高压地下储气井失效故障树的建立及定性分析

对现有常规CNG高压储气井事故进行分析,结合埋地输气管道失效原因,建立以CNG高压储气井失效为顶事件的CNG高压储气井失效故障树。通过系统的定性分析,列出导致顶事件发生的原因和失效形式,得到故障树的各阶最小割集,由此确定储气井的主要失效形式并提出相应的改进措施。故障树分析的结果可为已有储气井的维护和新储气井的设计提供理论指导,对减少事故发生具有重要的意义。     

墨西哥湾漏油事件引发美国强化深水钻井应急措施

<正>2010年4月,美国墨西哥湾发生漏油事件后,美国政府强化了深水钻井应急措施,以避免再次发生同类灾难。美国政府新政策要求深水钻井应建立海上应急救援系统,主要包括以下内容:①深水钻井的海床BOP(防喷器)通用连接系统;②深水钻井的海底漏油乳化处理剂喷洒系统;③深水钻井应具有避飓风、台风功能的浮筒式漏油收集系统;④深水钻井的救援井钻进系统。     

闸板防喷器故障树分析

根据闸板防喷器在现场应用过程中出现的典型失效案例,结合有关文献资料,利用下行法建立了闸板防喷器的故障树。分析出闸板防喷器失效的主要形式及原因,通过定性与定量分析,找出了闸板防喷器失效的结构重要度,提出密封件质量为闸板防喷器失效过程中的薄弱环节。在故障树分析理论的基础上,对失效过程中的主要因素进行了探讨,为闸板防喷器的现场使用提供了管理和维修的参考依据。     

基于动态贝叶斯网络的深水防喷器可靠性研究

研究深水闸板防喷器系统的可靠性具有十分重要的意义。为此,将深水闸板防喷器故障树模型转换为静态贝叶斯网络模型,再经时序扩展得到其动态贝叶斯网络模型。利用BNT和GraphViz4Matlab软件包对动态贝叶斯网络进行建模和推理分析,得出如下结论:①在400周内,深水闸板防喷器的可靠性随时间的延长逐渐下降,在第400周时趋近于0;②深水闸板防喷器的可靠性随基本事件节点退化导致失效的概率DS1和DS2的增大而下降,且DS1的影响大于DS2;③研究的4个基本事件退化导致的失效概率对系统可靠性的影响程度从大到小依次为PILFC、YPFMR、ELYCFH和LCFLYP。因此,在实际可靠性设计和评估中应根据基本事件对系统可靠性的影响大小给予不同程度的重视。     

应用事故树法对深水井控进行风险评估

深水井喷事故危害极大，严重时可导致井眼报废、船毁人亡等恶性后果，预防和控制深水井喷是国内外石油界的一个技术难题。文中利用风险树分析引发深水钻井工程事故的顶事件，重点讨论各底事件的相互联系及对系统的影响程度，分析顶事件的发生概率，为最大程度地减少深水井控事故的发生提供理论依据。通过对深水钻井过程中存在的风险进行分析，构建了深水井控风险分析事故树，并对其进行了定性与定量分析。通过风险分析，认为深水井控最主要的影响因素是关井及压井时设备故障、设计方法及操作失误的影响超过安全极限。分析表明，降低基本事件的发生概率对预防井喷作用明显，基本事件发生概率提高1倍，井喷发生概率提高近10倍。针对深水井控过程中存在的风险因素，从工艺、装备及人员要求方面提出了预防深水井喷的措施。     

高温高压井水下防喷器组事故安全阀故障分析及对策

以"勘探三号"半潜式钻井平台承钻的东方某高温高压井为例。阐述了高温高压井水下防喷器组事故安全阀的故障现象,从分析系统的工作原理入手,通过建立事故安全阀故障树,经过现场检查和大量分析,得出事故安全阀故障主要原因是防喷器控制软管束内的先导管无法将3000psi压力传递到SPM阀,造成下部内侧压井事故安全阀无法打开,导致压井管线失效。通过回收下部隔水管组,更换备用的先导管等措施,消除了事故安全阀的故障,提出了防范措施,可供国内海上高温高压钻井作业,半潜式钻井平台水下防喷器组事故安全阀故障分析、解决提供指导和借鉴。     

