基于贝叶斯网络的长输管道故障树分析

阐述了贝叶斯网络信念的传播与更新,说明了故障树向贝叶斯网络转化的过程,其中包括联接强度与逻辑门的映射关系与主要转化步骤。使用贝叶斯网络对长输管道进行了安全失效分析,提出了贝叶斯网络对故障树分析的二态性与逻辑确定性的修正。     

基于贝叶斯网络的陆上油气管道失效风险研究

利用贝叶斯网络BN(Bayesian network)的不确定性推理和建模优势,提出了一种基于BN的陆上油气管道多因素多态失效风险分析方法。首先对造成管道失效的自然灾害、腐蚀和施工管理等主要因素的失效状态进行了分析修正,建立了BN概率计算模型。以某管道为实例,分别对管道失效单因素多态、两因素多态、三因素多态等情况进行了定量分析和定量评估,得出了管道失效概率和各基事件的结构重要度。结果表明:利用BN分析方法评价陆上油气管道失效风险,能够推算出更精确的基事件概率分布,同时找出导致事故发生的最可能原因,为陆上油气管道事故的风险控制和安全管理提供了合理的建议。     

天然气管道放空系统失效的故障树分析

天然气在管道输送过程中往往存在超压问题,容易造成管道破裂,导致天然气泄漏、爆炸等事件,因此需要在天然气管道上设置放空系统。本文对引起天然气管道放空失效的各个因素进行系统分析,建立以天然气管道放空失效为顶事件的天然气管道放空失效故障树。通过利用故障树方法进行分析,计算基础事件导致管道放空失效的概率,寻找影响放空失效的根本原因,并提出了有效措施提高放空系统的可靠性。     

燃气管道热收缩带补口失效的故障树分析

热收缩带广泛应用于燃气管道3PE防腐层补口,良好的补口是燃气管道防腐层质量的保障。通过建立燃气管道热收缩带补口失效的故障树,运用布尔代数求出补口失效故障树的最小割集,计算出各个基本事件的结构重要度系数,并按照结构重要度系数的大小对各个基本事件进行了排序。文章通过故障树分析,得出了热收缩带补口失效的原因,得到了热收缩带补口失效的主要危险源,并从三个方面提出预防和控制热收缩带补口失效的建议。     

海底管道系统失效故障树的建立及定性分析

受自然环境、管道腐蚀、第三方破坏及管理不善等因素的影响,海底管道系统在铺设及运行过程中常常会失效。文中以海底管道穿孔、凝管、断裂和设备故障等主要失效形式为顶事件建立了海底管道系统失效故障树,通过系统的定性分析得到了海底管道系统失效故障树的37个一阶最小割集,进而确定了影响海底管道系统失效的4项主要因素,并针对这些主要因素提出了相应的解决问题的措施。     

基于可靠性方法的海底管道弯头失效概率计算

管道弯头处的冲蚀损伤是输送含砂流体的海底管道失效的主要原因.因冲蚀作用内部变薄的管道在原额定压力作用下会产生泄漏或爆裂.本文基于结构可靠性方法,通过构建弯头冲蚀失效的极限状态方程,引入偏差因子及不确定度等参数,计算弯头失效可靠性指标,预测弯头在额定服役状态下的失效概率,降低海底管道弯头失效风险.     

基于故障树的天然气长输管道安全风险分析

随着天然气长输管道的大量敷设和长期运行,其在运行过程中由于施工缺陷、管道腐蚀、第三方破坏等因素导致管道失效事故的风险显著增大,如何确保其运行安全已成为研究重点。故障树分析法是分析复杂系统安全性和可靠性的一种有效方法。以此方法为基础,从天然气长输管道设计及施工、管道保护、运行及人员管理等3个方面,对可能影响其安全运行的风险进行了分析,建立了相应的故障树分析图,就如何提高管道运行的安全性和稳定性给出相关预防措施及建议。     

用D-S证据理论处理管道失效概率计算中的专家信息

现有的模糊故障树方法只聘请一位专家（或采用专家组综合意见）进行判断，未能集中多位专家的集体智慧，或未对专家组中个体信息进行精细分析。D-S证据理论可为多位专家的信息融合奠定理论基础，实现专家个体信息的去粗取精、去伪存真．使专家组的综合判断结果更接近真实情况。在故障树模糊分析法中引入D-S理论，不仅完善了管道失效概率的计算模型，更重要的是探索了在不考虑失效模式的情况下通过主观评判确定失效概率值的不确定信息处理方法.     

