深水油气开采安全保障与应急技术

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1、深水油气开采安全保障与应急技术22012-8-8录目1引言2深水油气风险管理与控制3深水油气开采作业应急技术4深水油气装备完整性技术5深水钻井隔水管系统安全作业技术32012-8-8COEST主要研究方向海洋结构强度及可靠性评估海洋平台及管道完整性技术老龄结构物安全延寿技术深水隔水管及井口技术油气安全监测与预警海洋油气风险控制及应急深水钻井装备技术42012-8-8COEST近期进展承担海洋油气装备及安全技术相关课题60余项，其中包括国家重大科技专项、863计划、国家自然科学基金课题15项。发表学术论文300余篇，出版专著教材4部。获国家科技进步二等奖1项、省

2、部级科技进步奖8项。获国家发明专利5项、国家软件版权4项。培养博士、硕士研究生36+75名,其中26名研究生已获工学博士学位。52012-8-8COEST研究团队研究中心主任陈国明教授享受国务院政府特殊津贴专家，全国五一劳动奖章获得者，“新世纪百千万人才工程”国家级人选。中国石油大学(华东)二级教授、博士生导师，机械工程、安全科学与工程学科带头人，机电工程学院教授委员会主任。石油机械工程山东省高校重点实验室主任《PetroleumScience》、《中国石油大学学报》(自然科学版)、《石油矿场机械》等杂志编委现有教授4名，副教授5名，讲师4名。博士、硕士研究生

3、共计50多名，形成了团结协作、结构合理的科研团队。62012-8-81引言2010年墨西哥湾深水地平线井喷事故2012年北海埃尔金平台天然气泄漏事故深水油气开采事故不仅会带来巨大的人员伤亡和财产损失，还会引发环境灾难和声誉危机。开展深水油气开采安全保障与应急技术研究，对于我国深水油气安全开发具有重要价值。72012-8-82深水油气风险管理与控制深水钻井作业风险管理体系海洋油气连锁事故风险评价深水表层钻井风险分析深水海底泥浆举升钻井系统风险评价生产平台油气处理系统风险分析及控制海底管道未确知安全评价FPSO可燃气体泄漏定量风险分析82012-8-8风险预警2.

4、1深水钻井作业风险管理体系风险控制风险辨识深水钻井作业风险管理体系风险接受准则风险监测风险评估92012-8-8事故动力评价法深水地平线事故应用2.2海洋油气连锁事故风险评价针对海洋油气开发特点，率先提出基于图论的海洋油气连锁事故风险评价方法。102012-8-8深水表层钻井HAZOP分析流程HAZOP引导词和风险评判矩阵偏差原因风险概率等级偏差后果风险后果等级深水表层钻井作业偏差确定作业偏差的风险度等级预防及应对措施/落实负责人完成HAZOP分析10%15%1%高风险作业单元(步骤)16个中风险作业单元(步骤)124个低风险作业单元(步骤)25个极低风险作业

5、单元(步骤)1个74%深水表层钻井试验过程风险等级划分2.3深水表层钻井风险分析深水表层钻井资料及事故统计HAZOP分析节点112012-8-82.4深水海底泥浆举升钻井系统风险评价采用故障树(FTA)、故障类型及影响分析(FMEA)对SMD深水钻井的环境、装备及工艺风险进行定性分析，利用层次分析法(AHP)进行定量风险评价。采用ABAQUS建立1500m/500m水深泥浆返回管线模型，进行力学分析和涡激振动疲劳分析，计算证明返回管线安全性。深水海底泥浆举升钻井系统Radiation/(kw/m)2122012-8-82.5生产平台油气处理系统风险分析及控制0

6、50100150200250322824201612840Time/s四个脱险梯道处的热辐射强度曲线RadSWRadSERadNWRadNE平台甲板2m高度处的温度分布132012-8-82.6海底管道未确知安全评价从自然条件要素、第三方影响要素、设计要素和安全管理要素出发，开展海底管道未确知评价，并根据置信度准则定量识别管道安全级别，同时利用雷达图图形化显示管道安全评价结果，合理且直观地反映了海底管道安全程度，为管道部门开展风险决策和采取防范措施提供科学依据。海底管道未确知安全评价流程142012-8-82.7FPSO可燃气体泄漏定量风险分析建立FPSO数字

7、模型，进行作业条件下FPSO结构表面附近风场计算；引入泄漏源与风场进行耦合分析，模拟可燃气体的泄漏扩散过程，定量确定泄漏风险。152012-8-83深水油气开采作业应急技术应对深水井喷的简易防喷器技术应对深水井喷的管中管技术海底泥浆举升钻井系统应急技术深水水下分离器运行应急技术海洋平台避台撤离分析162012-8-8开展简易防喷器作业风险分析、力学分析、确定组合类型和配置方案流程，进行深水地平线事故井和南海深水某井实例分析。偏移量顶张力海流钻井船隔水管海底泥线井口导管海面关井横向土反力压力竖向摩擦力y挠性接头简易防喷器法兰转换短管防喷器组x导管最大等效应力对比

8、简易防喷器示意图3.1应对深水井喷的简