故障樹分析方法在油田事故分析中的應(yīng)用

故障樹分析方法在油田事故分析中的應(yīng)用

故障樹分析（ta）技術(shù)于196年在美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。通過邏輯方法，我們可以直觀地分析危險(xiǎn)的情況。它的特點(diǎn)是直觀、清晰、清晰、邏輯思維和強(qiáng)邏輯。它可以進(jìn)行定性分析和定量分析。該技術(shù)體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性,是安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一。從1978年起,我國開始了FTA的研究與運(yùn)用工作,實(shí)踐證明,FTA適合我國國情,能夠在我國進(jìn)行普遍推廣使用。1油田開采突發(fā)事件中的故障樹分析油田是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),它有幾個(gè)主要作業(yè)點(diǎn),如井場(chǎng)、管道、原油集輸處理站等,這些作業(yè)點(diǎn)都存在著各種潛在的危險(xiǎn),即井場(chǎng)可能發(fā)生井噴、井漏等事故,管道可能出現(xiàn)腐蝕穿孔,原油集輸處理站可能發(fā)生管道泄漏、油罐冒頂?shù)仁鹿省Ｈ绻鹿拾l(fā)生時(shí)周圍有明火或火星,將會(huì)造成爆炸和火災(zāi)。油田開采突發(fā)事件對(duì)地表水體影響幾率分析是為了確定當(dāng)發(fā)生諸如井噴、管道泄漏等突發(fā)事件時(shí),有多大幾率對(duì)地表水體造成影響。而故障樹分析法就是采用邏輯的方法,形象地進(jìn)行危險(xiǎn)的分析工作,查明哪些危險(xiǎn)因素對(duì)系統(tǒng)的安全有較大的影響,還可以進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。這與進(jìn)行油田環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的目的相同,因此選用故障樹法評(píng)估油田環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)具有很強(qiáng)的適用性。2使用方法2.1原油集輸處理站應(yīng)用對(duì)象包括井場(chǎng)、管道和原油集輸處理站。井場(chǎng)是油田開發(fā)過程中的第一個(gè)作業(yè)點(diǎn),其從勘探到開始生產(chǎn)經(jīng)過的主要工藝包括裝井口、鉆進(jìn)、固井(下套管、注水泥)和完井等。鉆井前要進(jìn)行鉆前準(zhǔn)備工作,完井后要清理井場(chǎng)。鉆前準(zhǔn)備包括平整井場(chǎng)和井場(chǎng)道路,構(gòu)筑鉆井設(shè)備地基,布置鉆井設(shè)備等。試油是在采油投產(chǎn)前使用不同型號(hào)的油嘴,測(cè)試各種生產(chǎn)狀態(tài)下油、氣、水的產(chǎn)量等有關(guān)參數(shù),以確定油井的產(chǎn)能。采油是在試油作業(yè)后,在井口安裝采油樹、抽油機(jī),使原油通過天然地層能量自噴或使用抽油機(jī)采出,進(jìn)入油氣集輸流程的全過程。石油開采企業(yè)的原油運(yùn)輸一般采取管道運(yùn)輸?shù)男问?這種運(yùn)輸方式具有成本低、速度快、運(yùn)量大的優(yōu)點(diǎn),為了得到足夠的壓力,中間設(shè)有轉(zhuǎn)油站。在輸油管道出現(xiàn)大的泄漏事故時(shí),采取截?cái)嗍鹿识蝺蓚?cè)的截?cái)嚅y措施,這可大大減少原油泄漏量。但對(duì)無法監(jiān)測(cè)到的小而慢的泄漏事故,監(jiān)測(cè)工作相當(dāng)困難。原油集輸處理站的任務(wù)是將原油與摻雜在其中的水相、氣相分離,最后得到凈化油外輸。處理站主要包括管道設(shè)施和各種集輸處理設(shè)備,其中設(shè)備主要由各種罐、閥組成。原油集輸處理站容易發(fā)生管道泄漏、油罐冒頂?shù)仁鹿省?.2運(yùn)行圖的加載根據(jù)油田可能發(fā)生的各種事故及其原因,經(jīng)過分析,建立圖1所示的故障樹圖。2.3最小切分組根據(jù)布爾代數(shù)規(guī)則,利用圖1,可以求出該故障樹的最小割集。2.4類似圖的創(chuàng)建利用最小割集重新建立故障樹等效圖,見圖2。2.5計(jì)算事件發(fā)生的概率2.5.1故障樹有7個(gè)基本事件對(duì)頂上事件狀態(tài)Φ(X)=1的所有基本事件的狀態(tài)組合,求各個(gè)基本事件狀態(tài)(Xi=1或0)的概率積之和,用公式表達(dá)為本故障樹有7個(gè)基本事件,按照二進(jìn)制列出所有基本事件兩種狀態(tài)的組合數(shù)共有27=128個(gè)。由于基本事件狀態(tài)值與頂上事件狀態(tài)值的組合較多,計(jì)算起來也相當(dāng)復(fù)雜,因此需要進(jìn)一步采用近似計(jì)算法。2.5.2頂事件概率的近似近似算法是利用最小割集計(jì)算頂上事件發(fā)生概率的公式得到的。一般情況下,可以假定所有基本事件都是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的,因而每個(gè)割集也是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。下面推導(dǎo)近似算法的公式。設(shè)有故障樹的最小割集等效樹,頂上事件與割集的邏輯關(guān)系為頂上事件T發(fā)生的概率為q,割集k1、k2、k3、k4的發(fā)生概率分別為qk1、qk2、qk3、qk4,由獨(dú)立事件的概率和概率積的公式分別得只取第一個(gè)小括號(hào)中的項(xiàng),將其余的二次項(xiàng)和三次項(xiàng)等全都舍棄,則得頂上事件發(fā)生概率的近似公式為這樣,頂上事件發(fā)生概率近似等于各最小割集發(fā)生概率之和?；臼录1、X2、X3、X4、X5、X6、X7的發(fā)生概率分別為q1=0.001、q2=0.05、q3=0.01、q4=0.08、q5=0.02、q6=0.08、q7=0.001。用近似公式計(jì)算頂上事件發(fā)生概率為3環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中事故概率法的應(yīng)用在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中,風(fēng)險(xiǎn)事故率分析是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),其中事故概率是一個(gè)重要的計(jì)算參數(shù),通過事故概率和事故造成的危害來確定工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)接受程度。本文通過實(shí)例