“深水地平线”钻井平台井喷事故剖析与对策探讨

2010年4月20日,Macondo油井井喷导致"深水地平线"钻井平台发生火灾爆炸,引起原油泄漏。以事故调查结论为基础,从固井、井涌监测、防喷器和点火源四个方面针对事故原因进行系统分析,揭示了各方面存在的危险因素;结合事故因果连锁理论和能量意外释放原理提出事故发展模型,直观地解释了井喷事故演变过程及分析各环节存在的问题;基于上述分析,从井喷预防和控制、消防系统和HSE风险管理三方面提出有助于预防类似事故再次发生的具体有效建议,可为提高国内海上钻井作业安全水平提供参考。     

BP墨西哥湾井喷漏油事件给深井固井作业的启示

2010年4月,BP公司墨西哥湾深水地平线钻井平台发生的爆炸事故震惊了整个世界。BP公司及美国政府都成立了调查组,对这起事故进行深入细致的调查。美国的调查委员会递交总统的"深水钻井墨西哥湾漏油事故和海洋钻井的未来"国家调查报告等一系列调查分析资料表明,"一系列特殊而又可避免的人为及工程失误是灾难发生的直接原因,而政府当时的监管是‘失效’的"。我国一些部门、院校、主流媒体对这场灾难进行了跟踪报道研究,文章仅从固井方面来研究分析发生井喷漏油的原因、固井设计及施工中存在的问题,并在此基础上提出了对复杂深井固井作业的启示。     

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球罐作为天然气储存的主要手段之一，预防它的事故发生，提高其可靠性并延长安全使用寿命，对于安全生产和国民经济的稳定发展具有十分重要的意义。故障树分析方法是从分析失效因果关系中的顶部事件开始直到底部事件。它是由果到因、自上而下地进行分析，具有简明、直观、灵活的特点，是工程系统可靠性分析与评价的有效方法。中对引起天然气球罐发生失效的各个因素进行了系统分析，建立了以球罐失效为顶事件的失效故障树。通过对球罐故障树的分析，得到了故障树的各阶最小割集，确立了天然气球罐失效的主要形式，并提出了相应的改进措施。     

深水防喷器系统FMECA分析

为确定深水防喷器系统中影响可靠性较大的关键单元设备及故障模式,采用FMECA方法对系统进行了分析。定义了系统基本情况、边界条件、故障模式和判断依据等FMECA分析的基本要素。分析结果表明,对深水防喷器系统可靠性危害性较大的单元设备为闸板防喷器、控制箱、液压连接器;危害性较大的故障模式有闸板封井不严、节流压井管线外漏、黄箱与蓝箱中有1个所有功能同时不能激活、黄箱或蓝箱中有1箱有1个功能不能激活、黄箱与蓝箱同时有1个功能不能激活。对深水防喷器系统设计、应用及日常维护提出了改进建议。     

长输管线失效状况模糊故障树分析方法

采用故障树法分析了长输管线的失效状况,根据管线失效的两种主要模式:泄漏和断裂,建立了管线失效的故障树。通过对故障树的定性分析,可得到引起管线失效的52个最小割集;通过定量分析则可以计算顶事件的发生概率以及进行底事件的重要度分析。采用专家判断法和模糊集理论相结合的方法评估了故障树的底事件发生概率的模糊性,并以长输管线故障树系统中的“安装质量差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为2.3545×10^-4。该方法可为处理模糊事件失效概率提供一种研究思路。     

基于故障树的水下生产系统可靠性分配

水下生产系统作为深水油气资源开发的主流模式,设备安全可靠运行是保证资源开发和保护生态环境的关键因素。以乐东22-1南块气田为例,进行基于故障树的水下生产系统可靠性分配。首先将水下生产系统故障树模型分为4层,自上而下分别为顶事件、初级中间事件、次级中间事件和三级中间事件。然后采用复合分配法,对故障树顶事件采用基于概率重要度的方法进行可靠性分配,对初级中间事件利用可靠性再分配法进行可靠性分配,最后采取层次分析法对故障率发生改变的次级中间事件进行可靠性分配,最终将系统可靠性指标依次分配到子系统及零部件。分配结果与工程实际相符,并且可以针对失效率较高的薄弱环节,优化水下生产系统可靠性设计。     

抽油杆断脱故障树分析

抽油杆在井下作业过程中受到杂质、应力、腐蚀介质等的作用，致使抽油杆发生断脱，严重影响了抽油杆的使用寿命。综合分析了引起抽油杆发生失效的各个因素，建立了抽油杆断脱失效故障树。通过对故障树的定量分析，求得了抽油杆断脱故障树的各阶最小割集；确定了抽油杆断脱的主要失效形式。提出了预防抽油杆断脱失效和提高抽油杆可靠性的措施。     

