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FDPSO风险评估技术研究

作　者: 张彩玥
导　师: 孙克俐
学　校: 天津大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: FDPSO 钻井作业系统模糊综合评判 LEC 井喷风险评估
分类号: U674.381
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着全球经济形势的发展，国家对于石油天然气资源的占有和开采活动越发频繁和渴望，显现出来的主要问题是人类工业发展以及生活所需对于能源量大，但是供给量却远远不足。在此基础上，人类经历了从陆上开采到海洋开采的过渡。沿海油气田开发开采日渐成熟，人类正在向深远的海洋深度探进，展开石油天然气的蓝色革命。在此基础上，我国也加快了深海油气资源的勘探步伐。近几年，我国在新型深海作业结构物的研究方面发展迅速，已经成功研发出了用于南海深海钻探作业的新型海洋结构物FDPSO，其是FPSO与普通钻井船功能的结合产物。但其在世界范围内的应用还很少，在我国应用情况如何，其在作业过程中会产生的风险如何，对其进行风险分析与评价是十分必要的。本文在此基础上，对FDPSO的区别FPSO的功能模块钻井作业系统进行了风险评估与分析。本文首先搜集国内外有关FDPSO的使用情况，针对不同的FDPSO的应用模式，有着不同的使用方式和条件。结合有限的资料，针对FDPSO的工程用途，选取钻井作业系统作为首要的风险分析和评估对象。因为FDPSO在增加了钻井月池后，必定会带来不同于钻井船与普通FPSO油气处理输运系统的风险因素。本文首先截取其典型的起下钻作业、钻进作业、完井作业，运用AHP与模糊数学相结合的方法，对各个系统进行了重要度的比较。结果发现完井作业系统处于三者当中的最重要的位置。而后针对FDPSO完井作业系统，应用LEC作业条件危险性分析的方法，对主要的后果事件进行了评估。最终发现井喷后果事件为危险性最大的风险事件。而后，针对井喷后果事件，运用CFD技术，对于井喷的有毒有害气体扩散的过程进行模拟，对后果影响程度给出了量化指标。综合风险评估与后果分析的结果，本文从井喷事件出发，进而给出了FDPSO在后续应用中的风险控制措施，为工程实践提供参考。本文针对新型的海洋装置，将传统运用比较成熟的风险评估手段相整合，建立新型的风险评估技术路线，创新性的由远及近，从宏观把握作业系统的整体，进而将问题细化，将最终分析重点集中于主要矛盾井喷事件上。再由点及面，从井喷后果事件的防范及预防出发，给出FDPSO在完整的作业过程当中适应采取的风险控制措施。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 课题设置背景及研究意义  8-9
  1.2 FDPSO简介  9-12
    1.2.1 “Azurite”号FDPSO  10-11
    1.2.2 “MPF1000”号FDPSO  11-12
  1.3 我国投产FDPSO的可行性  12-13
  1.4 本文研究内容  13-15
第二章 FDPSO钻井作业系统风险评价  15-29
  2.1 FDPSO钻井作业系统风险评价特点  15-16
  2.2 风险评价常用技术方法  16-17
  2.3 钻井作业HSE风险及识别  17-20
  2.4 FDPSO风险评估体系构建  20-28
    2.4.1 FDPSO起下钻作业系统  22-24
    2.4.2 FDPSO钻进作业系统  24-26
    2.4.3 FDPSO完井作业系统  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章典型作业系统的模糊综合评价  29-49
  3.1 方法简介  29-30
    3.1.1 AHP法确定评价指标的权重  29
    3.1.2 模糊综合评价法  29-30
  3.2 FDPSO典型作业系统模糊综合评价  30-48
    3.2.1 FDPSO起下钻作业系统模糊综合评价  30-38
    3.2.2 FDPSO钻进作业系统模糊综合评价  38-43
    3.2.3 FDPSO完井作业系统模糊综合评价  43-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章完井作业系统作业条件危险性分析  49-62
  4.1 LEC方法简介  49-50
  4.2 完井技术简介  50-52
    4.2.1 深水完井作业特点  50-51
    4.2.2 深水钻井作业常用完井方式  51-52
  4.3 FDPSO完井作业分析  52-56
    4.3.1 FDPSO完井作业工艺过程  52-55
    4.3.2 完井作业典型工序危险因素辨识  55-56
  4.4 FDPSO完井作业LEC分析  56-61
  4.5 本章小结  61-62
第五章基于CFD模拟的井喷事故失效后果评估  62-73
  5.1 井喷危害及影响分析  62-63
  5.2 井喷模型建立  63-65
    5.2.1 模型建立简化条件  63
    5.2.2 几何模型建立  63-65
  5.3 井喷扩散模拟求解过程  65-66
    5.3.1 扩散模型的选择  65
    5.3.2 边界条件的设定  65
    5.3.3 模拟参数的确定  65-66
  5.4 模拟结果分析  66-69
    5.4.1 硫化氢扩散运动情况  67-68
    5.4.2 甲烷扩散运动情况  68-69
  5.5 风险计算  69-72
    5.5.1 个人风险计算  69-71
    5.5.2 社会风险计算  71-72
  5.6 本章小结  72-73
第六章 FDPSO风险控制措施  73-79
  6.1 井喷事故预防措施  73-75
    6.1.1 人员因素  73-74
    6.1.2 设备相互影响因素  74
    6.1.3 环境因素  74-75
  6.2 井喷事故应急处理  75-76
    6.2.1 应急预案的准备  75
    6.2.2 井喷应急措施  75-76
  6.3 FDPSO风险控制措施  76-78
    6.3.1 安全管理建设  77-78
    6.3.2 生产投入建设  78
    6.3.3 安全文化环境建设  78
  6.4 本章小结  78-79
第七章结论与展望  79-81
  7.1 本文主要工作  79-80
  7.2 建议与展望  80-81
参考文献  81-85
发表论文和科研情况说明  85-86
致谢  86

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