專利名稱：自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)險(xiǎn)評估方法，尤其涉及一種自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法。
背景技術(shù)：
作為海上作業(yè)中很重要的工具，自升式鉆井平臺近年來得到越來越多的應(yīng)用，在對自升式鉆井平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)及投入使用之前，如何對鉆井平臺的各方面風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，從而降低平臺使用時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)、避免安全事故的產(chǎn)生是保證鉆井平臺的穩(wěn)定可靠使用的一個(gè)重要的方面。然而到目前為止，我國國內(nèi)在對自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法上發(fā)展較為遲鈍，雖然有一定的技術(shù)研究，但還未形成完整的體系方法，所以目前國內(nèi)在自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法方面仍是一片空白，因而不能從該方面很好地保證自升式海洋平臺的運(yùn)行安全性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)在自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法方面仍是一片空白，因而不能從該方面很好地保證自升式海洋平臺的運(yùn)行安全性和可靠性的技術(shù)問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，該方法包括:極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析、結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析、平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析、船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析以及火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述風(fēng)險(xiǎn)評估方法還包括環(huán)境載荷的可靠性分析，所述環(huán)境載荷的可靠性分析通過現(xiàn)場觀測、數(shù)值模擬或風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的方法確定海洋平臺的風(fēng)載荷。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析通過下列極限狀態(tài)方程來實(shí)現(xiàn):Z = Qrs.RS-Qss.SS式中，Qes為采用結(jié)構(gòu)極限分析得到相應(yīng)的極限傾覆彎矩代表結(jié)構(gòu)的體系抗力，Qss為采用海洋環(huán)境荷載分析得到相應(yīng)環(huán)境載荷產(chǎn)生的傾覆力矩代表荷載效應(yīng)，RS和SS為抗力和荷載效應(yīng)計(jì)算模型的偏差系數(shù)；所述RS的分布特性是通過將蒙特卡洛法與非線性倒塌分析相結(jié)合，對材料性能等變量進(jìn)行抽樣，然后將樣本代入非線性倒塌分析程序，得到一系列平臺極限承載力，最后對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到的。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析采用非線性時(shí)域計(jì)算方法，其首先采用譜分析方法對自升式平臺的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上，對自升式平臺的脈動(dòng)風(fēng)載荷進(jìn)行數(shù)值模擬，同時(shí)綜合考慮動(dòng)力效應(yīng)和脈動(dòng)風(fēng)載荷的影響。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析通過對平臺插樁、拔樁、正常工作、風(fēng)暴自存等工況時(shí)樁腿與海底巖土的相互作用機(jī)理進(jìn)行分析得到海洋平臺在工作海域的樁腿承載能力、抗滑移能力、抗傾覆能力和拔樁阻力；所述對樁腿與海底巖土的相互作用機(jī)理進(jìn)行分析所采用的方法為常規(guī)計(jì)算方法、有限元法或試驗(yàn)法。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析是通過使用一些理論模型來預(yù)測事故的影響范圍，所述理論模型包括泄露源模型、擴(kuò)散模型、爆炸模型和/或熱輻射模型。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析通過CFX軟件模擬火災(zāi)的產(chǎn)生以及煙霧的擴(kuò)散，并通過STEPS軟件模擬人員的逃生路線和時(shí)間，以合理的規(guī)劃平臺的布置。