基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015

中国安全科学学报 ›› 2019, Vol. 29 ›› Issue (4): 89-95.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

王文和¹ 教授, 董传富¹, 刘林精¹, 李伟², 米红甫¹ 讲师, 沈溃领¹

1 重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331;
2 中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司,重庆 408014

收稿日期:2018-11-11 修回日期:2019-02-17 出版日期:2019-04-28 发布日期:2020-11-04
作者简介:王文和 (1980—),男,安徽枞阳人,博士,教授,硕士生导师,主要从事油气化工及装备安全技术研究。E-mail: wangwenhe518@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目资助(51874063)。

Failure probability analysis of shale gas wellhead devices based on FTA-BN model

WANG Wenhe¹, DONG Chuanfu¹, LIU Linjing¹, LI Wei², MI Hongfu¹, SHEN Kuiling¹

1 College of Safety Engineering, Chongqing University of Science & Technology, Chongqing 401331, China;
2 Sinopec Chongqing Fuling Shale Gas Exploration and Development Co. Ltd., Chongqing 408014, China

Received:2018-11-11 Revised:2019-02-17 Online:2019-04-28 Published:2020-11-04

摘要/Abstract

摘要： 为研究页岩气井口装置失效问题,采用故障树分析法(FTA)和贝叶斯网络(BN)相结合的方法,构建井口装置失效概率分析模型。首先,分析井口装置失效原因,建立失效故障树;其次,基于映射算法,将失效故障树转化成BN模型;然后,对BN模型进行多态性和不确定性修正;最后,依托BN的双向推理能力,预测井口装置失效概率,辨识失效关键因素。结果表明:井口装置失效概率为1.31×10^-2;导致井口装置失效的关键因素为误操作、盘根老化和螺栓松动;BN模型经过修正后,失效概率相对提高3×10^-3。

关键词: 页岩气, 井口装置, 故障树分析法(FTA), 贝叶斯网络(BN), 失效概率

Abstract: Failure probability analysis model of shale gas wellhead devices, a combination of FTA and BN, was established in order to study the failure. Firstly, a fault tree was developed based on the root cause analysis of wellhead device failure. Secondly, the failure tree was mapped into a BN. Secondly, BN model was modified in terms of polymorphism and uncertainty. Finally, the failure probability of wellhead devices was predicted and the key failure-caused factors were identified by using the two-way reasoning of BN. The results show that the failure probability of wellhead device is 1.31×10^-2and the key factors that lead to the failure are incorrect operation, aging of seal packing and bolt loosening, and the failure probability can be increased by 3×10^-3after BN model is modified.

Key words: shale gas, wellhead device, fault tree analysis (FTA), Bayesian networks (BN), failure probability

中图分类号:

X937

王文和, 董传富, 刘林精, 李伟, 米红甫, 沈溃领. 基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(4): 89-95.

WANG Wenhe, DONG Chuanfu, LIU Linjing, LI Wei, MI Hongfu, SHEN Kuiling. Failure probability analysis of shale gas wellhead devices based on FTA-BN model[J]. China Safety Science Journal, 2019, 29(4): 89-95.

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