海底管道系统裂纹损伤的风险分析
发布时间：2021-12-24 01:59
海底管道系统是海洋油气资源运输的主要方式,是海洋能源产业的生命主干线。由于海底管道系统所处的服役环境复杂,受到腐蚀、第三方破坏、自然环境等因素的影响,海底管道容易产生非常危险的裂纹损伤。海底管道裂纹从萌生到扩展涉及的机理比较复杂,有可能是单一因素作用,也有可能是多种因素的耦合作用,海底管道裂纹扩展到一定程度就会引起管道的破坏失效,危害巨大。因此,利用合理的风险评估技术对海底管道系统裂纹损伤进行风险分析具有重要意义。本文针对海底管道系统裂纹损伤风险分析的研究内容主要包括:（1）海底管道系统裂纹损伤事故统计与分析。本文分别统计分析了国内外海底管道事故数据和国内外由裂纹损伤导致的海底管道事故数据。两类事故数据优势互补,经过分析后结合各类裂纹产生机理得出了与海底管道裂纹损伤有密切联系的四类风险因素:腐蚀因素,误操作因素,第三方破坏因素和自然环境因素。（2）海底管道系统裂纹损伤的故障树定性分析与定量分析。在海底管道裂纹损伤失效风险因素的统计基础上,本文应用经典的故障树分析法对海底管道系统裂纹损伤进行了定性分析,并进一步结合专家判断法和模糊集合理论建立了海底管道系统裂纹损伤的故障树定量分析模型。定...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 海洋产业与海洋油气资源
1.1.2 海底管道系统
1.1.3 海底管道系统损伤
1.2 国内外研究现状
1.2.1 管道风险评价技术
1.2.2 管道裂纹损伤研究
1.3 本文的研究工作
1.3.1 研究内容
1.3.2 本文组织结构
2 海底管道系统裂纹损伤失效事故统计与分析
2.1 国内外海底管道事故统计
2.1.1 国外海底管道事故
2.1.2 国外海底管道裂纹损伤事故
2.1.3 国内海底管道事故
2.1.4 国内海底管道裂纹损伤事故
2.2 海底管道裂纹损伤失效因素分析
2.2.1 裂纹损伤类型
2.2.2 裂纹损伤风险因素分析
2.3 本章小结
3 海底管道系统裂纹损伤的故障树分析研究
3.1 管道风险评价方法
3.2 海底管道裂纹损伤故障树分析模型
3.2.1 故障树分析法
3.2.2 海底管道系统裂纹损伤失效的故障树
3.3 故障树定性风险分析
3.3.1 割集
3.3.2 故障树模型主要风险因素
3.4 故障树定量风险分析
3.4.1 客观概率与主观概率
3.4.2 专家判断法与模糊集合理论
3.4.3 确定基本事件模糊概率
3.4.4 定量分析模型
3.5 本章小结
4 基于贝叶斯网络的海底管道裂纹损伤定量风险分析
4.1 贝叶斯网络基础
4.1.1 贝叶斯网络的基本概念
4.1.2 贝叶斯网络模型的构成
4.1.3 贝叶斯网络推理
4.1.4 贝叶斯网络学习
4.1.5 贝叶斯网络软件
4.2 贝叶斯网络建模的三种方式
4.3 贝叶斯网络条件概率确定方法
4.3.1 故障树映射法
4.3.2 数据学习法
4.3.3 历史数据和规范准则法
4.4 海底管道系统裂纹损伤贝叶斯网络模型
4.4.1 基于贝叶斯网络的风险分析模型
4.4.2 风险分析模型后验概率计算
4.4.3 风险因素占比分析
4.4.4 风险分析模型灵敏度分析
4.5 本章小结
5 海底管道中间管段裂纹损伤风险分析案例研究
5.1 海底管道中间管段风险因素描述
5.1.1 中间管段事故考虑因素
5.1.2 船锚撞击海底管道产生机械裂纹的概率
5.2 贝叶斯网络建模
5.2.1 案例情况介绍
5.2.2 贝叶斯网络结构
5.2.3 贝叶斯网络结构先验概率
5.2.4 实际案例参数选定
5.2.5 条件概率参数确定
5.3 计算数据分析
5.3.1 风险分析结果与数据库数据对比
5.3.2 海底管道风险可接受标准
5.3.3 以管段3 为例进行数据分析
5.3.4 更新工程条件计算分析
5.4 本章小结
6 立管及安全区管段裂纹损伤风险分析案例研究
6.1 立管及安全区管道风险相关因素
6.1.1 立管及安全区管道事故考虑因素
6.1.2 海洋平台坠物撞击管道的概率
6.2 贝叶斯网络模型
6.2.1 案例情况介绍
6.2.2 贝叶斯网络结构
6.2.3 贝叶斯网络结构先验概率参数
6.2.4 条件概率参数确定
6.3 计算数据分析
6.3.1 风险可接受标准比较
6.3.2 以管段1 为例的数据分析
6.3.3 更新工程条件计算分析
