基于贝叶斯网络的水平定向钻穿越施工风险评价研究

发布时间：2017-08-11 19:11

  本文关键词：基于贝叶斯网络的水平定向钻穿越施工风险评价研究

  更多相关文章： 水平定向钻 风险评价 鱼刺图 ABAQUS 贝叶斯网络

【摘要】：油气长输管道的建设距离长,途径地形和环境复杂多变,不可避免的要通过公路、铁路、河流等障碍物,跨越或穿越施工可以解决这一难题。水平定向钻穿越施工是一种非开挖的施工方法。由于其具有适应性强,铺管精度高,环境影响小,可保证埋深,有较好的经济效益和社会效益,能穿越河流、公路或障碍物等优点而被广泛应用于油气管道穿越施工中。但水平定向钻穿越施工的整个过程中,受地质和环境条件限制较大,泥浆性能控制较困难,对钻具等设备的依赖性强,钻进与回拖过程的不可见性等均增加了施工风险,因此有必要对水平定向钻穿越施工进行风险评价研究。为了客观实际地评价油气管道水平定向钻穿越施工的风险,本文提出基于贝叶斯网络和力学分析的风险评价方法。针对水平定向钻穿越施工的特点,将施工过程划分为8个阶段,用鱼刺图进行风险因素辨识,从而理清因素间的逻辑关系。由于水平定向钻穿越施工过程中影响因素众多的特点,提出采用贝叶斯网络的方法来分析施工的失效可能性并确定失效可能性等级。采用ABAQUS有限元软件建立水平定向钻穿越施工回拖过程的力学模型,对特征影响因素进行定量化分析,其中包括工程设计参数、施工工艺参数和穿越地层地质参数。综合人员伤亡、工程成本增加和环境影响损失三方面影响,通过物元可拓法得出水平定向钻穿越施工失效后果等级。最终,根据失效可能性等级和失效后果等级建立风险矩阵,得到水平定向钻穿越施工的风险等级。同时,为了降低水平定向钻穿越施工各施工阶段风险,本文对水平定向钻穿越施工风险控制方法进行了初步研究。针对水平定向钻穿越施工提出了风险缓解措施,从而使水平定向钻穿越施工阶段满足风险可接受准则,确保施工的安全进行。
【关键词】：水平定向钻 风险评价 鱼刺图 ABAQUS 贝叶斯网络
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8
• 1.2 研究目的及意义8
• 1.3 研究现状8-10
• 1.3.1 国外研究现状8-10
• 1.3.2 国内研究现状10
• 1.4 论文研究内容方法与技术路线10-13
• 1.4.1 研究内容11
• 1.4.2 研究方法11
• 1.4.3 技术路线11-13
• 第2章 油气管道水平定向钻穿越施工风险因素辨识13-23
• 2.1 水平定向钻穿越施工技术概述13-16
• 2.2 水平定向钻穿越施工典型事故分析16-17
• 2.3 风险因素辨识方法简介17-18
• 2.4 水平定向钻穿越施工风险因素辨识18-22
• 2.4.1 施工准备阶段风险因素辨识18-19
• 2.4.2 钻导向孔阶段风险因素辨识19
• 2.4.3 组对焊接阶段风险因素辨识19-20
• 2.4.4 补口补伤阶段风险因素辨识20
• 2.4.5 扩孔阶段风险因素辨识20-21
• 2.4.6 管道回拖阶段风险因素辨识21
• 2.4.7 清扫试压干燥阶段风险因素辨识21-22
• 2.4.8 竣工验收阶段风险因素辨识22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 水平定向钻管道回拖仿真研究23-43
• 3.1 回拖力的计算23-27
• 3.1.1 孔外管道自重引起的阻力23-24
• 3.1.2 孔内管道通过直线段引起的阻力24
• 3.1.3 管道通过弯曲段的阻力24-26
• 3.1.4 泥浆拖曳阻力26-27
• 3.2 ABAQUS简介27
• 3.3 ABAQUS基本分析步骤27-30
• 3.3.1 几何模型建立27
• 3.3.2 材料模型建立27-29
• 3.3.3 分析步及接触属性设置29
• 3.3.4 边界条件的定义与网格划分29-30
• 3.4 管道应力分析30-33
• 3.5 特征影响因素分析33-42
• 3.5.0 工程设计参数的影响33-37
• 3.5.1 施工工艺参数的影响37-39
• 3.5.2 穿越地层地质参数的影响39-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第4章 水平定向钻穿越施工风险评价方法研究43-53
• 4.1 贝叶斯网络简介及构建方法43
• 4.2 贝叶斯网络参数确定43-46
• 4.2.1 先验概率确定方法44-45
• 4.2.2 贝叶斯网络概率分布确定方法45-46
• 4.2.3 GeNIe概率推理46
• 4.2.4 后验概率确定方法46
• 4.3 失效可能性评价方法46-47
• 4.4 失效可能性等级划分47-48
• 4.5 失效后果评价方法48-52
• 4.5.1 失效后果指标体系48-49
• 4.5.2 指标权重的确定方法49-51
• 4.5.3 物元可拓模型的建立51-52
• 4.5.4 失效后果等级划分52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 定向钻穿越施工风险评价模型及指标体系研究53-71
• 5.1 水平定向钻穿越施工风险评价模型的建立53
• 5.2 水平定向钻穿越施工失效可能性指标评价体系53-68
• 5.2.1 施工准备阶段失效可能性指标体系54-56
• 5.2.2 钻导向孔阶段失效可能性指标体系56-58
• 5.2.3 组对焊接阶段失效可能性指标体系58-61
• 5.2.4 补口补伤阶段失效可能性指标体系61-62
• 5.2.5 扩孔阶段失效可能性指标体系62-63
• 5.2.6 管道回拖阶段失效可能性指标体系63-65
• 5.2.7 清扫试压干燥阶段失效可能性指标体系65-67
• 5.2.8 竣工验收阶段失效可能性指标体系67-68
• 5.3 特征影响因素评分68-69
• 5.4 风险等级确定69-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第6章 水平定向钻穿越施工风险评价实例71-81
• 6.1 施工项目概况71-72
• 6.2 渠江定向钻穿越施工失效可能性评价72-77
• 6.2.1 评价指标先验概率计算72-74
• 6.2.2 各阶段失效概率计算(GeNIe概率推理)74-76
• 6.2.3 渠江定向钻穿越施工失效可能性等级76
• 6.2.4 最大致因链确定76-77
• 6.3 渠江定向钻穿越施工失效后果评价77-80
• 6.3.1 权重的确定77-78
• 6.3.2 物元可拓评价78-80
• 6.3.3 渠江定向钻穿越施工失效后果等级80
• 6.4 渠江定向钻穿越施工风险等级确定80
• 6.5 本章小结80-81
• 第7章 风险缓解措施81-85
• 7.1 风险可接受性准则81
• 7.2 ALARP原则81-82
• 7.3 风险缓解措施82-84
• 7.4 本章小结84-85
• 第8章 结论与展望85-87
• 8.1 结论85
• 8.2 展望85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-93
• 附录A 特征影响因素下管道的最大Mises应力云图93-100
• 附录B 各施工阶段现场调查表100-107
• 附录C 各施工阶段指标分值及先验概率值107-110
• 附录D 贝叶斯网络概率推理图110-113
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果113

