15713835_深水防喷器系统可靠性分析_
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0 引
式及后果分析 (
FMEA)方 法,并 完 成 了 防 喷 器 控 制
言
深水防 喷 器 (
BOP)组 安 装 于 水 下 井 口 头 上 使
系统 FMEA 分析。 段 明 星 等 [3]从 深 水 防 喷 器 系 统
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FMEA 分 析 ,可 以 找 出 影 响 防 喷 器 系 统 可 靠 性 的 潜 在 危 险 因 素 与 薄 弱 环 节 ,可 从 风 险 防 控 措 施 、风 险 处 理 方 案 、
优 化 配 件 库 存 等 方 面 为 操 作 人 员 提 供 依 据 ,实 现 提 高 深 水 防 喷 器 系 统 可 靠 性 的 同 时 ,也 能 为 其 他 钻 井 相 关 设 备
系统提供支持。
关键词
深水;防喷器;失效模式及后果分析(
FMEA);井口连接器;可靠性
TE921+.
5
中图分类号
文献标志码
A
文章编号:2095
7297(
2017)
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面为现场人员提供 依 据 的 同 时,达 到 提 高 深 水 防 喷
器组可靠性的目的。
1 “ 海 洋 石 油 981” 防 喷 器 故 障 模 式
分析
1.
1 “海洋石油 981”防喷器系统简介
“海洋石油 981”防喷器的主体结构 包 括 2 个 万
能防喷器和 6 个 闸 板 防 喷 器,控 制 系 统 主 要 包 括 1
本文拟 以 “海 洋 石 油 981”防 喷 器 组 为 研 究 对
象,结合现场实际,分 析 防 喷 器 组 的 失 效 模 式,并 以
井口连接器为例进行 FMEA 分析,旨在找出影响防
喷器系统可靠性的 潜 在 危 险 因 素 与 薄 弱 环 节,并 从
风险防控 措 施、风 险 处 理 方 案、优 化 配 件 库 存 等 方
产生的综合 影 响 的 评 价 方 法。RPN 值 由 失 效 模 式
的严重程度(
S)、发生的概率的等级(
O)以及可检测
)
难易程度(
D 的乘积确定。为了明确防喷器组的 潜
在故障的风险程度,对 S、O、D 具 体 划 分 标 准 如 表
2~4 所示。
对于一个系 统 或 组 件 来 讲,
RPN 值 越 大,表 示
分析
2.
1 FMEA 分析简介
2.
1.
1 FMEA 分析流程
FMEA 是从实 践 中 发 展 起 来 的 一 种 可 靠 性 分
析技术 [6]。该技术 既 可 以 用 在 事 先 预 防 阶 段,分 析
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后果
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严重度
无提示的严 重
图 2 FMEA 分析流程图
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1.
2 计算风险优先数
表 3 发生概率等级 O 评分标准表
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失效可能性
风险优先 数 (
RPN)是 针 对 失 效 模 式 对 系 统 所
究。曹式敬 [1]利用冗余方法从防喷器系统配置与测
虽然国内 外 学 者 对 深 水 防 喷 器 系 统 进 行 了 局 部 或
用,是保证 深 水 钻 井 作 业 安 全 的 关 键 设 备。 目 前,
试方面对“海洋石油 981”防喷器系统进行了 可 靠 性
分析。பைடு நூலகம்红等
[
2]
提出深水防喷器控制系统的失效模
BOP)作 为 深 水 井 控 关 键 部 件 ,其 可 靠 性 对 于 保 证 深 水 钻 井 安 全 高 效 进 行 极 为 重 要 。 通 过 分
摘要
析 墨 西 哥 湾 及 中 国 海 域 深 水 防 喷 器 失 效 事 故 案 例 、厂 家 安 全 公 告 并 结 合 现 场 故 障 及 维 保 经 验 ,分 析 了 “海 洋 石 油
事故安全阀
阀门不动作,井眼压力泄漏,操作压力泄漏,井眼截止进入液缸,自动非正常打开
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第4卷
·3·
曹树杰,等:深水防喷器系统可靠性分析
表 2 严重程度 S (
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2 “海洋石油 981”防喷器系统 FMEA
作。《海洋工程装备与技术》编委。
