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FPSO软刚臂式单点系泊系统风险评估
| 论文题名： | FPSO软刚臂式单点系泊系统风险评估 |
| 关键词： | 软刚臂单点系泊;风险评估;动态故障树;失效概率;蒙特卡洛法 |
| 摘要： | FPSO单点系泊系统作为海上油田区油、气、水、电等介质的枢纽，一旦出现风险，将严重影响采油系统的生产和安全。因此，本文针对FPSO软刚臂单点系泊系统进行风险评估研究，对于确保单点系泊系统的安全，避免重大事故的发生，具有十分重要的工程意义。 本文针对普遍应用于我国渤海油田片区的软刚臂式单点系泊系统进行风险评估。研究了单点系泊系统的组成，在结合历史失效案例的情况下，开展了失效模式及影响分析，完成风险辨识。在风险辨识的基础上，建立了单点连接部分的故障树，通过专家评价与模糊理论相结合的方法，得到了底事件的发生概率并完成了故障树的定性和定量计算。对于单点的核心部件滑环系统，考虑其双密封共备用的特点，采用动态故障树分析法建立了评估模型，分别通过马尔可夫方法及蒙特卡洛模拟得到了在有无备用件，是否考虑维修及失效速率变化等情形下滑环系统随时间变化的失效概率以及期望寿命，并提出了一种考虑临界失效状态的维修方案。在计算过程中，基于Matlab与VC++MFC混合编程开发了故障树分析软件，利用数据接口与绘图算法实现了故障树导入、图形输出、计算、报告显示等功能一体化。最后，针对系泊腿失效、船体触底及背向工况等风险事件，以一艘十六万吨FPSO为例，基于水动力数值模拟，计算了百年一遇海况下结构的受力，并通过概率分布拟合结果，给出了风险的发生概率。 分析结果表明：软刚臂系泊系统由于其系泊部件的“串联性”，系统存在较多能直接引起顶事件发生的一阶最小割集，单个构件的失效很容易引发连锁反应导致更严重的后果，因此加强对关键部件的预防性检查是很必要的。动态故障树分析方法更加适用于含备件和冗余滑环系统，增加备用件可以给系统提供缓冲的维修时间，有利于油田不停产持续运营。在保证系泊腿铰接处的流畅转动的情况下，系泊腿直接拉断以及船体触底的概率极小，可忽略不计。纵摆铰接头较横摆铰接头风险等级更高，需要更加重视。在设计上考虑背向工况，增大FPSO与船体间距有利于避免碰撞风险发生。 |
| 作者： | 肖泥土 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 唐友刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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