塔里木油田钻柱转换接头失效原因分析及预防

对塔里木油田2006年1—5月发生的钻柱转换接头失效事故进行了分析研究,对失效的钻柱转换接头尺寸进行了测量,对钻柱转换接头断口形貌进行了宏观分析,发现钻柱转换接头断裂位置都在外螺纹接头危险截面上。通过分析计算认为,钻柱转换接头断裂原因与外径不符合标准及内、外螺纹接头弯曲强度比不合理有关。对钻柱转换接头刺漏形貌分析结果认为,刺漏与接头密封能力不足有关。进一步调查研究发现,钻柱转换接头失效与没有严格执行SY/T5200行业标准和API SPEC 7标准有一定关系。在调查分析的基础上,对如何防止或减少钻柱转换接头失效事故提出了有效的预防措施。      

钻柱失效原因及预防措施

开展油田钻柱失效分析与预防对提高钻井速度、降低钻井成本及井下安全钻进具有重要意义。钻柱失效案例统计表明钻杆失效事故占钻柱总失效事故的50％～60％，主要失效形式是管体刺穿，主要失效原因是腐蚀疲劳；钻铤失效事故略低于钻杆失效事故，螺纹处断裂是钻铤的主要失效类型；钻柱转换接头失效数量相对较少。结合实验数据，从材料、环境和力学三方面对钻柱失效原因进行分析，提出预防钻柱失效的四条措施，包括正确选材、改善工作环境、合理设计钻柱、降低服役载荷及应力以及加强管理。对服役高酸性环境下的钻柱，通过微合金化和提高材料的冶炼水平来降低P、S含量，以及通过适当的热处理使晶粒细化等方式可以提高钻柱材料的耐蚀能力和降低失效比例。     

钻柱失效原因中的制造因素分析

结合我国近年来发生的典型钻柱失效案例对油气井钻柱失效原因中的制造因素进行系统研究分析,结果表明,钻柱的失效模式与失效原因是两个不同的概念,钻柱的主要失效模式是疲劳,而钻柱的失效原因则主要包括制造因素、设计因素、使用因素和环境因素四个方面。钻柱制造过程中形成的缺陷主要包括非金属夹杂、折皱、表面脱碳、螺纹成型、加工缺陷和耐磨带堆焊不当等,这些缺陷通过降低疲劳裂纹萌生寿命而诱发钻柱的早期 失效。建议加强钻柱的失效分析工作,减少钻柱失效事故的发生。     

基于模糊算法的老龄海底管道失效事故树定量分析

将海底管道失效的原因分为人为因素和自然因素两类,建立海底管道失效事故树。采用专家主观判断法结合模糊算法计算基本事件的发生概率。通过对事故树的定性分析,得到引起管道失效的26个最小割集。通过定量分析,计算顶事件的发生概率和基本事件的关键重要度系数。计算结果表明,海底管道失效的概率为0.2197,通过关键重要度系数分析得到的基本事件风险排序结果与定性分析结果一致。     

石油钻柱失效分析及预防措施

作者根据多年从事石油管材研究的实践经验,总结出了石油钻柱失效的主要类型,分析了钻柱发生早期失效的主要原因,据此提出了防止钻柱早期失效、提高钻柱使用寿命的措施和建议。     

基于可靠性理论的钻柱疲劳寿命预测

钻井过程中极易发生钻柱疲劳失效事故,不仅影响钻进速度,而且大大降低了钻井效益,因此准确预测钻柱的疲劳寿命,对于提高钻柱的安全可靠性、减少钻井事故的发生具有重要意义。根据钻柱疲劳裂纹的扩展与钻柱的应力状态有关,首先对钻柱进行了应力状态分析,并进行了等效应力合成。在应力分析的基础上,结合可靠性理论,确定了影响钻柱疲劳裂纹寿命的随机性参数:钻压、转盘转速以及疲劳裂纹初始长度。结合Form an模型建立了钻柱I、III复合型疲劳裂纹扩展速率的计算模型。算例分析表明,该模型能够计算相应可靠度下钻柱疲劳裂纹的循环寿命,且计算结果与现场钻柱的使用寿命比较接近,能够满足现场钻井工程的精度要求。该模型具有一定的实用性,为钻柱疲劳寿命的准确预测提供了理论依据。     