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·2·
第4卷
海洋工程装备与技术
失效模式 分 析,并 能 真 正 从 风 险 防 控 措 施、风 险 处
理方案、优化配件库 存 等 方 面 为 操 作 人 员 提 供 依 据
的分析在国内鲜有报道。
危害
防喷器功 能 全 部 丧 失,长 时 间
停工,故障发生无警告
10
有提示的严 重
危害
防喷器功 能 全 部 丧 失,长 时 间
停工,故障发生有警告
9
很严重
严重影响 防 喷 器 功 能,长 时 间
停工,现场无法修复
8
严重
严重影响 防 喷 器 功 能,长 时 间
停工,现场部分失效可修复
7
中等
影响防喷 器 功 能,一 定 时 间 的
981”平 台(HYSY981)防 喷 器 组 失 效 故 障 模 式 。 以 井 口 连 接 器 为 例 ,进 行 失 效 模 式 及 后 果 分 析 (
FMEA),并 通 过
基 于 信 息 公 理(
AD)与 风 险 优 先 数 (
RPN)集 结 合 的 评 估 方 法 对 风 险 因 素 科 学 排 序 。 实 例 分 析 结 果 表 明 ,通 过
停工,失效部件可轻易修复
2
无
无影响,能正常工作
1
潜在的故障模式及 其 原 因,采 取 预 防 措 施 防 止 故 障
发生,也可 以 用 在 事 后 改 进 阶 段,分 析 已 经 发 生 的
故障模式 及 其 原 因,采 取 改 进 措 施,并 防 止 故 障 再
次发生 [7]。其分析流程如图 2 所示。
图 1 “海洋石油 981”防喷器结构图
例故障与 维 保 实 例,针 对 防 喷 器 不 同 组 件 (万 能 防
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喷器、闸板防 喷 器、隔 水 管 连 接 器、井 口 连 接 器、控
制系统等)的 故 障 模 式 进 行 了 分 析,编 制 了 故 障 模
式分析表(见表 1)。
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套电 液 复 合 控 制 系 统、声 呐 应 急 控 制 系 统、
ROV 操
作系统、应 急 液 压 备 用 控 制 系 统 (
EHBS)及 应 急 解
[]
脱系统(
EDS)5 。防喷器组详细配置如图 1 所示。
1.
2 故障模式分析
通过分析 国 外 墨 西 哥 湾 相 关 防 喷 器 故 障 模 式
与数据 [4]、统计 中 海 油 服 钻 井 平 台 近 年 的 共 计 381
插入头密封失效
挠性接头
水下机器人(
ROV)面板
泥浆泄漏,承载力不足,弹性体失效
操作压力泄漏,储能瓶压力泄漏,压力表指示不准,阀门无法打开
控制系统
压力泄漏,功 能 无 法 操 作,非 正 常 激 活,无 法 补 压,储 能 能 力 不 足,报 警 检 测 功 能 失 效,操 作 相 应
时间不达标,控制液不达标
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表 1 防喷器组故障模式分析表
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部 件 名 称
故 障 模 式
万能防喷器
井眼压力泄漏,胶芯无法正常打开,胶芯无法正常关闭,内部液路泄漏
闸板防喷器
闸板关 闭 后 外 部 泄 漏,闸 板 关 闭 后 内 部 泄 漏,芯 子 无 法 正 常 打 开,芯 子 无 法 正 常 关 闭,芯 子 无 法
的设计、试 验 和 法 规 要 求 分 析 了 深 水 防 喷 器 可 靠
国内外学 者 均 对 防 喷 器 系 统 可 靠 性 有 了 一 定 的 研
[]
性。国外 Ho
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and 等 4 搜 集 了 深 水 防 喷 器 故 障 数
据,建立了 水 下 防 喷 器 发 生 井 喷 或 泄 漏 的 故 障 树。
很高:失效几乎不
可避免
高:反复发生
1、1,RPN 值为 9,而失效模式 B 的 S、O、D 分 别
为 6、3、3,RPN 值 为 54,按 照 传 统 RPN 结 果 分
析,失效模式 B 风 险 等 级 大,但 是 由 于 失 效 模 式 A
的严重度 S 为 9,也足以引起我们关注,即需将某些
等级
≥1/2
第4卷
第1期
海洋工程装备与技术
OCEAN ENGINEERINGEQUIPMENT AND TECHNOLOGY
2017 年 2 月
深水防喷器系统可靠性分析
Vo
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4,No.
