海洋平台结构与设备的可靠度与风险评估

发表时间:2021/1/4   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者:牛红飞
[导读] 海洋油气资源开发是我国当前油气领域的重要内容,在海洋油气资源开发过程中,海洋平台发挥出了非常关键的作用,
        牛红飞
        瀚辰海洋科技(天津)有限公司  天津市滨海新区  300450
        
        摘要:海洋油气资源开发是我国当前油气领域的重要内容,在海洋油气资源开发过程中,海洋平台发挥出了非常关键的作用,通过海洋平台的正常运行,实现了安全稳定的油气资源开采,有效的缓解了我国当前的能源压力,对于社会的发展具有非常重要的意义。对于海洋平台来说,其结构与设备的可靠度是企业方面重点考虑的问题,一旦发生结构破损,就会极大的增加生产隐患,给企业带来严重的损失,基于此,企业方面需要加强海洋平台结构与设备的可靠性评估,及时的做好应对。本文对此进行分析,并且提出了几点浅见。
        关键词: 海洋平台;油气资源开发;结构与设备;风险评估
        引言
        为了实现安全稳定海洋油气资源开发,企业方面必须要重视海洋平台的构建,海洋平台的结构以及设备稳定性,决定了石油资源开发的效果,所以企业需要注重风险评估工作,为海洋油气资源的开发打下一个良好的基础。由于海洋环境的特殊性,对海洋平台结构以及设备有很高的要求,而且受到外界因素的影响,海洋平台结构及设备很容易出现破损,对人员安全和海洋生态产生严重威胁,所以加强风险评估是非常必要的。下文对此进行简要的阐述。
        1 导管架平台极限承载力时变可靠性评估
        导管架平台是海洋平台中的重要内容,这种平台在我国当前的海洋油气资源开发领域得到了广泛的应用,并且经过多年的实践证明,导管架平台发挥出了非常重要的作用。但是导管架平台在使用的过程中,由于受到自然因素和外力的影响,可能会发生结构破损,引发平台失效事故,这种情况一旦发生,就会引发重大的经济损失和人员伤亡,企业方面要极力的避免此类问题的发生,加强对导管架平台极限承载力时变可靠性评估,实现安全问题的事前控制。相比于陆地环境,海洋环境更加恶劣,在自然因素的影响下,海洋平台的承载力会逐渐的下降,通过时变可靠性评估,可以在安全事故发生之前,采取相应的措施进行补救和加固。关于时变可靠性评估,在我国当前的海洋石油资源开发领域应用效果不佳,与实际的海洋平台运行需求存在很大的差距。正常情况下,由于导管架平台各个结构所处的环境存在一定的差异,所以,从腐蚀程度上来看,不同的结构受到自然因素的侵蚀程度也有很大不同,腐蚀速度有大到小可以分为潮差区、浸没区以及大气区等,浸没区主要是指浸泡在水平面之下的区域,而大气区主要影响结构的上部,在不同的海域中,风险评估的重心也不尽相同,对于海洋平台而言,当导管架平台建立在潮海海域时,需要对其冰荷载给予考虑,反之如果建立在中国南海区域时,不需要对其冰荷载给予考虑。实际上,冰的破坏类型比较多,常见的有屈曲破坏、挤压破坏和弯曲破坏,其中挤压破坏过程中所产生的力最大。在极值冰的影响下下,在对海洋平台的安全性进行评估时,需要对冰的静力作用给予考虑,此时的冰荷载概率模型需要借助统计学方法进行分析,具体从以下几个环节进行:首先需要按照冰荷载模型来对平台整体冰荷载函数进行求解,其次,构建极值冰厚的概率模型,其一般需要借助蒙将卡法来产生所需要的极值冰厚随机数,再次将所获得的极值冰厚数据录入到整体冰荷载模型中,就可以得到整体冰荷载数据,随后就可以借助统计学方法来对整体冰荷载数据进行分析,随后就可以获得冰荷载的概率模型。
        2 海洋平台火灾爆炸风险评估
        石油开采行业属于高危行业,在海洋平台中,存在许多的电气设备,而且油气资源本身具有易燃易爆的特点,所以,海洋平台火灾爆炸风险也需要引起企业的高度重视。