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 进一步工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]管道表面蚀坑-裂纹的应力强度因子分析[J]. 余建星,李修波,谭玉娜,金成行,冯志强,韩翔希,符妃. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(05)
[2]长输油气管道裂纹失效案例调研[J]. 雷铮强,王富祥,陈健,王婷,郑洪龙. 石油化工应用. 2017(10)
[3]中国海油海底管道事故统计及分析[J]. 王红红,刘国恒. 中国海上油气. 2017(05)
[4]基于故障树与贝叶斯网络的川气东送管道风险分析[J]. 全恺,梁伟,张来斌,俞徐超,李元. 油气储运. 2017(09)
[5]裂纹参数对深水海底管道疲劳寿命的影响[J]. 余建星,郭帅,余杨,李妍,李骁. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(09)
[6]海底管道裂纹损伤评估及软件开发[J]. 李丽玮,郝林,周巍伟,裴晓梅,曹静. 海洋工程装备与技术. 2016(01)
[7]基于PCA与BP神经网络的充填管道失效风险评估[J]. 过江,张碧肖. 黄金科学技术. 2015(05)
[8]基于FTA-BN模型的城市燃气管道失效风险分析[J]. 张继旺,马庆春,张来斌. 北京石油化工学院学报. 2014(03)
[9]含裂纹缺陷油气管道失效概率定量评估[J]. 王禹川,赵常俊,黄刚,崔铭伟. 安全与环境工程. 2014(03)
[10]海底管道泄漏事故统计分析[J]. 方娜,陈国明,朱红卫,孟会行. 油气储运. 2014(01)
博士论文
[1]海底管道完整性管理中偶然荷载的风险评估和决策研究[D]. 刘宇涛.上海交通大学 2015
[2]基于屏障的在役海底管道量化风险评价技术研究[D]. 原文娟.中国地质大学（北京） 2014
[3]基于失效库的在役天然气长输管道定量风险评价技术研究[D]. 张华兵.中国地质大学（北京） 2013
[4]裂纹管结构的振动分析与裂纹识别[D]. 胡家顺.大连理工大学 2009
[5]海底管线安全可靠性及风险评价技术研究[D]. 丁鹏.中国石油大学 2008
硕士论文
[1]基于贝叶斯网络的船舶碰撞事故致因分析[D]. 尚云龙.大连海事大学 2009
[2]长输油气管道定量风险评价方法研究[D]. 杨慧来.兰州理工大学 2009
[3]事故树和贝叶斯网络用于溃坝风险分析的研究[D]. 杨宇杰.大连理工大学 2008
[4]海底油气管道系统风险评价技术研究[D]. 谢云杰.西南石油大学 2007
[5]长输油气管道故障树分析的定量风险评价方法研究[D]. 杨莉.兰州理工大学 2006
[6]X70钢焊接接头在海水中的应力腐蚀行为研究[D]. 孙新阁.天津大学 2005
[7]春晓气田群海底管道稳定性分析[D]. 陈小玲.浙江大学 2004
本文编号：3549608
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 海洋产业与海洋油气资源
1.1.2 海底管道系统
1.1.3 海底管道系统损伤
1.2 国内外研究现状
1.2.1 管道风险评价技术
1.2.2 管道裂纹损伤研究
1.3 本文的研究工作
1.3.1 研究内容
1.3.2 本文组织结构
2 海底管道系统裂纹损伤失效事故统计与分析
2.1 国内外海底管道事故统计
2.1.1 国外海底管道事故
2.1.2 国外海底管道裂纹损伤事故
2.1.3 国内海底管道事故
2.1.4 国内海底管道裂纹损伤事故
2.2 海底管道裂纹损伤失效因素分析
2.2.1 裂纹损伤类型
2.2.2 裂纹损伤风险因素分析
2.3 本章小结
3 海底管道系统裂纹损伤的故障树分析研究
3.1 管道风险评价方法
3.2 海底管道裂纹损伤故障树分析模型
3.2.1 故障树分析法
3.2.2 海底管道系统裂纹损伤失效的故障树
3.3 故障树定性风险分析
3.3.1 割集
3.3.2 故障树模型主要风险因素
3.4 故障树定量风险分析
3.4.1 客观概率与主观概率
3.4.2 专家判断法与模糊集合理论
3.4.3 确定基本事件模糊概率
3.4.4 定量分析模型
3.5 本章小结
4 基于贝叶斯网络的海底管道裂纹损伤定量风险分析
4.1 贝叶斯网络基础
4.1.1 贝叶斯网络的基本概念
4.1.2 贝叶斯网络模型的构成
4.1.3 贝叶斯网络推理
4.1.4 贝叶斯网络学习
4.1.5 贝叶斯网络软件
4.2 贝叶斯网络建模的三种方式
4.3 贝叶斯网络条件概率确定方法
4.3.1 故障树映射法
4.3.2 数据学习法
4.3.3 历史数据和规范准则法