基于模糊FTA水下采油树油管挂安装风险分析

为了降低水下采油树油管挂下放安装风险,采用模糊事故树分析法对其下放安装过程进行风险分析。介绍了油管挂下放安装过程,通过分析连接、定位、锁紧和密封测试4个主要过程,建立了以油管挂安装失效为顶事件的事故树。对事故树进行定量分析,并采用专家综合评判与模糊集理论相结合的方法确定基本事件的失效概率。将专家自然语言转化为模糊数,再去模糊化转化成失效概率。计算顶事件发生的概率,对基本事件进行敏感度分析找出关键事件。风险分析结果表明,分析结果与历史操作经验吻合,验证了采用模糊事故树方法评估油管挂安装风险的可行性。     

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石油钻柱的失效80％以上都为疲劳破坏，这与钻柱在弯曲和扭转组合下的交变应力有关。文章结合钻柱疲劳破坏的基本特征和有关实验数据，得到了钻柱在钻井液腐蚀条件下的持久极限应力近似计算公式。利用复合交变应力强度计算理论，考虑钻柱涡动及轴向载荷的影响，建立了钻柱复合交变应力下的动态强度条件，并给出了计算实例。结果表明，静态条件下安全系数满足设计要求的钻柱，一旦动态条件下的疲劳强度不够，就会发生失效。文中所建模型对于钻柱设计时的强度校核、在役钻柱的安全评估以及失效钻柱的事故分析具有实际的指导意义。     

钻柱瞬态动力学失效分析

目前钻柱瞬态动力学的研究大部分处于理论阶段,计算工作量大,而且针对钻柱的动态失效分析还比较少。为此,考虑钻柱轴向力的作用,在一定条件下发生屈曲,诱发横向振动,使钻柱的一些部位与井壁碰撞,建立钻柱的动力学模型;通过ANSYS软件,用Newmark方法,分析钻柱承受任意随时间变化的钻压的动力响应,提取钻柱上的危险点。实例计算和分析结果表明,钻柱的实际断点一般都接近危险点,且断点处交变应力的变化幅度比较大,从而为钻柱的失效和断裂提供了理论依据。     

气体钻井钻柱失效机理分析

川东北地区气体钻井申钻柱失效情况的统计资料表明,钻柱失效主要表现为磨损和断裂,分析可知,气体钻井时钻柱失效严重除与高速岩屑的冲蚀,井壁岩石的磨损、酸性介质环境的腐蚀有关外,还与钻拄承受更为复杂的动态应力密切相关.动力学分析结果表明,与钻井液钻井相比,气体钻井时钻柱的动态明显增大,动态应力的变化幅度和变化频率也明显提高,这是造成钻柱失效的主要原因之一.因此,防治气体钻井钻柱失效应切实重視钻柱动态应力的控制,目前条件下,加强钻柱的探伤工作,确保入井钻柱的抗疲劳破坏能力和使用减振工具是较为有效的预防钻柱失效的技术措施.     

海上乘吊篮上下平台发生跌落事故的故障树分析

针对海上石油作业人员乘吊篮上下平台可能发生跌落事故,利用安全系统工程的事故预测技术,对可能出现的失效模式建立了故障树分析模型,将系统失效的原因与结果绘制成树状关系图,然后的数理统计方法进行定性和定量计算,查明被研究系统所潜伏的危险因素,进而采取安全措施,保障乘吊篮人员的人身安全,达到预测和预防事故的目的。     

烷基苯加热炉故障树分析研究

采用故障树分析方法,对烷基苯加热炉进行了故障树分析研究,找出了影响炉管失效的主要因素,提出了避免炉管失效的措施。     

FTA在液氨罐车泄漏事故分析中的应用

采用事故树分析法(FTA)对液氨罐车泄漏事故进行研究,对泄漏原因进行系统综合分析,依此绘制事故树.采用Fussell法求取液氨罐车泄漏事故的最小割集,通过布尔代数法,对最小割集进行逻辑运算,确定基本事件的重要度与因素权重.经分析,外界环境因素及人员因素是导致液氨罐车泄漏的主要因素,并据此给出预防液氨罐车泄漏事故发生的有...     