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果包括碰撞頻率以及碰撞后果，所述碰撞頻率通過對歷史資料或事件樹進(jìn)行分析得到，所述碰撞后果通過由DNV船級社規(guī)范推薦的基于能量守恒的力學(xué)公式或者基于有限單元法的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)商用軟件得到，最后基于船級社給定的平臺失效準(zhǔn)則，得到最終的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述風(fēng)險(xiǎn)評估方法還包括高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析，所述高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析包括對整個(gè)起重機(jī)傾倒在船上造成的嚴(yán)重傷亡事故的分析以及對下落物體撞擊甲板引起的設(shè)備損傷的分析，還包括在總布置時(shí)對于甲板上的管線系統(tǒng)、艙室支持系統(tǒng)以及支撐結(jié)構(gòu)考慮高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其中，所述風(fēng)險(xiǎn)評估方法還包括冰川海域的結(jié)構(gòu)可靠性分析和/或工藝泄露的風(fēng)險(xiǎn)分析。本發(fā)明具有以下有益效果，本發(fā)明的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法有效填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法方面的空白，為海洋工程在設(shè)計(jì)和建造階段的方案確定和決策提供了技術(shù)支持，最大限度的保證了自升式平臺的安全性和可靠性。


圖1是本自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法的流程框圖；圖2是本自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法中的DOW火災(zāi)爆炸分析流程。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。請參閱圖1所示，本發(fā)明的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法包括:極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析、結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析、平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析、船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析以及火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析，還可以包括:環(huán)境載荷的可靠性分析、冰川海域的結(jié)構(gòu)可靠性分析、工藝泄露的風(fēng)險(xiǎn)分析和/或高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析。上述的環(huán)境載荷的可靠性分析、極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析、冰)11海域的結(jié)構(gòu)可靠性分析、結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析以及平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析可歸納為海洋平臺的結(jié)構(gòu)可靠性分析，上述的工藝泄露的風(fēng)險(xiǎn)分析、船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析、火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析以及高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析可歸納為海洋平臺的非結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)分析。以下對其中幾個(gè)方面的具體情況分別進(jìn)行詳細(xì)的描述。
①環(huán)境載荷的可靠性分析對于自升式海洋平臺，其在海上作業(yè)時(shí)遭遇環(huán)境載荷作用時(shí)存在結(jié)構(gòu)破壞的可能性，又由于海洋平臺的風(fēng)載荷對海洋平臺結(jié)構(gòu)造成的影響遠(yuǎn)大于其它環(huán)境載荷，所以在規(guī)范計(jì)算的基礎(chǔ)上對其開展試驗(yàn)研究是很有必要的。確定海洋平臺風(fēng)載荷的方法主要有現(xiàn)場觀測、數(shù)值模擬和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)等幾種，由于現(xiàn)場觀測較為困難，數(shù)值模擬與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)便成為確定海洋平臺風(fēng)載荷的主要方法。通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和CFD計(jì)算對自升式平臺的風(fēng)載荷進(jìn)行可靠性分析，對后續(xù)平臺開發(fā)，優(yōu)化平臺指標(biāo)有著重要的意義。②極端載荷下的結(jié) 構(gòu)可靠性分析海洋平臺結(jié)構(gòu)體系可靠性分析可以歸納為下式:Ps = P {Ss ≤RsI(I)式(I)中，Rs是結(jié)構(gòu)體系的抗力，可以用結(jié)構(gòu)的基底剪力或基底傾覆力矩來表示，對于導(dǎo)管架平臺而言，一般以基底剪力作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，對于自升式平臺而言，可以選取基底傾覆力矩作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；Ss是與結(jié)構(gòu)體系抗力相應(yīng)的荷載效應(yīng)。