1
Feb.,2017
①
曹树杰 ,王冬石 ,温纪宏 ,金学义 ,宋林松
(中海油田服务股份有限公司,河北
三河 065201)
深 水 防 喷 器(
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0 引
式及后果分析 (
FMEA)方 法,并 完 成 了 防 喷 器 控 制
言
深水防 喷 器 (
BOP)组 安 装 于 水 下 井 口 头 上 使
系统 FMEA 分析。 段 明 星 等 [3]从 深 水 防 喷 器 系 统
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FMEA 分 析 ,可 以 找 出 影 响 防 喷 器 系 统 可 靠 性 的 潜 在 危 险 因 素 与 薄 弱 环 节 ,可 从 风 险 防 控 措 施 、风 险 处 理 方 案 、
优 化 配 件 库 存 等 方 面 为 操 作 人 员 提 供 依 据 ,实 现 提 高 深 水 防 喷 器 系 统 可 靠 性 的 同 时 ,也 能 为 其 他 钻 井 相 关 设 备
系统提供支持。
关键词
深水;防喷器;失效模式及后果分析(
FMEA);井口连接器;可靠性
TE921+.
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中图分类号
文献标志码
A
文章编号:2095
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面为现场人员提供 依 据 的 同 时,达 到 提 高 深 水 防 喷
器组可靠性的目的。
1 “ 海 洋 石 油 981” 防 喷 器 故 障 模 式
分析
1.
1 “海洋石油 981”防喷器系统简介
“海洋石油 981”防喷器的主体结构 包 括 2 个 万
能防喷器和 6 个 闸 板 防 喷 器,控 制 系 统 主 要 包 括 1
本文拟 以 “海 洋 石 油 981”防 喷 器 组 为 研 究 对
象,结合现场实际,分 析 防 喷 器 组 的 失 效 模 式,并 以
井口连接器为例进行 FMEA 分析,旨在找出影响防
喷器系统可靠性的 潜 在 危 险 因 素 与 薄 弱 环 节,并 从
风险防控 措 施、风 险 处 理 方 案、优 化 配 件 库 存 等 方
产生的综合 影 响 的 评 价 方 法。RPN 值 由 失 效 模 式
的严重程度(
S)、发生的概率的等级(
O)以及可检测
)
难易程度(
D 的乘积确定。为了明确防喷器组的 潜
在故障的风险程度,对 S、O、D 具 体 划 分 标 准 如 表
2~4 所示。
对于一个系 统 或 组 件 来 讲,
RPN 值 越 大,表 示
分析
2.
1 FMEA 分析简介
2.
1.
1 FMEA 分析流程
FMEA 是从实 践 中 发 展 起 来 的 一 种 可 靠 性 分
析技术 [6]。该技术 既 可 以 用 在 事 先 预 防 阶 段,分 析
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评价准则
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无提示的严 重
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1.
2 计算风险优先数
表 3 发生概率等级 O 评分标准表
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失效可能性
风险优先 数 (
RPN)是 针 对 失 效 模 式 对 系 统 所
究。曹式敬 [1]利用冗余方法从防喷器系统配置与测
虽然国内 外 学 者 对 深 水 防 喷 器 系 统 进 行 了 局 部 或
用,是保证 深 水 钻 井 作 业 安 全 的 关 键 设 备。 目 前,
试方面对“海洋石油 981”防喷器系统进行了 可 靠 性
分析。பைடு நூலகம்红等
[
2]
提出深水防喷器控制系统的失效模
BOP)作 为 深 水 井 控 关 键 部 件 ,其 可 靠 性 对 于 保 证 深 水 钻 井 安 全 高 效 进 行 极 为 重 要 。 通 过 分
摘要
析 墨 西 哥 湾 及 中 国 海 域 深 水 防 喷 器 失 效 事 故 案 例 、厂 家 安 全 公 告 并 结 合 现 场 故 障 及 维 保 经 验 ,分 析 了 “海 洋 石 油
事故安全阀
阀门不动作,井眼压力泄漏,操作压力泄漏,井眼截止进入液缸,自动非正常打开
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第4卷
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曹树杰,等:深水防喷器系统可靠性分析
表 2 严重程度 S (
