软件开发在深海管道综合风险评价中的应用研究

摘要

快速的经济发展使得我国对于石油天然气等资源的需求不断增加。在我国领海范围之内，蕴藏着丰富的石油、天然气、可燃冰等资源。随着南海海域油气资源的开发，尤其是南海珠江口盆地流花油田群的顺利开发以及“海洋石油981”钻井平台在南海北部深水区测试作业，标志着我国海洋油气资源的开发进入了全面发展阶段。海洋油气资源的开发体系中，深海管道是关键装备之一，采用海底管网将油气资源输送到位于岸上的处理厂，和海上处理终端方式相比，具有更高的经济效益。随着水下生产系统的发展，海底油气管道运输已成为了海洋油气开发的主要传送手段。 深海管道是深海水下油气输送系统的重要组成部分，面临极端环境和复杂地质条件，极易发生油气输送管道的结构失效问题，如若造成管道破裂，还会引起油气泄漏事故，造成巨额的经济损失和灾难性的污染后果。与陆上管道相比，深海管道作业环境复杂，存在较多不确定性因素，为了确保深海水下油气输送系统的安全运行，需要针对深海水下油气输送系统，尤其是深海管道的实际运营情况，提高运营者、作业人员对于事故灾害的预测能力和控制能力。 本文在研究深海管道失效原因和风险来源的基础上，对深海管道安全运营状态进行分析，结合层次分析法和未确知测度理论，建立深海管道综合风险指标评价体系。首先结合深海管道历史事故数据及深海管道作业特点，在风险辨识的基础上，确定深海管道风险评价指标，将各级指标划分成不同等级，建立完整的深海管道综合风险评价指标体系，之后采用信息熵理论确定各个评价指标的权重。针对评价体系中各种未确知信息采用未确知测度分析方法，构建了深海管道综合风险评价指标体系模型。对不同指标采用不同方法，建立了深海管道综合风险评价系统的单指标测度模型和多指标测度模型，并进行危险性等级判别。为了提高分析的准确性和分析效率，在此基础上开发了深海管道综合风险评价系统软件。 最后，将本文建立的深海管道综合风险评价系统应用于南海某油田油气管道进行风险评估，以验证模型有效性和可行性，评价结果符合实际生产情况。实例分析结果表明本文建立的深海管道风险评价体系准确性可靠，可广泛应用于深海管道风险评价工作中。

目录

第1章 绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

第2章深海管道风险源分析

2.1深海管道失效特点

2.2深海管道历史事故分析

2.3深海管道主要风险源分析

2.3.1第三方破坏

2.3.2腐蚀

2.3.3管道设计/建造缺陷

2.3.4自然及地质灾害

2.3.5管道附件失效

2.3.6人为操作失误

第3章基于未确知测度的深海管道风险评价方法

3.1深海管道风险评价中的不确定性分析

3.1.1深海管道风险评价中误差的类型

3.1.2深海管道风险评价中不确定性的形式

3.2未确知测度理论及建模方法

3.2.1未确知信息的测定

3.2.2未确知测度模型

3.3考虑未确知性的风险评价方法

第4章深海管道综合风险评价指标体系的建立

4.1深海管道综合风险评价指标体系建立的原则

4.2综合风险评价指标模型构建流程

4.3构造风险评价指标体系

4.4风险等级划分标准

4.5综合风险评价指标体系模型

4.5.1构造未确知测度函数

4.5.2未确知评价单指标测度

4.5.3信息熵确定评价指标权重

4.5.4未确知评价多指标测度

第5章 应用软件开发研究

5.1可行性分析

5.1.1技术可行性

5.1.2经济可行性

5.2需求分析

5.2.1业务需求

5.2.2运行环境需求

5.2.3功能需求

5.3数据库设计

5.3.1 系统E-R图

5.3.2 数据库表格设计

5.4系统概要设计

5.4.1系统架构设计

5.4.2动态建模分析

5.4.3构件设计

5.5系统详细设计

5.5.1未确知测度分析计算模块设计

5.5.2风险指标权重模块设计

5.5.3风险等级显示模块设计

5.5.4数据存储模块设计

5.5.5数据可视化模块设计

5.5.6软件界面设计

5.6系统运行界面及操作

5.7系统验证

第6章 应用软件开发实例分析

6.1 WHPE至CEPN混输海底管线实例分析

（1）深海管道相关数据及参数

（2）未确知测度评价结果及管道风险等级排序

（3）深海管道风险评价结果分析

6.2 WHPC至WHPE混输海底管线实例分析

（1）深海管道相关数据及参数

（2）未确知测度评价结果及管道风险等级排序

（3）深海管道风险评价结果分析

6.3某气田三通至WHPM输气管线实例分析

（1）深海管道相关数据及参数

（2）未确知测度评价结果及管道风险等级排序

（3）深海管道风险评价结果分析

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录

发表论文和科研情况说明

致谢