—般而言，采用結(jié)構(gòu)極限分析得到相應(yīng)的極限傾覆彎矩代表結(jié)構(gòu)的體系抗力QKS，采用海洋環(huán)境荷載分析得到相應(yīng)環(huán)境載荷產(chǎn)生的傾覆力矩代表荷載效應(yīng)Qss。這樣，對于海洋平臺結(jié)構(gòu)體系的可靠性分析歸結(jié)為下列極限狀態(tài)方程建立的問題:Z = Qes.RS-Qss.SS (2)式(2)中，RS和SS為抗力和荷載效應(yīng)計(jì)算模型的偏差系數(shù)。式(2)中的體系抗力RS與材料性能的隨機(jī)性以及結(jié)構(gòu)幾何尺寸的分布有關(guān)，如果在分析時(shí)考慮樁-土的相互作用，其分布還受到地基土壤參數(shù)離散性的影響。因此采用蒙特卡洛法與非線性倒塌分析相結(jié)合，對材料性能等變量進(jìn)行抽樣，然后將樣本代入非線性倒塌分析程序，得到一系列平臺極限承載力，最后對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到RS的分布特性。海洋環(huán)境中，風(fēng)、浪和流是相關(guān)的，其對應(yīng)的荷載要素是相關(guān)的隨機(jī)變量，多個(gè)相關(guān)隨機(jī)荷載作用下結(jié)構(gòu)可靠性分析需要極值隨機(jī)荷載的聯(lián)合概率分布，但是這種實(shí)測資料存在統(tǒng)計(jì)上的困難。因此用結(jié)構(gòu)傾覆力矩的概率分布來表達(dá)極端環(huán)境下荷載的聯(lián)合概率分布，從結(jié)構(gòu)可靠度分析的角度來看，OTM的統(tǒng)計(jì)概率分布就表達(dá)了各環(huán)境要素的聯(lián)合概率分布。一般而言，需要考慮以下三種工況:阻塞冰工況，阻塞冰+風(fēng)+流+其他非環(huán)境荷載；風(fēng)浪相關(guān)工況，波浪+風(fēng)+流+其他非環(huán)境荷載，考慮風(fēng)、浪相關(guān)；風(fēng)浪獨(dú)立工況，波浪+風(fēng)+流+其他非環(huán)境荷載，考慮風(fēng)、浪相獨(dú)立。③結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析在自升式平臺設(shè)計(jì)初期進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算是十分必要的，各種疲勞算法各有各的優(yōu)點(diǎn)，也有不足。簡化方法的簡化計(jì)算公式現(xiàn)有的規(guī)范還沒有給出明確規(guī)定，只能做一些近似處理；譜而分析要求線性系統(tǒng)，需進(jìn)行線性化處理，忽略了動(dòng)力效應(yīng)的影響。對于疲勞載荷的計(jì)算，現(xiàn)有的規(guī)范大多將風(fēng)載荷作為平均載荷來計(jì)算，而實(shí)際作用于結(jié)構(gòu)上的風(fēng)載荷是一隨機(jī)過程，脈動(dòng)風(fēng)載荷對自升式平臺動(dòng)力效應(yīng)和疲勞的影響上述兩種方法都無法考慮。故而在本發(fā)明中，對結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析時(shí)，首先采用譜分析方法對自升式平臺的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上，對自升式平臺的脈動(dòng)風(fēng)載荷進(jìn)行數(shù)值模擬，同時(shí)綜合考慮動(dòng)力效應(yīng)和脈動(dòng)風(fēng)載荷的影響，故而是一種先進(jìn)的非線性時(shí)域計(jì)算方法。④平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析自升式平臺在壓載過程中，一個(gè)主要的潛在風(fēng)險(xiǎn)就是出現(xiàn)突發(fā)及較大失控的樁靴過多下陷如泥(此情況多發(fā)生于單個(gè)樁腿)，導(dǎo)致船體傾斜失衡，樁腿齒條受損，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致升降機(jī)構(gòu)乃至樁腿桁架受損，以至于無法作業(yè)的后果，也就是俗稱的“壓載穿刺”。為保證自升式平臺能夠安全工作，在設(shè)計(jì)自升式平臺時(shí)，首先對平臺插樁、拔樁、正常工作、風(fēng)暴自存等工況時(shí)樁腿與海底巖土的相互作用機(jī)理進(jìn)行分析，從而確定平臺在工作海域的樁腿承載能力、抗滑移能力、抗傾覆能力和拔樁阻力。國內(nèi)外在研究自升式平臺樁腿與巖土互作用時(shí)常采用常規(guī)計(jì)算方法、有限元法或試驗(yàn)法，采用有限元法分析時(shí)充分考慮到了平臺主體關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的多樁腿-巖土互作用，是研究平臺的插樁、拔樁、抗滑移和抗傾覆能力以及平臺動(dòng)態(tài)特性的有效手段。⑤船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析船舶與平臺之間的碰撞是近海工程結(jié)構(gòu)主要風(fēng)險(xiǎn)來源之一。根據(jù)DNV分析從1965年到1991年間平臺損傷的主要原因，約22%的損傷是由于船的碰撞引起的。根據(jù)HSE2003年的報(bào)告1975 2001年間船舶碰撞事故統(tǒng)計(jì)，共有557次碰撞事故，其中平臺的服務(wù)船有514起，占事故總量的96%。所述船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果包括碰撞頻率以及碰撞后果。對于碰撞頻率，一般由歷史資料獲得，根據(jù)北海海域的平臺碰撞的統(tǒng)計(jì)資料，對于固定式的導(dǎo)管架平臺，造成中等程度或嚴(yán)重碰撞的基本頻率為2.5X IO-4次/年，也可由事件樹進(jìn)行分析得到。