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高含气油井试油生产风险控制研究

作　者: 王鹏
导　师: 周乐平
学　校: 中国石油大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 高含气井三相分离设备高压管汇事故后果模拟风险控制
分类号: TE273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前国内外广泛开发高含气油田,然而高含气油井因其特殊井况,易因高压、腐蚀等因素导致高压管汇及三相分离设备发生泄漏,进而导致火灾、爆炸,造成人员伤亡和财产损失。本文在收集整理相关资料、数据的基础上分析得出高含气油井试油存在的主要风险为井场内卧式三相分离设备、高压管汇泄露引发的火灾爆炸事故。基于事故模拟软件CIRRUS中的无源气体扩散(Passive Gas Dispersion)模型和冲量气体喷射扩散(Momentum Gas Jet Dispersion)模型,针对井场内三相分离设备和高压管汇内介质成分、相态等参数特殊性,采用重大危险源风险分析软件“DANGERS”分别建立三相分离设备的闪火、喷射火、准池火事故模拟,对其典型孔径下的喷射火进行数值仿真,研究其火灾特性和热辐射变化规律。采用风险分析计算及后果预测模型,预测试油设备在发生事故后对周边的人身、财产安全造成的影响即死亡半径、重伤半径、轻伤半径以及财产损失半径;并预测对周围的环境破坏情况即毒物泄露在稳态情况下,毒物的扩散半径。最后,采用该方法对某高含气油井进行风险控制研究,实践证明本文建立的对高含气井试油定量风险评估方法具有很好的操作性和实用性,可以为高含气油井的试油风险控制提供必要的理论依据和数据支撑。从而保证高含气油井试油生产安全、高效的进行。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 选题的依据和课题的研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10
    1.2.1 国外研究现状  10
    1.2.2 国内研究现状  10
  1.3 研究内容  10-12
第2章试油工艺简介及固有危险性分析  12-28
  2.1 试油工艺简介  12-14
    2.1.1 试油的目的和任务  12
    2.1.2 试油的主要步骤  12-14
  2.2 试油的具体施工步骤及要求  14-15
    2.2.1 试油（气）主要设备、工具及器材  15
    2.2.2 井控设计要求  15
  2.3 分离器在试油生产中的作用  15-20
    2.3.1 分离器的结构  16-17
    2.3.2 分离器的工作原理  17-19
    2.3.3 三相分离器求产  19-20
  2.4 试油工艺固有风险因素分析  20-22
    2.4.1 物质危险特性分析  20-21
    2.4.2 装置危险特性分析  21-22
  2.5 三相分离设备的风险因素分析  22-26
    2.5.1 动力泵运行风险分析  23
    2.5.2 高压管汇运行风险分析  23-24
    2.5.3 换热器及加热炉运行风险分析  24-25
    2.5.4 三相分离器运行风险分析  25-26
    2.5.5 三相分离设备运行危险度分析  26
  本章小结  26-28
第3章高含气油井试油风险定量分析模型  28-41
  3.1 事故树概率计算方法  28-30
    3.1.1 事故树分析方法简介  28-29
    3.1.2 布尔代数法求解顶事件发生概率  29-30
  3.2 风险影响计算及预测模型  30-34
    3.2.1 池火灾模型  30-31
    3.2.2 热辐射伤害概率模型  31-32
    3.2.3 超压计算模型  32
    3.2.4 蒸气云爆炸的伤害模型  32-34
  3.3 毒物泄漏预测模式  34-37
    3.3.1 联合频率  36
    3.3.2 风险事故的危害特性  36-37
  3.4 风险计算与控制  37-39
    3.4.1 区域风险值的确定  37-38
    3.4.2 VC 编制个人风险计算程序  38-39
  本章小结  39-41
第4章高含气油井试油风险控制方法应用实例  41-75
  4.1 井场概况  41-42
  4.2 三相分离设备泄漏事故树模型  42-51
    4.2.1 导致三相分离设备泄漏事故的基本事件  42-47
    4.2.2 求取最小割集  47-48
    4.2.3 求取结构重要度系数  48-50
    4.2.4 事故树分析  50-51
  4.3 高压管汇泄漏扩散模拟  51-59
    4.3.1 泄漏扩散事故情景选取  51-52
    4.3.2 泄漏速率与泄漏量模拟计算  52-53
    4.3.3 天然气扩散浓度模拟计算  53-54
    4.3.4 扩散浓度分布图  54-59
    4.3.5 模拟结果分析  59
  4.4 高压管汇火灾、爆炸危险性分析  59-66
    4.4.1 闪火事故模拟风险分析  59-60
    4.4.2 喷射火事故模拟风险分析  60-61
    4.4.3 准池火事故模拟风险分析  61-65
    4.4.4 模拟结果分析  65-66
  4.5 风险影响计算及预测结果  66-73
    4.5.1 三相分离设备火灾爆炸  66-69
    4.5.2 三相分离设备毒物泄漏  69-72
    4.5.3 风险概率计算  72-73
  4.6 风险控制措施  73-74
    4.6.1 工艺、管道、设备采取的安全措施  73
    4.6.2 防止事故污染进入大气环境的防范措施  73-74
  本章小结  74-75
结论与展望  75-77
参考文献  77-79
附录  79-81
致谢  81

高含气油井试油生产风险控制研究

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