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从第一个木制海洋平台出现,海洋平台已经有一百多年历史。海洋油气开发高收益与包括人员伤亡、经济损失和环境污染在内的高风险并存。海洋平台作业环境恶劣、作业空间狭小、作业设备集中,存在应急救援瓶颈,一旦发生事故,易引发连锁事故,引发大量人员伤亡、巨大财产损失和无法估量的生态灾难。本文调研己发生的海洋平台事故,研究事故发生机理发现:一些初始小事故,在各种事故致因因素的作用下,以事故链的形式不断发展,最终引发火灾爆炸等严重事故。尽管以多米诺效应理论为代表的事故致因理论具有广泛的应用前景,并且众多学者提出很多定性和定量风险评价方法,但考虑到海洋平台自身特点,无法直接用于评价海洋平台连锁风险。因此,针对海洋油气开发风险需要,以海洋石油平台为研究对象,开展连锁风险研究具有重要意义。
本文依托中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(09CX05008A)“南海深水油气开采风险控制技术应用基础研究”,开展海洋平台系统连锁风险评价方法及其应用研究。根据WOAD、OREDA和HSE等数据库和其他统计资料,采用统计方法,统计近60年内全球发生176起具有较大影响力的海洋石油平台事故,从事故类型、平台类型、后果和时间四个方面开展事故特征分析,并分析火灾、爆炸事故致因因素,根据目前海洋钻井平台主要事故风险建立事故致因框架和事故致因评价指标,计算得到指标标准权重。参考国内外相关事故致因理论,提出一种新的风险评价法——事故动力评价法,将系统可能发生的某种初始事件与由此引发的后续事故之间的逻辑关系用一种称为事故连锁图的拓扑图表示,通过对事故连锁图的定性分析与定量计算,找出事故连锁发展模式,仿真模拟后果事件,并进行风险控制,为安全对策提供可靠依据,以达到预测与预防事故发生的目的。以2010年墨西哥湾“Deepwater Horizon”平台事故为研究对象,从定性分析、定量计算、后果模拟和风险控制四个角度出发,采用事故动力评价法进行事故连锁风险评价研究。一方面,开展定性分析和定量计算,求得关键路径、最短路径、最小割集和事故发生概率;另一方面,利用FDS软件进行事故后果模拟,并进行爆炸计算,从温度、热辐射等方面判断井架毁坏程度,开展热辐射后果分析,研究冲击波超压对周围设备的损坏,确定致死区域,并在评价结果的基础上进行风险控制。最后开展计算机辅助事故动力评价法分析系统设计研究,对比研究事故动力评价法和事故树与多米诺评价方法。