内转塔式单点系泊系统风险评估方法研究

发布时间：2020-08-13 17:05

【摘要】：FPSO单点系泊系统在设计、连接、服役等过程中,容易受到恶劣环境、人员操作失误、设备故障、结构失效等因素影响,导致FPSO单点系泊系统出现故障,一旦故障发生,将影响到FPSO单点系泊系统自身以及油田安全。因此,本文针对内转塔式单点系泊系统进行了风险评估,对于海洋工程风险评估研究具有一定的参考意义,同时对于确保单点系泊系统的安全,规避重大风险的发生,具有重要的工程意义。本文针对大型及复杂的内转塔式单点系泊系统,重点研究了其结构特点,结合历史失效案例,进行了风险辨识。在风险辨识的基础上,考虑到多种失效模式的影响,选取故障树方法对结构系统进行风险分析。通过专家打分与模糊理论结合的方法,同时考虑底事件概率随时间变化情况,基于矩阵法对故障树进行求解,并对故障树进行了定性和定量分析。对于内转塔式单点系泊系统作业活动,进行连接作业步骤划分,在此基础上对每个作业步骤中可能出现的危险源进行了分析,讨论了现有控制措施,从而建立了单点连接作业安全分析表。对每一个作业步骤单元中的危险源进行概率发生可能性和后果严重度分析,结合风险矩阵进行风险评价。针对内转塔浮筒下沉风险事件,以南海某FPSO为例,基于水动力学计算了百年一遇海况下浮筒受力情况,并通过概率分布拟合结果,给出了风险的发生概率。结果表明:内转塔系泊系统结构故障树存在着较多的一阶最小割集,容易导致系统失效发生,带来严重后果,因此对于关键结构的安全需要更加重视。作业安全分析适用于包含大量人员、设备、结构的作业活动,单点连接作业中,绞车以及悬挂设施等设备是重要的设备,一旦发生故障将会直接导致作业受阻,这类设备设施需要在作业前进行重点排查,同时要在作业前制定出一旦此类设备发生故障后的应急措施。人员受伤、人员操作失误是作业过程中需要重点关注的风险事件,必须采取系统的控制措施降低人员风险。在保证足够的预紧力作用下,浮筒下沉脱落的概率较小,处于可接受范围。在设计上,选择合适的系缆位置,可以有效的降低下沉风险的发生。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U653.2
【图文】：

数量分布,数量分布,全球,开发油田

随着 FPSO 的发展，使用 FPSO 开发油田的理念泛的应用。根据 2011 年全球及中国 FPSO 行业研究报告，全球已有 187 艘 FPSO 投入运营。目前，世界范围内，、南美、英国、中国、澳大利亚、越南、印尼和挪威等国家量分布如图 1-1 所示。

单点系泊

图 1-2 内转塔式单点系泊塔式单点系泊系统主要有两种不同的设计形式，一种是 SBM司为代表的传统设计，另一种是挪威 APL 公司的新型设计显著区别，不同之处在于对不解脱系统单点和 FPSO 的系泊

海洋石油,系泊缆

设计并无显著区别，不同之处在于对不解脱系统单点和 FPSO 的系泊连接上。SBM 设计中，不解脱系统取消了解脱机构，系泊缆预先安装并放置在海底预定系泊区域，FPSO 到达现场后，再回接到 FPSO 收不锚链盘上。而 STP 设计中不解脱式系统保留了解脱机构，系泊缆和水下柔性立管以及电缆预先安装在系泊浮筒上，止置于海中某一深度，FPSO 到达现场后，捞起浮筒，进行连接。我国南海 FPSO 大多使用 STP 式单点系泊系统，如图 1-3 至 1-5 所示。

【参考文献】