长输管线失效状况模糊故障树分析方法

采用故障树法分析了长输管线的失效状况,根据管线失效的两种主要模式:泄漏和断裂,建立了管线失效的故障树。通过对故障树的定性分析,可得到引起管线失效的52个最小割集;通过定量分析则可以计算顶事件的发生概率以及进行底事件的重要度分析。采用专家判断法和模糊集理论相结合的方法评估了故障树的底事件发生概率的模糊性,并以长输管线故障树系统中的“安装质量差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为2.3545×10^-4。该方法可为处理模糊事件失效概率提供一种研究思路。     

Fault tree analysis on handwashing for hygiene management

FTA (fault tree analysis) of the handwashing process was performed to investigate the causes for faults in hygiene management. The causes were deductively identified as the events causing every possible hazard by constructing a fault tree. The fault tree was constructed in a hierarchical structure with a single top event (occurrence of faults in hand washing), seven intermediate events, and fifteen basic events connected by a Boolean operator AND gate, or an OR gate. Qualitative analysis on the fault tree yielded minimal cut sets, structural importance, and common cause vulnerability. Quantitative analysis yielded simulation of the final top event fault, cut set importance, item importance, and sensitivity. Those factors are basically a measure to represent the priority order of the basic events causing the top event. The critical basic events turned out to be human errors in hand manipulation in terms of scrubbing the palms, backs, fingers, and fingertips of the hands, as well as failure to use hygienic towels for hand drying due to not using disposable paper towels and unhygienic storage of the towels. The priority order of the basic events was consistent between the qualitative and quantitative analyses. Consequently, we found that FTA, with qualitative and quantitative analyses, was a good alternative approach to hazard analysis in HACCP system implementation.     

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城市埋地燃气（主要包括天然气、煤气）管网在运行中会受到复杂环境因素和人为因素的影响,如果发生失效,就会直接威胁着管道沿线附近人员生命和国家财产的安全,因此有必要对燃气管道进行可靠性分析。失效树分析（Fault Tree Analysis）是一种已被广泛应用的可靠性分析方法。文章选取失效树分析法对引起城市埋地燃气管网失效的各方面因素进行了全面地系统分析,建立了以燃气管网失效为顶事件,包含了116个基本事件的城市埋地燃气管网失效树。通过逻辑运算,得到了失效树的287个最小割集,并通过实例计算与分析对上述失效树进行了验证。通过对最小割集的分析,得到了影响城市埋地燃气管网可靠性的各影响因素的逻辑关系。结果表明,第三方破坏、腐蚀、制造缺陷等是影响城市埋地燃气管网可靠性最主要的因素,并提出了相应的措施以提高燃气管网的可靠性。     

基于模糊故障树的螺杆钻具马达总成失效分析

螺杆钻具作为一种容积式井下动力钻具,由于其独特的工作原理和优异的工作性能,广泛应用于钻井现场。由于影响因素较多,其失效形式不宜准确判定。根据螺杆钻具在现场应用过程中出现的典型失效案例,引入了模糊故障树的分析方法,建立了螺杆钻具马达总成失效故障树。通过定性分析,得到了故障树的最小割集,确定了钻具马达总成在工作过程中的薄弱环节; 引用模糊故障树计算方法,对所建立的故障树进行定量计算,并以转子表面磨损和冲蚀失效事件为例,计算其发生概率的范围。为螺杆钻具的设计、制造和使用维修提供了参考依据。     

风险管理在大型LNG接收站项目中的应用

风险管理在大型液化天然气(LNG)接收站工程项目的全生命周期内占有举足轻重的地位,对项目方案设计、施工建设、投产应用等各阶段的风险识别、评估、应对更是建设单位和总承包商等各方的关注重点。采用HAZOP风险分析对LNG接收站运输船、卸船臂及进料管线、LNG储罐、BOG处理系统等关键节点进行风险识别;应用事故树分析及概率风险评估,重点评估火灾、BOG压缩机故障、BOG压力控制系统故障以及真空阀失效等风险事件对LNG储罐超压事故的影响。基于得到的研究结果,提出了相应LNG接收站风险控制的应对措施,为LNG接收站风险管理提出合理的借鉴和参考。     

LNG储罐外罐衬板安装高处吊篮作业安全性研究

针对LNG储罐外罐衬板安装高处吊篮作业可能发生人员高处坠落事故,利用安全系统工程的事故预测技术,对可能出现的失效模式建立了故障树分析模型,将系统失效的原因与结果绘制成树状关系图,然后进行定性分析计算,查明被研究系统所潜伏的危险因素,进而采取安全措施,保证了乘吊篮人员的人身安全,达到预测和预防事故的目的。