基于层次分析法的深海平台钢悬链线立管风险评估

发布时间：2020-07-13 17:53

【摘要】：由于低成本、水下动力性能优良等特点,钢悬链线立管(Steel Catenary Riser, SCR)逐渐成为深海能源开发的首选立管型式。然而,作为油气输送的关键功能设施,海洋环境的复杂多变与现场经验的缺乏,使得SCR立管成为深海平台结构中最薄弱的构件之一。各类失效因素的不确定性以及失效事故资料的不完备,给SCR立管的长期服役安全造成了巨大的挑战,对其进行以失效破坏可能性与严重性为目的的风险评估研究意义重大。本文基于层次分析法建立了深海平台SCR立管的风险因素识别模型,分析了影响SCR立管安全运行的主要风险因素；运用基于层次分析法改进的模糊故障树法分析了立管的失效概率；采用基于层次分析法改进的专家综合评估法分析了立管的失效后果；结合两者的分析结果,利用风险矩阵分析法对长期服役状态的SCR立管系统进行了风险评估。主要内容如下：首先,依据基于粒子群算法的层次分析法,构建了深海平台SCR立管风险因素的递阶层次结构体系。根据深海平台SCR立管现场监测和定期检测等工程经验,研究了SCR立管的失效模式,计算了各个风险因素的权重,进而筛选出了影响深海平台SCR立管安全运行的关键风险因素。其次,针对相关数据资料严重缺乏的情况下确定系统风险发生概率较为困难的问题,基于层次分析法对模糊故障树法进行改进,建立了SCR立管风险因素的故障树结构体系,实现了对深海平台SCR立管失效概率的定量分析。然后,基于层次分析法对专家综合评估法进行改进,建立了立管失效后果的层次结构体系,进而对深海平台SCR立管失效导致的人身、环境和经济等损失后果进行了综合评分。最后,应用风险矩阵分析法,在综合分析失效概率和后果的基础上对处于长期服役状态的SCR立管系统进行了定量风险评估。分别确定了深海平台SCR立管的失效概率和失效后果相应的风险等级,进而确定了立管系统的风险等级。风险评估结果表明该长期服役状态的深海平台SCR立管风险处于高风险区,据此决策需要采取一定的风险控制措施。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P756.2

【参考文献】