摘 要

随着科学技术的飞速发展，使得海洋重工业也迅速的发展，海洋工程技术也更加的先进。由于海洋事故发生的概率较大，并且会产生较大的经济损失和人员伤害，因此对此提出较多的安全管理和后期维护的有效办法是很有必要的。海洋立管是海上作业时必不可少的构件，在正常工作时，会产生许多不必要的危害，对其进行研究具有重要的意义。

本文主要分析统计了近年国内外海洋管道的一些代表性事故，然后分析了造成这些事故的主要原因，针对造成海洋管道故障的原因，了解在海洋立管施工中通常采用的评估方法，并且选择故障树法和矩阵风险法对埕岛某段的海洋立管安全性做出评估，通过对埕岛海洋立管的实例分析，使自己在这方面的分析能力进步了不少。最后对于海洋立管在正常工作时所受到的不可避免的损伤进行针对性的实施保护措施，最终达到降低事故发生的目的。

关键词：海洋立管 风险评价 故障树 失效概率

Abstract

With the rapid development of science and technology, the marine heavy industry also developed rapidly, marine engineering technology is more advanced, because the probability of marine accidents is large, and will cause great economic loss and personnel injury, so it also proposes effective measures and safety management and maintenance more. The marine riser is an indispensable component of offshore operation, and will cause many unnecessary hazards in normal operation. Therefore, it is necessary to evaluate the failure of marine risers effectively.

In this paper, some representative accidents of offshore pipelines in recent years are analyzed and analyzed, then the main causes of these accidents are analyzed, and the causes of marine pipeline failures are analyzed. And the analysis method of fault tree analysis and matrix for Chengdao Offshore Pipeline Risk Assessment of simple, through the analysis of this case, there is a certain understanding of the risk assessment of marine riser. Finally, in order to provide a better support for the management and maintenance of the offshore riser, the appropriate measures to reduce the failure of the marine riser are provided.

Key Words: marine riser; risk assessment; fault trees; failure probability.