深水钻井防喷器选配关键因素分析

深水钻井防喷器组是保证海洋深水钻井安全的最关键设备。介绍了深水钻井防喷器组的基本配置方法,分析了防喷器组配置的关键因素,重点研究了闸板数量和类型、防喷器高度和压力等级、节流压井管线、蓄能器能力与辅助控制系统等。最后指出,应确保所有剪切闸板具有剪切特定钻杆及套管的能力,测试闸板和管子闸板不可混用,万能防喷器可考虑只采用1个;应确保ROV动作满足规范规定的响应时间要求,不推荐声纳辅助控制系统,应对新增辅助控制系统进行风险分析,以确保设计能兼容并能实现相应的功能;合适的防喷器配置有助于保证深水钻井安全,应该针对具体情况,制定统一的深水防喷器闸板和辅助控制系统配置标准规范。     

应对深水井喷的简易防喷器应急技术研究

为有效解决深水井喷失控问题,研究了简易防喷器应急技术.采用预先危险性分析方法评估了简易防喷器作业风险,建立了隔水管-简易防喷器-导管耦合系统力学模型,研究了简易防喷器组合类型和配置方案的确定方法.以南海深水某油井为例,研究了顶张力、钻井船偏移、海流和关井压力对简易防喷器作业性能的影响,并基于极差分析和方差分析方法确定了影响简易防喷器作业性能的主要因素.研究表明,简易防喷器闸板数量对导管应力影响较小,为提高简易防喷器系统的可靠性,可选取五闸板简易防喷器;影响导管最大等效应力的因素依次为钻井船偏移、关井压力、海流流速和顶张力.根据简易防喷器应急技术研究结果进行应急预案制订和现场作业设计,可保障深水井喷应急作业的安全开展.      

Fault tree analysis on handwashing for hygiene management

FTA (fault tree analysis) of the handwashing process was performed to investigate the causes for faults in hygiene management. The causes were deductively identified as the events causing every possible hazard by constructing a fault tree. The fault tree was constructed in a hierarchical structure with a single top event (occurrence of faults in hand washing), seven intermediate events, and fifteen basic events connected by a Boolean operator AND gate, or an OR gate. Qualitative analysis on the fault tree yielded minimal cut sets, structural importance, and common cause vulnerability. Quantitative analysis yielded simulation of the final top event fault, cut set importance, item importance, and sensitivity. Those factors are basically a measure to represent the priority order of the basic events causing the top event. The critical basic events turned out to be human errors in hand manipulation in terms of scrubbing the palms, backs, fingers, and fingertips of the hands, as well as failure to use hygienic towels for hand drying due to not using disposable paper towels and unhygienic storage of the towels. The priority order of the basic events was consistent between the qualitative and quantitative analyses. Consequently, we found that FTA, with qualitative and quantitative analyses, was a good alternative approach to hazard analysis in HACCP system implementation.     

用FTA法研究海上乘吊篮上下平台的安全性

对海上设施用吊篮接送作业人员可能发生的人员跌落事故,用安全系统工程的事故预测技术,对其可能出现的失效模式建立了FTA数学模型,将系统失效的原因与结果绘制成树状关系图,然后用数理统计方法进行定性和定量计算,查明被研究系统所潜伏的危险因素,进而采取安全措施,保障乘吊篮人员的人身安全,达到预测和预防事故的目的。     

长输天然气管线的故障树研究

故障树分析是在复杂系统安全性和可靠性评价中被广泛应用的一项重要技术，在天然气长距离输送管线失效的预测和预防领域具有良好的应用前景。在数据采集和资料分析的基础上，按照泄漏和断裂两大失效模式，建立了某天然气长距离输送管线的故障树。采用故障树的定性分析方法，求得故障树的全部最小割集。采用故障树的定量分析方法，计算出故障树所有基本事件的发生概率、故障树基本事件概率重要度和临界重要度，进而确定了该天然气管线顶事件的失效概率。研究结果表明，制管质量、焊接质量、安装质量以及材料选择、机械损伤和操作人员素质等因素是影响该天然气管线安全可靠性的重要因素。进而开发出了天然气长距离输送管线故障树的计算机分析软件。