FPSO被广泛地用于浅海、深海和边际油气田的开发,油气资源通过穿梭油轮转运到岸上。外输过程存在碰撞、系泊大缆断裂、输油软管破损泄漏、溢油和火灾/爆炸等各种风险,而这些危险事件时刻危及人员、环境和海洋设备安全,所以研究外输系统风险显得十分必要且紧迫。本文首先评估外输靠泊风险和外输软管风险,指出影响风险的各种因素,并制定了降低风险的措施。通过分析外输碰撞失效案例,辨识出碰撞事故风险源——鱼尾运动和过分纵荡运动。本文对FPSO与穿梭油轮建立有限元模型,通过Hydrostar计算两浮体水动力参数,将此参数导入系泊分析软件。针对串靠外输过程中三种典型且危险的装载工况及风向改变情况,在不同风浪流组合下做大量相对运动的时域模拟计算。引入极值理论,并研究极值分布不同的参数估计方法。然后采用极值理论预测鱼尾运动和过分纵荡运动发生概率,并分析不同装载、风浪流组合、风向改变和拖轮的使用对鱼尾运动和过分纵荡运动的影响,提出减小碰撞发生的防护措施,得到较好效果。本文基于最弱失效模式组理论,将外输过程中大缆和系泊系统的断缆风险分析分为若干个正交的最弱失效模式,结合不同工况下系泊软件计算结果,将断缆风险分析分为大缆和系泊系统分别分析,并将其作为串联系统,结合改进的一次二阶矩法进行可靠度计算。本文还求解了双缆多个失效模式间的相关性,利用概率网格估算法找出最弱失效模式,通过计算分析使用双缆进行外输作业的可靠性问题。针对断缆风险分析,提出了一套普遍适用的分析方法。