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2 “海洋石油 981”防喷器系统 FMEA
作。《海洋工程装备与技术》编委。
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海洋工程装备与技术
失效模式 分 析,并 能 真 正 从 风 险 防 控 措 施、风 险 处
理方案、优化配件库 存 等 方 面 为 操 作 人 员 提 供 依 据
的分析在国内鲜有报道。
危害
防喷器功 能 全 部 丧 失,长 时 间
停工,故障发生无警告
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有提示的严 重
危害
防喷器功 能 全 部 丧 失,长 时 间
停工,故障发生有警告
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很严重
严重影响 防 喷 器 功 能,长 时 间
停工,现场无法修复
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严重
严重影响 防 喷 器 功 能,长 时 间
停工,现场部分失效可修复
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中等
影响防喷 器 功 能,一 定 时 间 的
981”平 台(HYSY981)防 喷 器 组 失 效 故 障 模 式 。 以 井 口 连 接 器 为 例 ,进 行 失 效 模 式 及 后 果 分 析 (
FMEA),并 通 过
基 于 信 息 公 理(
AD)与 风 险 优 先 数 (
RPN)集 结 合 的 评 估 方 法 对 风 险 因 素 科 学 排 序 。 实 例 分 析 结 果 表 明 ,通 过
停工,失效部件可轻易修复
2
无
无影响,能正常工作
1
潜在的故障模式及 其 原 因,采 取 预 防 措 施 防 止 故 障
发生,也可 以 用 在 事 后 改 进 阶 段,分 析 已 经 发 生 的
故障模式 及 其 原 因,采 取 改 进 措 施,并 防 止 故 障 再
次发生 [7]。其分析流程如图 2 所示。
图 1 “海洋石油 981”防喷器结构图
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ROV 操
作系统、应 急 液 压 备 用 控 制 系 统 (
EHBS)及 应 急 解
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脱系统(
EDS)5 。防喷器组详细配置如图 1 所示。
1.
2 故障模式分析
通过分析 国 外 墨 西 哥 湾 相 关 防 喷 器 故 障 模 式
与数据 [4]、统计 中 海 油 服 钻 井 平 台 近 年 的 共 计 381
插入头密封失效
挠性接头
水下机器人(
ROV)面板
泥浆泄漏,承载力不足,弹性体失效
操作压力泄漏,储能瓶压力泄漏,压力表指示不准,阀门无法打开
控制系统
压力泄漏,功 能 无 法 操 作,非 正 常 激 活,无 法 补 压,储 能 能 力 不 足,报 警 检 测 功 能 失 效,操 作 相 应
时间不达标,控制液不达标
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部 件 名 称
故 障 模 式
万能防喷器
井眼压力泄漏,胶芯无法正常打开,胶芯无法正常关闭,内部液路泄漏
闸板防喷器
闸板关 闭 后 外 部 泄 漏,闸 板 关 闭 后 内 部 泄 漏,芯 子 无 法 正 常 打 开,芯 子 无 法 正 常 关 闭,芯 子 无 法
的设计、试 验 和 法 规 要 求 分 析 了 深 水 防 喷 器 可 靠
国内外学 者 均 对 防 喷 器 系 统 可 靠 性 有 了 一 定 的 研
[]
性。国外 Ho
l
and 等 4 搜 集 了 深 水 防 喷 器 故 障 数
据,建立了 水 下 防 喷 器 发 生 井 喷 或 泄 漏 的 故 障 树。
很高:失效几乎不
可避免
高:反复发生
1、1,RPN 值为 9,而失效模式 B 的 S、O、D 分 别
为 6、3、3,RPN 值 为 54,按 照 传 统 RPN 结 果 分
析,失效模式 B 风 险 等 级 大,但 是 由 于 失 效 模 式 A
的严重度 S 为 9,也足以引起我们关注,即需将某些
等级
≥1/2
第4卷
第1期
海洋工程装备与技术
OCEAN ENGINEERINGEQUIPMENT AND TECHNOLOGY
2017 年 2 月
深水防喷器系统可靠性分析
Vo
l.
4,No.
1
Feb.,2017
①
曹树杰 ,王冬石 ,温纪宏 ,金学义 ,宋林松
(中海油田服务股份有限公司,河北
三河 065201)
深 水 防 喷 器(
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