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程志新,吕明纪;水平定向钻穿越工艺技术的突破[J];石油工程建设;2001年01期

2 安金龙;锡澄运河水平定向钻穿越的风险评价及其削减措施[J];化工建设工程;2002年06期

3 赵岚;水平定向钻在钢质燃气管道施工的应用[J];煤气与热力;2005年05期

4 秦建英;张宇;;水平定向钻在四川中型河流穿越中的运用[J];天然气与石油;2006年01期

5 芦东芳;;软土地基中污水主干管工程水平定向钻穿越施工[J];电力勘测设计;2008年02期

6 刘盛兵;向启贵;刘坤;;水平定向钻穿越施工及其风险控制措施探讨[J];石油与天然气化工;2008年04期

7 张穹;;管道水平定向钻穿越长江的技术分析[J];管道技术与设备;2008年05期

8 宋建建;张志强;李长春;;水平定向钻天然气输气管线安装的后勤及技术挑战[J];国外油田工程;2009年05期

9 孙晓宝;姜伟;解玉鑫;;水平定向钻设计考虑因素[J];国外油田工程;2009年05期

10 蔡亮学;何利民;吕宇玲;薛振兴;;水平定向钻穿越方案设计方法研究[J];石油工程建设;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 高雪林;叶桦;任峥峥;方长青;;水平定向钻的轨迹自动纠偏方法[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第四分册）[C];2013年

2 史越倩;张成喜;姜楠楠;;水平定向钻穿越工程技术探讨[A];中国土木工程学会城市燃气分会输配专业委员会2007年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 许洪波;大型水平定向钻在徐州穿越京杭运河[N];石油管道报;2006年

2 钟基;水平定向钻试钻获成功[N];中国矿业报;2003年

3 本报记者 胡汝娟 通讯员 吴乐;打造“世界驰名中国第一穿”[N];石油管道报;2006年

4 曹良才 孙克;水平定向钻穿越高邮湖底[N];中国石化报;2006年

5 记者 姜斯雄 通讯员 许洪波;国内河流首次水平定向钻穿越成功[N];中国石油报;2003年

6 本报通讯员 尚杰 本报记者 谭国伦;创新，，企业发展的灵魂[N];廊坊日报;2006年

7 穿越公司提供;开拓进取 持续创新 实现科学发展[N];石油管道报;2008年

8 管道局穿越分公司;穿越六年创辉煌 科学发展谱华章[N];石油管道报;2008年

9 记者 李尚坤 王金法 通讯员 国伟 陈同彦;舟山海底完成“世界第一穿”[N];中国石化报;2005年

10 本报记者 刘涛邋特邀记者 史扬 吴乐;管道建设中的“土行孙”[N];石油管道报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 何将福;硬岩水平定向钻用射流式液动锤理论与试验研究[D];吉林大学;2016年

2 蔡亮学;水平定向钻管道穿越回拖过程动态力学特性研究[D];中国石油大学（华东）;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张宇彬;水平定向钻平行孔孔壁稳定性分析[D];中国地质大学(北京);2016年

2 江文;基于贝叶斯网络的水平定向钻穿越施工风险评价研究[D];西南石油大学;2016年

3 黄泳硕;管道穿越非开挖水平定向钻欠平衡方法中的水力学研究[D];西南石油大学;2012年

4 李俊;水平定向钻铺管工程潜在安全隐患及对策研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

5 樊琦;水平定向钻孔孔壁稳定性分析及工程应用研究[D];西安科技大学;2010年

6 刘杰;非开挖冒浆问题解析及防冒浆软件的研发[D];中国地质大学;2009年

7 汪爽;水平定向钻穿越管道回拖作业过程的力学分析及软件实现[D];西南石油大学;2014年

8 刘晓宏;WX600型水平定向钻节能技术研究[D];中南大学;2012年

9 李智慧;长输管道水平定向钻穿越工程项目施工风险管理研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

10 黎纳;水平定向钻技术在高压燃气管道施工中的应用研究[D];华南理工大学;2011年

本文编号：657795