张力腿平台在风暴过载时风险评估.docx

张力腿平台在风暴过载时风险评估 ——事件树分析在国外R.G.Deaetal所写的《Comparative Risk Assessment of Alternative TLP Systems: Structure and Foundation Aspects》提到位于墨西哥湾的一张力腿平台该张力腿平台由4根张力索组成，工作水深为762m平台的生命周期预计为二十年，分析为四个阶段考虑：（1）设计（1年）；（2）建造和预钻探（3年）；（3）钻探和生产（15年）；（4）退役（1年）以100年的环境条件作为设计标准，此期间内载荷及结构响应的预报结果在此文中以列出平台生命期间可能的损失后果归纳为四类：严重伤亡（人）；损伤的修复费用（美元）；生产延误时间（月）；原油泄漏（桶）此文中列出了各阶段内可能的主要触发事件（潜在的危险）共20种经过初步的定性分析，在其中筛选出8项主要的事件，并做了粗略的后果估计（表1），这些估计值来自于同类或类似的生产系统的数据和经验以及专家的判断表1　四索TLP平台风险损失估计(粗略)事件序号事件描述直接损失（百万）生产延误损失（百万）原油泄漏损失（百万）总损失（百万）1.1设计缺陷2.051.510.083.642.1制造缺陷3.682.750.156.572.2拖运中错误00.0100.012.3安装错误0.040.0700.113.1风暴过载10.547.970.4218.933.2疲劳失效0.01000.013.3碰撞1.981.460.083.534.3报废处理中的事故0.06000.06总计18.3613.770.7332.86注：事件序列号的第一位数字代表了平台生命期内的四个阶段风暴过载时系统风险损失的最大贡献者,并进一步进行量化分析。

TLP结构系统考虑为三个主要的子系统组成：平台主体、张力腿、基础，分别对三个子系统做关于风暴荷载（100年）的可靠性分析在此基础上，建立结构系统的事件树模型，见下图1极端风暴下TLP系统过载 λ=0.6/年No Yes 0.9944 0.0056 波浪冲击甲板？ N Y 0.985 0.015 平台主体发生失效？ N Y 0.88 0.12 张力腿发生失效？ N Y 基础发生失效？ 0.954 0.046 N Y N Y N Y 局部损伤（LD）？ 0.8 0.2 0.8 0.2 0.8 0.2 ND ND GD LD GD LD GD LD 总体损伤=GD994.44.630.1790.0450.530.1320.0670.017条件概率（*1000）00000000严重的伤亡（已撤离）00750207502075020损伤修复费用（百万美元）00182518318251831825183生产延误（天）00100001000010000原油泄漏（1000桶） 图1 四索TLP平台风暴过载事件树根据所建立的事件树进行结果分析。

1.TLP在风暴荷载下安全的条件为：（1）波浪未冲击甲板，概率为P11=0.9944（2）波浪冲击甲板，平台主体未失效，张力腿未失效，基础未失效，概率为P12=0.0056*0.985*0.88*0.954=0.00463TLP在风暴荷载下未损伤，保证安全的概率为P1=P11+P12=0.9944+0.00463=0.999032.TLP在风暴荷载下发生总体损伤的条件：（1）波浪冲击甲板，平台主体未失效，张力腿未失效，基础失效，总体损伤，概率为P21=0.0056*0.985*0.88*0.046*0.8=0.000179（2）波浪冲击甲板，平台主体未失效，张力腿失效，总体损伤，概率为P22=0.0056*0.985*0.12*0.8=0.00053（3）波浪冲击甲板，平台主体失效，总体损伤，概率为P23=0.0056*0.015*0.8=6.7*10-6TLP在风暴荷载下总体损伤，概率为P2=P21+P22+P23=0.000179+0.00053+0.0000067=0.00071573.TLP在风暴荷载下发生局部损伤的条件：（1）波浪冲击甲板，平台主体未失效，张力腿未失效，基础未失效，局部损伤，概率为P31=0.0056*0.985*0.88*0.046*0.2=0.000045（2）波浪冲击甲板，平台主体未失效，张力腿失效，局部损伤，概率为P32=0.0056*0.985*0.12*0.2=0.000132（3）波浪冲击甲板，平台主体失效，局部损伤，概率为P33=0.0056*0.015*0.2=0.000017TLP在风暴荷载下局部损伤，概率为P3=P31+P32+P33=0.000045+0.000132+0.000017=0.000194根据事件树以及计算的概率绘制下表波浪冲击甲板平台主体失效张力腿失效基础失效局部损伤总体损伤发生概率TLP状况及发生概率N0.9944平台安全0.99903YNNN0.00463YNNYY0.000179平台总体损伤0.0007157YNYY0.00053YYY0.0000067YNNYY0.000045平台局部损伤0.000194YNYY0.000132YYY0.000017根据图1以及计算平台在风暴荷载作用下各种状态的概率可进行后果事件的风险评估。

平台在风暴荷载下需要的损伤修复费用W为： W=0*P1+750*P2+20*P3 =750*0.0007157+20*0.000194 =0.540655（百万美元）平台在风暴荷载下生产延误天数D为： D=0*P1+1825*P2+183*P3 =1825*0.0007157+183*0.000194 =1.34（天）平台在风暴荷载下发生原油泄漏的数量N为 N=0*P1+1000*P2+0*P3 =1000*0.0007157 =0.7157（桶）。