基于动态贝叶斯网络的深水防喷器可靠性研究

研究深水闸板防喷器系统的可靠性具有十分重要的意义。为此,将深水闸板防喷器故障树模型转换为静态贝叶斯网络模型,再经时序扩展得到其动态贝叶斯网络模型。利用BNT和GraphViz4Matlab软件包对动态贝叶斯网络进行建模和推理分析,得出如下结论:①在400周内,深水闸板防喷器的可靠性随时间的延长逐渐下降,在第400周时趋近于0;②深水闸板防喷器的可靠性随基本事件节点退化导致失效的概率DS1和DS2的增大而下降,且DS1的影响大于DS2;③研究的4个基本事件退化导致的失效概率对系统可靠性的影响程度从大到小依次为PILFC、YPFMR、ELYCFH和LCFLYP。因此,在实际可靠性设计和评估中应根据基本事件对系统可靠性的影响大小给予不同程度的重视。     

考虑随机过程的油气管道时变失效概率计算

为提高油气管道抗风险能力和完整性管理水平,针对管道结构抗力和附加载荷随时间随机变化的特性,将剩余强度视为随机过程,引入“首次穿越模型”构建腐蚀管道的时变失效概率模型,通过实例分析考察了管道结构参数和随机激励因素对失效概率的影响,并进行了定量分析。结果表明,基于蒙特卡洛模拟的计算结果与基于首次穿越模型的计算结果相比,两者吻合性较好,证明了时变失效概率模型的科学性和有效性;系统运行压力和腐蚀速率是影响失效概率的主要因素,在低失效概率下,可忽略管道规格和抗拉强度的影响;在正常条件下,该管道的剩余寿命为24 a,在运行20～30 a期间应注意对管道系统进行维护维修,以提高管道使用寿命。     

基于事故树的钻柱失效分析方法

针对复杂地质条件下钻柱失效事故频发、防控措施效果不理想的现状,应用图论中的事故树分析方法,在演绎钻柱失效诱因与防控措施逻辑关系的基础上,建立了钻柱失效事故树模型。运用最小割集与径集分析了钻柱失效的路径和最优防控途径,并以川东北地区钻柱失效为例进行了实例分析。结果表明,该地区钻柱失效概率为56.81%,事故树定量计算结果与实际统计值相符合,证明基于事故树的钻柱失效分析方法切实可行,事故树结构合理,计算结果真实、可靠。同时,通过计算事故树基本事件的3个重要度,为制定钻柱失效防控对策提供了理论依据,增强了防控措施的针对性和实用性。     

基于故障树的套管失效模糊综合评判分析模型

通过对以套管失效为顶事件的套管故障树的定性分析 ,得到了 4 7个可以等效为布尔方程的基本事件。结合现场实际将具有布尔特征的基本事件扩充为多水平的模糊集合 ,在此基础上建立了基于故障树的套管失效模糊综合评判分析模型。模型中扩充后的基本事件不同程度发生时 ,顶事件发生的程度需要通过理论分析和大量现场数据及实验数据的统计分析确定。该模型为套管失效的定量评价开辟了一种新的途径     

腐蚀管线失效概率的评定方法

基于结构可靠性的一般理论,建立了腐蚀缺陷管线失效的极限状态函数,并以规则化的随机变量形式表示.采用雷菲法求解了失效概率,提出了管线全线的失效概率分析方法,即沿管线全长以1km管线为失效概率的分析单元进行计算,这样能合理考虑管线沿线腐蚀状况的差异.对一条经过检测的输油管线的腐蚀缺陷数据、管道运行参数和管材性能参数进行了统计分析,运用新提出的概率数学模型计算了管道全线的失效概率,并与推荐的目标失效概率进行了比较,从而提出了对管线重点维修和监测的区段.本方法是在对油气输送管线的腐蚀程度检测之后再进行安全评定的一个行之有效的方法.     