在风险评估工作开展的过程中,需要按照一定的流程进行,保证评估准确性, 由于海洋平台具有结构复杂性的特点,存在大量的油气设备和电气设备,很容易引发爆炸,比如电气设备漏电,就会引发火灾风险,在这种情况下,如果采用连续性概率函数进行风险评估,不仅会消耗大量的时间,而且得到的结果也缺乏准确性,可以采用抽样的方式进行,对风险点进行抽样分析,对火灾发生几率以及严重性进行预判。对于火灾爆炸来说,一般都是可燃性气体扩散到空气中,遇到明火产生爆炸,爆炸产生的影响与爆炸位置以及时间参数存在必然联系,只有空气中的可燃气体浓度达到一定程度,才能符合爆炸要求,所以,在实际的火灾爆炸风险评估过程中,需要对这些参数进行分析,采用有限数量分析法,对海洋平台火灾爆炸风险进行有效评估,保证风险评估的精准性。从国际层面上来看,关于风险评估,通常会选择定性风险分析法,在实际的风险评估工作开展过程中,企业方面会对各种文件资料进行分析,制定一个完善的风险评估方案,确定火灾爆炸规模以及可能造成的损失,还原爆炸场景。值得注意的是,这种风险评估方法存在一定的局限性,只适用于气体泄漏引发的火灾爆炸,对于其他爆炸情况不能起到有效的评估效果,企业方面需要结合实际的生产现状,合理的选择评估方式,保证风险评估的有效性。
        3火灾作用下海洋平台结构响应分析
        在进行海详平台风险评估过程中,要对特定火灾场景下所进行的海洋平台结构响应分析工作给予高度的重视。通常情况下,在对特定火灾场景结构物响应分析阶段,要准确了解和掌握结构物的温度分布情况,其一般涉及到所有的热传递过程,下面将会以喷射火条件下的钢管结构温度为例进行分析,由于燃烧反应过程中,会释放出大量的热量,从而导致周围温度不断升高,同时在气体流动的过程中会与周围气体出现热传导现象,即所谓的气体热传导方式;此外,气体热传导会导致钢管周围气体温度出现不同程度的升高,并引发气体与结构热对流的变化,诱发结构表面温度升高。实际上,钢管结构内部从表面向其他部位传热主要是以固体热传导方式进行的。然而,与气体内部的热传导进行对比可以发现,气体和固体的对流与辐射速率、固体的热传导速率比较慢,此时可以忽略气体的传热作用。对于钢结构而言,如果遇到比较严重的火灾爆炸时,将会导致结构超过400度,诱发结构塑性变形。
        4 结束语
        综上所述,良好的评估方法对于海洋平台的结构与设备分析来说非常重要。本文针对海洋平台稳定性的一些评估方法进行阐述,简述了其中的不足,并提出了更加高效准确的评估方案,促进了海洋平台结构与设备的评估的进行。
        参考文献
        [1]李洛东,刘成名,梁园华.基于并行计算的海洋平台谱分析疲劳筛选技术研究[J].海洋工程,2018,36(05):56-64.
        [2]陈大江,施佳,包玉银.在役海上固定平台结构预评估在定期检验中的应用[J].机电设备,2018,35(04):45-49.
        [3]黄海滨,姜中雷,赵永强,冯爱民,王禄凯,马帅.基于油轮穿梭工况的海洋石油平台靠泊碰撞损伤风险分析[J].中国水运(下半月),2018,18(05):31-32.
        [4]许宁,刘雪琴,袁帅,张大勇,王延林,岳前进,史文奇,陈伟斌.基于突发海洋生态灾害防范的海洋工程海冰灾害风险监测——以渤海石油平台为例[J].海洋开发与管理,2018,35(04):89-92.
        [5]张键,张雪艳,邵华.三种健康风险评估方法在海洋石油平台职业噪声危害评价中的比较[J].中国工业医学杂志,2017,30(03):163-167.
        [6]张彪. 基于SD与人因组织因素的海洋钻井平台火灾事故风险评估[D].中国石油大学(华东),2017.
        [7]王修来. 浅析海洋平台管线安装风险管理[C]. 中国城市科学研究会数字城市专业委员会.2015年全国智慧城市与智慧结构学术会议论文集.中国城市科学研究会数字城市专业委员会:北京国建信文化发展中心,2015:97-101.
        
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: