[发明专利]一种水下卡爪连接器结构失效的风险评估方法

说明书

本发明公开了一种水下卡爪连接器结构失效的风险评估方法，包括：针对水下卡爪连接器进行故障模式、影响及危害性分析，得到分析表；根据所述分析表，建立水下卡爪连接器结构失效的故障树模型；采用模糊综合评价的方法计算水下卡爪连接器结构失效的故障树中各底事件的失效率；对水下卡爪连接器结构失效的故障树模型进行定量分析，进一步得到故障树顶事件失效率和可靠性指标；本发明能够实现水下卡爪连接器没有充分的统计数据时，通过专家判断法结合故障树分析法，采用模糊综合评价将专家经验转化为定量的故障树底事件的失效率，并计算得到水下卡爪连接器的相关可靠性指标，实现水下卡爪连接器结构失效的风险评估。

技术领域

本发明涉及水下生产系统中结构失效的风险评估，具体是一种水下卡爪连接器结构失效的风险评估方法。

背景技术

水下生产系统以其建设周期短、成本低和抵抗灾害能力强的特点在深水油气田开发中得到越来越多的应用。水下卡爪连接器作为一种新型、快速的水下管道回接方式，具有操作灵活，费用低，且能实现垂直、水平管道的连接，因而在深水油气管道的回接作业中具有广泛的应用前景。其主要功能为实现水下生产设施之间的安全和可靠连接。如水下采油树与井口、水下采油树与跨接管、水下管汇与跨接管、水下管汇与管汇终端之间的连接。水下卡爪连接器由于长时间置于海底，受力情况复杂，一旦发生失效，导致水下生产系统停机和维修所造成的经济损失巨大，更会造成油气泄露，对海洋环境造成破坏。因此，对水下卡爪连接器故障模式的风险评估就有着非常重要的意义。

目前，在水下卡爪连接器的风险评估中，故障树底事件缺少相关统计数据。因此，在没有充分的数据资料的情况下，可以通过专家判断法，并结合模糊数学理论，对各底事件的失效率进行估算。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水下卡爪连接器结构失效的风险评估方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下卡爪连接器结构失效的风险评估方法，包括下述步骤：

S1：针对水下卡爪连接器进行故障模式、影响及危害性分析，得到分析表；

S2：根据所述分析表，以水下卡爪连接器结构失效为顶事件，采用逐级演绎的方法建立水下卡爪连接器结构失效的故障树模型，从而得到所述故障树中各底事件；

S3：采用模糊综合评价的方法计算水下卡爪连接器结构失效的故障树中各底事件的失效率；

S4：结合所有底事件的失效率，通过布尔运算得到顶事件的失效率；

S5：对水下卡爪连接器结构失效的故障树进行定量分析，进一步根据可靠性理论计算得到水下卡爪连接器的可靠性指标，实现水下卡爪连接器结构失效的风险评估。

进一步地，所述S3中的水下卡爪连接器结构失效的故障树中底事件的失效率的计算过程具体包括：

S301：确定所述故障树各个底事件中等级评估所用的模糊语言集，及各个模糊语言对应的模糊数类型及其隶属函数；

S302：邀请相关领域专家对所述故障树中各个底事件作失效可能性评估，得到关于水下卡爪连接器结构失效的专家评估结果；

S303：计算出模糊语言集中各个模糊语言对应的隶属函数的λ截集，并针对任一个底事件，根据专家评估结果，通过平均模糊数公式计算出该底事件的平均模糊数，并进一步得到其隶属函数；

S304：建立模糊最大集和模糊最小集，并通过左右模糊排序法将平均模糊数转化为模糊可能值，并通过该模糊可能值计算出模糊失效率，该模糊失效率即为基于模糊综合评价得到的该底事件的失效率。

S305：重复步骤S303和S304，得到所述故障树中各底事件的失效率。