海底管道泄漏的事件树和故障树相结合分析

海底管道一旦发生泄漏,危害很大,为了分析其引起的不同后果,建立了海底管道系统泄漏事件树模型.根据事件树和故障树各自不同的特点,提出了将两者结合运用的方法.将故障树分析应用到已构建好的事件树中,通过故障树的定量分析求出事件树中初因事件和后续事件的发生概率,最终实现事件树的定量分析,得出各后果事件的发生概率.从而得到一个完整的海底管道泄漏危害分析的方法.     

同步优化失效概率与建设成本的天然气管网布局流程

目前,天然气长输管网布局优化基本上都是首先以最短路径或最低建设成本为优化目标,然后在已确定的优化布局基础上进行失效概率分析,而在管网运行期间由各种失效导致的风险损失却变得越来越不容忽视,因而在管网布局规划阶段就应该考虑失效造成的风险损失。为了在布局规划阶段实现失效概率和建设成本的同步优化,提出了一种新的布局优化流程:①基于已建管网或相似管网的失效概率和土壤成分数据进行Back-Propagation Network(BP)神经网络预测模型的训练和验证;②基于待优化管网初始敷设路径对应的土壤成分数据预测其失效概率,并与待优化管网的建设成本同时归一化处理;③将归一化后的失效概率与建设成本的乘积定义为得分;④利用最小生成树算法得出所需的最优布局。案例分析结果表明:①路径最短的优化布局通常仅能保证建设成本为最低,难以同时实现失效概率和建设成本同步最小;②得分最小的优化布局能实现失效概率最小,同时其建设成本最接近最小建设成本,以此实现失效概率和建设成本的同步优化;③管网的优化布局方案不应简单只考虑单一因素,应根据失效概率和建设成本的权重关系确定最优的布局方案,以实现经济效益最大化。结论认为,该研究成果可同步优化失效概率和建设成本,具有较大的推广应用价值。     

基于序贯检验的管道泄漏检测方法

利用序贯概率比检验法检测油气管道泄漏是一种较新的方法.针对原始压力信号噪声的非高斯性,采用卡尔曼滤波器进行预处理,提高了序贯法判断泄漏的准确性.分析了传统压力梯度法的不足,借鉴负压波定位中的时间差法定位泄漏点,提高了定位的精度.实验结果表明,这种管道泄漏检测方法值得推广.     

基于构造物理模拟实验的走滑量求取

利用现有钻井资料、地震解释成果,结合区域特殊断裂特征,基于辽中凹陷断裂体系的平面、剖面特征,完成了两条主走滑断裂平行侧列、两条主走滑断裂不平行侧列、单条主走滑断裂等3组断裂样式的构造物理模拟,深入研究了辽中凹陷走滑断裂典型特征、断裂演化以及形成机理,同时计算了主干断裂走滑量。模拟结果表明：①辽中凹陷在平面发育一系列雁列、帚状断裂体系,主要发育在LZ1断裂尾端以及走滑断裂上部浅层,受控于渐新世右旋走滑活动;②随着走滑量增加,先后形成雁列、帚状断裂体系、平面贯通断裂形态,雁列、帚状断裂体系可作为深层走滑断裂解释的基本依据;③走滑量定量模拟统计分析表明,伸展量与走滑量比率约为3：2,辽东湾坳陷的3条一级断裂在东营期走滑作用最强,LZ1断裂走滑量最大。     

基于BP神经网络的螺杆泵井故障诊断方法

将神经网络原理应用于地面驱动螺杆泵采油系统的故障诊断,采用改进的BP神经网络,根据螺杆泵井的故障特点,通过理论研究,选取能够表征油井生产状态的状态变量作为神经网络的输入向量,归纳出常见的螺杆泵井故障形式作为目标输出。同时采集了大量现场数据,并进行分类整理,构成了网络的训练样本。通过对网络进行训练,获得具有一定泛化能力的网络。利用VB与Matlab编制的相应软件进行螺杆泵井的故障诊断,获得了正确的诊断结果,证明该方法具有一定的实用性。