我国具有丰富的海洋石油资源,在海洋油气的开发中,海底管道的运行状况直接关系到海上油气田的安全。因此,分析管道风险,建立合理的海底管道完整性管理系统以保证管道的正常工作对我国海洋石油开发有着重要的意义。本文第1章阐述国内外管道基于风险分析的完整性管理技术的研究和进展,指出了其由半定性半定量分析向定量分析方向发展的趋势,而且风险分析和管理的重点在于失效概率的计算和控制。第2章利用故障树分析法,建立了较为完整的海底管道失效故障树,求出了故障树的最小割集,总结了海底管道失效的主要影响因素,给出了根据基本事件概率和最小割集概率求解管道失效概率的计算方法,同时给出并简化了基本事件概率重要度系数的计算公式,指出了求解基本事件概率重要度系数在风险分析和管道完整性管理方面的重要意义。第3章研究了根据著名的英国PARLOC海底管道数据库进行故障树基本事件概率计算的方法,并分析了该方法的优缺点。第4章基于ASME B31G新规范中的腐蚀管道极限强度公式,修正了腐蚀面积的计算方式;建立了海底管道腐蚀失效概率计算的结构可靠性模型;并对各个随机变量进行了归一化处理,简化了极限状态方程;研究给出了归一化随机变量的分布类型和参考特征值;最后进行参数讨论,分析了该数学模型的可靠性。第5章参考规范DNV-RP-F107的起重机上坠物冲击海底管道的概率计算方法,建立了船舶抛锚冲击管道的概率/频率计算模型。然后研究了在一次抛锚冲击事故中,管道失效的条件概率,总结了不同重量的锚冲击海底管道导致其失效的条件概率。最后,根据我国的实际船舶统计数据,在典型重量的锚的冲击下进行了参数讨论,分析证明了该数学模型的可靠性。本文的研究为我国海底管道基于风险分析的完整性管理方法的理论研究和工程应用打下了基础。