海上开采的天然气会携带其他杂质,深水天然气测试地面流程作业是将海上钻采的天然气经过初步处理的过程,包括除砂操作、油气水分离、原油与天然气的计量与储存等工艺。由于海上设备的昂贵和事故后果的严重性,深水天然气测试地面流程作业的安全性非常重要。本文立足于深水天然气测试地面流程事故的预防工作,并结合国家创新专项项目“第七代超深水钻井平台(船)创新专项(D719-708-400)”,全面辨识与控制地面流程作业风险因素,并对地面流程的安全屏障的作用水平和经济效益的提升开展研究。1.地面流程工艺风险分析针对深水天然气测试地面流程的工艺风险问题,依据海洋平台工艺参数与关键设备研究,应用HYSYS建立气液两相流动仿真模型,预测水合物的生成区域;结合API581标准,修正设备的失效概率,计算设备失效后果,评估深水天然气测试地面流程的工艺单元的风险排序。2.地面流程设备可靠性评估为满足地面流程设备系统可靠运行的需要,通过工艺流程系统设备调研,基于共因失效理论和贝叶斯理论,建立深水天然气测试地面流程贝叶斯模型,对系统进行静态和动态风险分析;对模型进行敏感性分析,分析深水天然气测试地面流程的设备风险变化规律。3.地面流程多因耦合燃爆事故演化机理分析分析地面流程系统设备、环境、人员、工艺因素的相互作用,建立地面流程多因耦合复杂网络模型;结合设备的失效概率、人因失误概率预测方法和可靠性理论,以熵权法表征复杂网络的边权值;应用Dijkstra算法,进行初始事件到燃爆事故的最短路径计算,分析地面流程多因耦合燃爆事故的风险链传递规律。4.地面流程作业安全屏障研究依据地面流程安全屏障设置情况,结合系统动力学理论,建立地面流程作业的安全屏障的系统动力学模型;应用层次分析法计算仿真模型中的重要参数,得出地面流程作业的安全屏障作用水平;以经济投入为变量,对模型进行敏感性分析,得出地面流程作业的安全屏障投入优化方法。