對于碰撞后果，則可以由DNV船級社規(guī)范推薦的基于能量守恒的力學(xué)公式或者基于有限單元法的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)商用軟件得到，最后基于船級社給定的平臺失效準(zhǔn)則，得到最終的分析結(jié)果。⑥火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析海上石油平臺產(chǎn)生的油氣流物，大都是原油和天然氣等炭氫化合物，具有燃燒性、爆炸性和自燃性的特點(diǎn)，易于空氣形成爆炸性化合物，遇火源時(shí)引起燃燒或爆炸。在進(jìn)行海洋平臺火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，后果分析主要是通過使用一些理論模型來預(yù)測事故的影響范圍。與后果相關(guān)的理論模型有:泄露源模型、擴(kuò)散模型、爆炸模型、熱輻射模型等。這其實(shí)已經(jīng)屬于另一領(lǐng)域——火災(zāi)防護(hù)的研究范疇?，F(xiàn)在，多數(shù)后果模型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化，一般使用一些商品化的軟件來進(jìn)行計(jì)算，以獲得較為精確地計(jì)算后果。如果沒有現(xiàn)成的商用軟件,如DNV的Safeti或者N印tune,那么可以采用美國道化學(xué)公司(DOW)火災(zāi)爆炸指數(shù)分析法或者英國ICI蒙德法進(jìn)行分析，它以以往的事故統(tǒng)計(jì)資料及物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全措施為依據(jù)，定量地對工藝裝置及所含物料的實(shí)際潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)危險(xiǎn)性進(jìn)行分析評價(jià)。DOW火災(zāi)爆炸分析流程如圖2中所示。一旦發(fā)生海洋平臺的火災(zāi)和爆炸，工作人員需要進(jìn)行緊急疏散，而火災(zāi)和爆炸帶來的煙霧以及平臺上的復(fù)雜布置又往往對人群疏散造成阻礙。因此，在設(shè)計(jì)階段考慮海洋平臺上發(fā)生諸如火災(zāi)、爆炸等突發(fā)事件事，制定科學(xué)的應(yīng)急措施，防止疏散措施失當(dāng)，引發(fā)人為的慌亂和踩踏事故出現(xiàn)是很有必要的。在設(shè)計(jì)階段，成熟的商用軟件可以幫助我們較為方便的解決這個(gè)問題，CFX軟件可以模擬火災(zāi)的產(chǎn)生以及煙霧的擴(kuò)散；而STEPS軟件可以模擬人員的逃生路線和時(shí)間，以合理的規(guī)劃平臺的布置。⑦高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析高空墜物的危險(xiǎn)主要來源于起重機(jī)上下落的重物，還有各種類型的起重機(jī)吊臂下落或整個(gè)起重機(jī)倒塌。發(fā)生在北海的起重機(jī)事故的風(fēng)險(xiǎn)圖表明有以下情況:a.整個(gè)起重機(jī)傾倒在船上造成的嚴(yán)重傷亡事故。b.下落物體撞擊甲板引起的設(shè)備損傷。起重機(jī)所吊的載荷從小于2t的輕載荷到重量達(dá)30t的多個(gè)鉆井軸，而且通過起重機(jī)起吊的防爆設(shè)備可能達(dá)150 220t。下落物體的質(zhì)量和速度，決定了自由下落物體獲得的能量大小以及可能造成的損傷。高空墜物的發(fā)生頻率可由WOAD數(shù)據(jù)庫得到，可能會(huì)導(dǎo)致甲板上裝有炭氫化合物的設(shè)備失去密封性，從而引起火災(zāi)；或者會(huì)導(dǎo)致水中或水上的結(jié)構(gòu)單元失效從而引起結(jié)構(gòu)的整體失效。其后果取決于下落物體撞擊設(shè)備或結(jié)構(gòu)單元的方式，下落速度、撞擊點(diǎn)、撞擊角度、撞擊時(shí)間和接觸面積等等。因此，在總布置時(shí)，對于甲板上的管線系統(tǒng)以及艙室支持系統(tǒng)，支撐結(jié)構(gòu)等部分需要考慮高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。本自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法可以對自升式平臺在海洋環(huán)境較為惡劣的海域和冰區(qū)海域(如北海海域)的結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行評估，又可以對自升式平臺在各種海況下的疲勞可靠性進(jìn)行直接計(jì)算，再又可以對自升式平臺在插樁時(shí)由于土壤層地質(zhì)的不同引起穿刺現(xiàn)象進(jìn)行分析，還又可以對海洋平臺在碰撞、管線泄露、火災(zāi)爆炸、高空墜物等意外事故的風(fēng)險(xiǎn)建立分析模型，并對意外發(fā)生時(shí)的人員逃生進(jìn)行仿真和規(guī)劃，還進(jìn)一步可以對事故中人的因素進(jìn)行評價(jià)，通過人因可靠性分析減小人的失誤造成事故的概率，因而，有效填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法方面的空白，為海洋工程在設(shè)計(jì)和建造階段的方案確定和決策提供了技術(shù)支持，最大限度的保證了自升式平臺的安全性和可靠性。