勘探开发关键技术及装备”课题“深水表层钻井关键技术及装备研究”中深水表层钻井试验风险分析及控制的内容、中央高校基本科研业务费专项资金项目“南海深水油气开采风险控制技术应用基础研究”和“十二五”国家科技重大专项课题“深水油气田开发钻完井工程配套技术”子课题“深水钻井隔水管作业管理及安全评价技术研究”展开研究，在深水钻井作业风险评估，重大事故形成发展机理、安全屏障技术、井喷含硫天然气和原油泄漏扩散规律研究、深水表层钻井作业风险控制等方面取得了较大的研究成果，为深水钻井作业风险评估与控制提供有效的技术支持。本文主要研究成果归纳如下： 1深水钻井作业过程风险管理体系研究 提出深水钻井作业风险管理框架体系，主要包括风险辨识、风险评估、风险接受准则、风险控制、风险监测、风险预警六个子系统，对各子系统进行详细的概念设计。分析深水钻井作业面临的主要问题，辨识出深水钻井作业主要风险因素为物质风险、作业工艺风险和环境风险三个方面。从地质条件、人员因素、组织管理因素、环境因素、设备结构因素、工艺技术六个方面建立深水钻井作业风险评估指标体系，结合层次分析法和模糊评价理论建立深水钻井作业风险评估模型，以实现对深水钻井作业过程的风险评估。 2深水钻井作业重大事故分析与安全屏障技术研究 对近年来海洋钻井作业中发生的重大事故及原因进行统计分析，重点针对井喷重大事故，建立事故树模型，得出导致井喷事故发生的最小割集，系统分析井喷事故影响因素。开展重大事故安全屏障技术研究，将安全屏障系统分为技术屏障、人员/组织屏障、作业屏障三类，构建安全屏障系统分析模型。综合考虑风险因素的累积作用，提出深水钻井作业重大事故致因模型，结合“深水地平线”钻井平台火灾爆炸事故，进行重大事故形成逻辑关系分析和安全屏障系统失效分析。 3深水钻井作业井喷事故仿真技术研究 针对钻井平台上设备多、空间狭小的特点，研究复杂结构几何模型建模方法。通过分析大气扩散条件和确定危险气体评价标准，建立甲烷、天然气井喷泄漏扩散数值仿真模型。分析海洋环境风向和风速对含硫天然气扩散运动过程影响，获得甲烷和硫化氢扩散分布规律。建立井喷甲烷燃烧爆炸仿真模型，开展井喷燃烧爆炸冲击波和热辐射对平台空间危害分析。针对深水海底原油井喷泄漏污染问题，建立深水海底溢油扩散数值仿真模型，，分析海流流速、海水浮力和溢油量等因素对原油扩散过程的影响。 4深水钻井作业关键设备可靠性分析 针对深水钻井作业关键设备隔水管系统和防喷器系统，开展设备可靠性评估，结果表明，腐蚀、磨损和平台偏移量过大是造成隔水管系统失效的主要原因，而主控制系统失效是引起防喷器系统失效的主要原因。开展动态压井钻井作业关键装置钻井液密度动态调节装置性能评估，分析DKD作业过程中井底压力、钻井液密度、泵压等关键工艺参数计算模型，以南海某深水表层钻井作业过程为例，开展动态压井作业DKD装置可靠性分析。 5深水表层钻井作业风险分析与控制 以深水表层钻井作业过程为例，开展深水钻井作业风险评估与控制技术研究。基于风险矩阵方法、HAZOP分析法、FMEA方法，开展深水表层钻井作业不同工艺过程和关键设备风险分析，找出主要风险因素，并提出有针对性的风险控制措施。开展深水表层钻井作业模糊综合评价，得出其钻井作业风险等级，针对表层钻井作业浅层气事故开展研究，建立浅层气井喷事故Bow-tie模型，提出用于事故预防与控制的安全屏障。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国石油大学（华东）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE28
【目录】：

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