目 录

第一章 绪 论 1

1.1海底管线风险评估的目的及意义 1

1.2国内外发展现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3本文研究内容 2

第二章 海洋立管的风险评估 3

2.1风险评价概述 3

2.1.1 风险评价 3

2.1.2风险评价的一般步骤 3

2.2风险接受准则 4

2.3 风险评价方法的选择 5

2.5海洋立管风险评价方法的选择原则 6

2.6本章小结 7

第三章 海洋立管的事故统计和风险识别 8

3.1海洋立管发展概述 8

3.1.1海洋立管简述 8

3.1.2海洋立管设计标准 8

3.2海洋立管事故分析 9

3.2.1国外海上油气开发事故 9

3.2.2国内海上油气开发事故 9

3.3 海洋立管破坏失效的原因 10

3.3.1 管理不善 10

3.3.2 荷载破坏 10

3.3.3 第三方破坏 11

3.3.4 立管腐蚀 12

3.3.5 其它原因 12

3.4本章小结 13

第四章 海洋立管破坏失效风险评价 14

4.1故障树分析方法 14

4.1.1定性分析 14

4.1.2定量分析 14

4.2故障树法分析埕岛海底管道失效 15

4.3风险矩阵法基本原理 17

4.4埕岛海洋立管风险评估 17

4.4.1海底管道风险因素识别分析 17

4.4.2计算海底管道模糊综合评判矩阵 17

4.5本章小结 20

第五章 海洋立管破坏风险与风险控制措施 21

5.1海洋立管破坏失效后果分析 21

5.1.1失效后果事件树 21

5.1.2失效后果评价指标 21

5.2 海洋立管破坏失效风险措施 22

5.2.1 合理设计 22

5.2.2 合理制造、运输和施工 23

5.2.3 选择合适的工作地点 23

5.2.4 加强立管的后期维护 23

5.3本章小结 24

第六章 结 论 25

6.1结论 25

6.2建议与展望 25

参考文献 26

致 谢 28

第一章 绪 论

1.1海底管线风险评估的目的及意义

世界经济的飞速发展使人们对能源的需求越来越大，伴随着国际石油公司对传统石油资源开发的的增加，海上石油能源的开发和利用也越来越多，尤其是在深水领域的油气开发和利用尤为突出。随着科学技术的飞速发展，对海洋资源的勘察和利用也有了较大的进步。深水油气开发本身是一个高难度的工程问题，随着各国对油气资源的依赖，开采深水油气资源是未来的发展趋势。海底管线是海上油气幵发系统的重要组成部分 ，海底管道连接海上设施和陆地设施的重要结构。海洋立管是海底管道的重要组成部分，是海洋工程正常工作时必不可少的构件。海洋立管由于自身所处的环境比较恶劣，内部受到传输介质温度和流速的影响外部受到不确定性环境的影响。如果不加以针对性的保护，使海洋立管遭到破坏，将会使原油泄漏，造成巨大的人员伤害和社会危害，最重要的是对环境造成很大的危害，进而对海洋动物和植物造成频临灭绝。原油泄漏，如果在海洋平台处不慎起火，则会发生二次爆炸，又会对平台和工作人员产生巨大的危害。。因此，为了能够保证海洋立管正常的工作，避免海洋事故的发生，必须对海上立管进行风险评估。海洋立管评估主要是针对有可能破坏海洋立管的一些不确定因素进行分析评估，海洋立管风险识别，则是造成海洋立管破坏的一些因素造成的后果进行分析预估；通过综合分析，最终确定海洋立管破坏损失后的严重性，采取相应的措施。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外研究现状

挪威船级社在几年前发表了《管道保护的风险评估》，再次评估中提出了对海洋管道进行定量的分析，而且针对海洋立管的风险给予一系列防护措施，而且对海洋管道的保护也给予了较高的重视，希望在以后的实际工程中能够尽量满足。定量评估意外荷载引起的风险。它对管道的风险评估提供了较大的帮助，比如对于常见的船只撞击海洋立管的事故制定了标准DNV-RP-107，对于管道受到破坏、进行有效的保护、故障发生的具体概率和最终产生的结果提出了相应的对策，并提出了对管道有效保护所采用的一般措施。 国外专家也对海洋立管的风险评价做了一定的研究。在研究中对海洋立管的损害和立管疲劳进行综合考虑，并且在工业中实践应用，主要对海洋立管的损伤进行检测，以及此过程的演变也进行了分析研究。leira等人也分析了近年来常发生的海洋立管的破裂问题，主要提出在设计时设计人员要综合考虑所建立的模型，因为在实际问题的结构建立模型是具有一定的误差，会给后期的分析带来一定的影响。除此之外考虑到在工程实际问题中复合立管和刚性立管应用的问题，对其进行了相应的风险比较，研究结果表明相比刚性立管，复合立管在深水区工作较好，具有相对较好的安全性，这对实际工程中立管的选择提供了较大的帮助。

1.2.2国内研究现状

在国内，专家们也对海洋立管的安全评估和后期的防护和管理进行了研究，对海洋资源安全开发利用做出了较大的贡献。天津大学杨怿等人采用Pontecorvo人为误差结合故障树法，对常见的船舶与海洋立管碰撞做了一定的研究。陈国明教授^[12]对海洋立管在正常工作时的安全性和可靠性做了相应的分析，除此之外对海洋立管是小的原因也做了调查与研究；还对立管的疲劳性也做了进一步的分析和研究。青岛海洋大学牟善军以埕北12C平台为例，对海洋立管的风险评估进行了更进一步的研究，运用模糊的评估方法针对海洋船舶撞击海洋立管以及管道失控引起的管道原油泄漏等风险进行了分析。刘海燕等依据 DNV-RP-107 风险评估方法，也对船舶与立管碰撞问题进行了一系列的分析和研究，对后期海洋立管的安全评估有一定的实际意义，而且在发生事故的前提下，能够用相应的应对措施降低安全危害，减少不必要的人员伤亡和经济损失。

本文主要分析统计了近年国内外海洋管道的一些代表性事故，然后分析了造成这些事故的主要原因，针对造成海洋管道故障的原因。了解在海洋立管施工中通常采用的评估方法，并且选择故障树法和矩阵风险法对埕岛某段的海洋立管安全性做出评估，通过对埕岛海洋立管的实例分析，使自己在这方面的分析能力进步了不少。最后对于海洋立管在正常工作时所受到的不可避免的损伤进行针对性的实施保护措施，最终达到降低事故发生的目的。

1.3本文研究内容

针对海洋立管发生破坏失效对环境和周围人员造成不可想象的后果，本文主要研究了海洋立管的风险评估，分析总结了造成海洋事故的诸多原因。针对造成海洋立管失效的诸多原因，以埕岛某段海洋立管进行研究分析，建立海洋立管失效故障树，运用矩阵分析法进行分析，确定海洋立管的风险等级。最后针对海洋立管的失效破坏原因，提出降低海洋立管破坏失效的有效措施。

第二章 海洋立管的风险评估

2.1风险评价概述

2.1.1 风险评价

风险评估是通过建立风险模型评估体系，对影响系统风险的因素进行综合分析，对故障判断系统的可能性和后果进行综合分析，进而对分析系统的潜在风险进行有效的识别、分析，具有针对性的制定相应的措施和管理办法。风险评估是确定和评估风险，最后进行具体的分析，因此风险评估的完整性需要解决以下四个问题：