然而，以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，該方法包括:極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析、結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析、平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析、船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析以及火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述風(fēng)險(xiǎn)評估方法還包括環(huán)境載荷的可靠性分析，所述環(huán)境載荷的可靠性分析通過現(xiàn)場觀測、數(shù)值模擬或風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的方法確定海洋平臺的風(fēng)載荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析通過下列極限狀態(tài)方程來實(shí)現(xiàn): Z = Qes.RS-Qss.SS 式中，Qks為采用結(jié)構(gòu)極限分析得到相應(yīng)的極限傾覆彎矩代表結(jié)構(gòu)的體系抗力，Qss為采用海洋環(huán)境荷載分析得到相應(yīng)環(huán)境載荷產(chǎn)生的傾覆力矩代表荷載效應(yīng)，RS和SS為抗力和荷載效應(yīng)計(jì)算模型的偏差系數(shù)；所述RS的分布特性是通過將蒙特卡洛法與非線性倒塌分析相結(jié)合，對材料性能等變量進(jìn)行抽樣，然后將樣本代入非線性倒塌分析程序，得到一系列平臺極限承載力，最后對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析采用非線性時(shí)域計(jì)算方法，其首先采用譜分析方法對自升式平臺的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上，對自升式平臺的脈動(dòng)風(fēng)載荷進(jìn)行數(shù)值模擬，同時(shí)綜合考慮動(dòng)力效應(yīng)和脈動(dòng)風(fēng)載荷的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析通過對平臺插樁、拔樁、正常工作、風(fēng)暴自存等工況時(shí)樁腿與海底巖土的相互作用機(jī)理進(jìn)行分析得到海洋平臺在工作海域的樁腿承載能力、抗滑移能力、抗傾覆能力和拔樁阻力；所述對樁腿與海底巖土的相互作用機(jī)理進(jìn)行分析所采用的方法為常規(guī)計(jì)算方法、有限元法 或試驗(yàn)法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析是通過使用一些理論模型來預(yù)測事故的影響范圍，所述理論模型包括泄露源模型、擴(kuò)散模型、爆炸模型和/或熱輻射模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析通過CFX軟件模擬火災(zāi)的產(chǎn)生以及煙霧的擴(kuò)散，并通過STEPS軟件模擬人員的逃生路線和時(shí)間，以合理的規(guī)劃平臺的布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果包括碰撞頻率以及碰撞后果，所述碰撞頻率通過對歷史資料或事件樹進(jìn)行分析得到，所述碰撞后果通過由DNV船級社規(guī)范推薦的基于能量守恒的力學(xué)公式或者基于有限單元法的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)商用軟件得到，最后基于船級社給定的平臺失效準(zhǔn)則，得到最終的船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述風(fēng)險(xiǎn)評估方法還包括高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析，所述高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)分析包括對整個(gè)起重機(jī)傾倒在船上造成的嚴(yán)重傷亡事故的分析以及對下落物體撞擊甲板引起的設(shè)備損傷的分析，還包括在總布置時(shí)對于甲板上的管線系統(tǒng)、艙室支持系統(tǒng)以及支撐結(jié)構(gòu)考慮高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，所述風(fēng)險(xiǎn)評估方法還包括冰川海域的結(jié)構(gòu)可靠性分析和/或工藝泄露的風(fēng)險(xiǎn)分析?！?br> 全文摘要
一種自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法，該方法包括極端載荷下的結(jié)構(gòu)可靠性分析、結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析、平臺插樁的結(jié)構(gòu)可靠性分析、船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析以及火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)分析。本發(fā)明的自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法有效填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在自升式海洋平臺的風(fēng)險(xiǎn)評估方法方面的空白，為海洋工程在設(shè)計(jì)和建造階段的方案確定和決策提供了技術(shù)支持，最大限度的保證了自升式平臺的安全性和可靠性。
文檔編號G06F19/00GK103093067SQ201110331209
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者胡安康, 周炳煥, 郭海強(qiáng), 林一, 郭宇, 方華 申請人:中集船舶海洋工程設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中國國際海運(yùn)集裝箱(集團(tuán))股份有限公司