4.4 海底管道系统裂纹损伤贝叶斯网络模型
4.4.1 基于贝叶斯网络的风险分析模型
4.4.2 风险分析模型后验概率计算
4.4.3 风险因素占比分析
4.4.4 风险分析模型灵敏度分析
4.5 本章小结
5 海底管道中间管段裂纹损伤风险分析案例研究
5.1 海底管道中间管段风险因素描述
5.1.1 中间管段事故考虑因素
5.1.2 船锚撞击海底管道产生机械裂纹的概率
5.2 贝叶斯网络建模
5.2.1 案例情况介绍
5.2.2 贝叶斯网络结构
5.2.3 贝叶斯网络结构先验概率
5.2.4 实际案例参数选定
5.2.5 条件概率参数确定
5.3 计算数据分析
5.3.1 风险分析结果与数据库数据对比
5.3.2 海底管道风险可接受标准
5.3.3 以管段3 为例进行数据分析
5.3.4 更新工程条件计算分析
5.4 本章小结
6 立管及安全区管段裂纹损伤风险分析案例研究
6.1 立管及安全区管道风险相关因素
6.1.1 立管及安全区管道事故考虑因素
6.1.2 海洋平台坠物撞击管道的概率
6.2 贝叶斯网络模型
6.2.1 案例情况介绍
6.2.2 贝叶斯网络结构
6.2.3 贝叶斯网络结构先验概率参数
6.2.4 条件概率参数确定
6.3 计算数据分析
6.3.1 风险可接受标准比较
6.3.2 以管段1 为例的数据分析
6.3.3 更新工程条件计算分析
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 进一步工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]管道表面蚀坑-裂纹的应力强度因子分析[J]. 余建星,李修波,谭玉娜,金成行,冯志强,韩翔希,符妃. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(05)
[2]长输油气管道裂纹失效案例调研[J]. 雷铮强,王富祥,陈健,王婷,郑洪龙. 石油化工应用. 2017(10)
[3]中国海油海底管道事故统计及分析[J]. 王红红,刘国恒. 中国海上油气. 2017(05)
[4]基于故障树与贝叶斯网络的川气东送管道风险分析[J]. 全恺,梁伟,张来斌,俞徐超,李元. 油气储运. 2017(09)
[5]裂纹参数对深水海底管道疲劳寿命的影响[J]. 余建星,郭帅,余杨,李妍,李骁. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(09)
[6]海底管道裂纹损伤评估及软件开发[J]. 李丽玮,郝林,周巍伟,裴晓梅,曹静. 海洋工程装备与技术. 2016(01)
[7]基于PCA与BP神经网络的充填管道失效风险评估[J]. 过江,张碧肖. 黄金科学技术. 2015(05)
[8]基于FTA-BN模型的城市燃气管道失效风险分析[J]. 张继旺,马庆春,张来斌. 北京石油化工学院学报. 2014(03)
[9]含裂纹缺陷油气管道失效概率定量评估[J]. 王禹川,赵常俊,黄刚,崔铭伟. 安全与环境工程. 2014(03)
[10]海底管道泄漏事故统计分析[J]. 方娜,陈国明,朱红卫,孟会行. 油气储运. 2014(01)
博士论文
[1]海底管道完整性管理中偶然荷载的风险评估和决策研究[D]. 刘宇涛.上海交通大学 2015
[2]基于屏障的在役海底管道量化风险评价技术研究[D]. 原文娟.中国地质大学（北京） 2014
[3]基于失效库的在役天然气长输管道定量风险评价技术研究[D]. 张华兵.中国地质大学（北京） 2013
[4]裂纹管结构的振动分析与裂纹识别[D]. 胡家顺.大连理工大学 2009
[5]海底管线安全可靠性及风险评价技术研究[D]. 丁鹏.中国石油大学 2008
硕士论文
[1]基于贝叶斯网络的船舶碰撞事故致因分析[D]. 尚云龙.大连海事大学 2009
[2]长输油气管道定量风险评价方法研究[D]. 杨慧来.兰州理工大学 2009
[3]事故树和贝叶斯网络用于溃坝风险分析的研究[D]. 杨宇杰.大连理工大学 2008
[4]海底油气管道系统风险评价技术研究[D]. 谢云杰.西南石油大学 2007
[5]长输油气管道故障树分析的定量风险评价方法研究[D]. 杨莉.兰州理工大学 2006
[6]X70钢焊接接头在海水中的应力腐蚀行为研究[D]. 孙新阁.天津大学 2005
[7]春晓气田群海底管道稳定性分析[D]. 陈小玲.浙江大学 2004
本文编号：3549608
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