FPSO串靠外输系统风险评估

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1、FPSO串靠外输系统风险评估RiskassessmentforFPSOtandemoffloadingsystem工程领域：船舶与海洋工程作者姓名：付礼鹏指导教师：髙喜峰副教授企业导师：李学军高级工程师天津大学建筑工程学院二零一七年十二月摘要油轮串靠输油是当前FPSO海上卸油的主要方式。一旦串靠外输系统出现故障，将造成原油生产的中断，甚至导致原油泄漏进而对环境造成污染。当前针对串靠外输系统的研究，主要集中于结构的水动力分析，外输作业中的风险预报还较为薄弱。明确外输系统的潜在风险源、风险演化机制、风险发生概率以及防损

2、措施对于外输作业操作规程的制定、作业人员培训、系统的日常维护及外输系统设计都有一定的指导意义。本文针对串靠外输系统进行相应的风险评估和水动力分析。研究了外输系统的设备组成，对外输作业的流程进行了划分，将工作安全分析法与风险矩阵法结合起来对关键操作单元进行了风险辨识和评价，并制定了相应的消减、控制措施。采用故障树分析法对串靠外输系统的关键风险源和风险演化过程进行了研究，采用4种概率模型对底事件的发生概率进行了动态仿真，进而对系统的事故发生概率以及维修周期和维修范围进行了分析。采用水动力分析软件AQWA对由软钢臂式单点

3、系泊FPSO及油轮组成的串靠外输系统的动力响应进行了分析，并计算了不同工况下连接大缆失效、船体碰撞及过分相对首向运动的概率，进而结合ALARP准则对以上三个风险进行了分析。分析结果表明：串靠外输系统的风险源来自于FPSO外输系统、油轮、拖轮、人为因素和环境因素等各方面；系统的维修周期可定在3-4年之间；“部分维修”策略能够取得与全部设备进行维修时相近的维修效果，同时还能有效地节省维修费用；风浪流荷载对系统动力响应的影响规律有所不同；在本文的特定条件下，将大缆长度取为60m既能保证系统的安全，又能尽量缩短输油软管的长

4、度从而降低成本；FPSO和油轮在横荡和首摇方向上的运动呈现出明显的低频特性；随着拖轮拉力的增大，FPSO和油轮的纵荡运动响应幅度减小，响应频率增大，大缆张力的响应频率也逐渐增大；两船在水平方向上的运动主要是由横荡方向上的运动构成的；临界海况并不一定是最危险海况，两船相对首向运动的响应极值可能出现在风浪流大小低于临界值的时候。关键词：FPSO，外输，风险，工作安全分析，故障树，动力响应，AQWAIABSTRACTThetandemoffloadingoperationwithtankeristhemainwaytot

5、ransportoilfromFPSOtolandatpresent.Oncethefaultoccursintandemoffloadingsystem,itwillcausetheinterruptionofcrudeoilproductionandevenleadtotheleakageofcrudeoilandthenpollutetheenvironment.Atpresent,theresearchontheoffloadingsystemismainlyfocusedonthehydrodynamic

6、analysisofstructureandtheriskpredictioninoffloadingoperationisrelativelyweak.Theresearchofrisksource,riskevolutionprocess,occurrenceprobabilityandlosspreventionmeasuresofoffloadingsystemhassomeguidingsignificancefortheestablishmentofoperatingprocedures,stafftr

7、aining,anddailymaintenanceanddesignofthesystem,.Inthispaper,thecorrespondingriskassessmentandhydrodynamicanalysisofthetandemoffloadingsystemarecarriedout.Theequipmentcompositionofoffloadingsystemisstudiedandtheprocessofoperationisdivided.TheRiskidentificationa

8、ndevaluationofkeyoperatingunitsaremadebycombiningtheJSAmethodandtheriskmatrixmethodandthecorrespondingmitigationandcontrolmeasuresaremade.Thestudyonkeyrisksourceandriskevolutionpro