[发明专利]基于模糊贝叶斯网络的钻井隔水管断裂失效风险评价方法

说明书

本发明涉及一种基于模糊贝叶斯网络的钻井隔水管断裂失效风险评价方法，包括如下步骤：贝叶斯网络的构建：对深水钻井隔水管断裂失效事故发生根本原因分析，识别出深水钻井隔水管断裂失效事故的事件，确定顶部事件，中间事件和基本事件，完成故障树的建模；将故障树模型转换为贝叶斯网络结构；评估数据获取与转换：基于库克经典模型确定专家权重，实现不同专家对基本事件发生可能性的评价意见的聚合；对于专家意见聚合得到的模糊数据，通过去模糊化转换为先验的失效概率；贝叶斯网络推理与敏感性分析。

技术领域

本发明涉及深水钻井隔水管断裂失效风险评价技术领域，具体涉及一种基于库克经典模型的模糊贝叶斯网络深水钻井隔水管断裂失效风险评价方法。

背景技术

深水钻井隔水管是海底井口与浮式钻井装置的关键连接，然而钻井隔水管系统受到强风、大浪等多种复杂荷载的影响，极大地影响了钻井隔水管的重要性。随着油气勘探开发向深水和超深水方向发展，钻井隔水管系统部件发生事故的可能性越来越大。钻井隔水管作业具有安全风险高、事故发生率高等特点，钻井隔水管系统的事故会导致污染物排放、钻井停机，甚至导致灾难性的后果。

在系统的风险分析中，需要利用统计方法和历史数据计算系统的失效概率。在历史数据不足或不精确的情况下，模糊理论提供了一种有效的技术。考虑了不确定性和犹豫性的模糊规则理论将基于定性语言的专家评价转化为相对可靠的失效概率。在处理系统复杂因果关系和不确定性推理方面，贝叶斯网络有着出众的能力。

风险分析是预防事故和制定措施的重要工具，然而从风险角度对深水钻井隔水管断裂失效的分析很少，有必要对深水钻井隔水管断裂失效风险分析进行研究，以满足实际工程需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于库克经典模型的模糊贝叶斯网络深水钻井隔水管断裂失效事故风险评价方法。技术方案如下：

一种基于模糊贝叶斯网络的钻井隔水管断裂失效风险评价方法，包括如下步骤：

步骤1，贝叶斯网络的构建：对深水钻井隔水管断裂失效事故发生根本原因分析，识别出深水钻井隔水管断裂失效事故的事件，确定顶部事件，中间事件和基本事件，完成故障树的建模；将故障树模型转换为贝叶斯网络结构，并通过“与/或”逻辑门转化为条件概率表的方式构建贝叶斯网络节点逻辑关系，将基本事件映射到根节点上，中间事件映射到中间节点上，顶部事件映射到叶节点T上；

步骤2，评估数据获取与转换：根据专家意见，通过定义的评语变量提供模糊数据，评估钻井隔水管断裂失效事故基本事件发生的可能性；基于库克经典模型确定专家权重，实现不同专家对基本事件发生可能性的评价意见的聚合；对于专家意见聚合得到的模糊数据，通过去模糊化转换为先验的失效概率；

步骤3，贝叶斯网络推理与敏感性分析；依据构建的贝叶斯网络模型，综合各根节点失效概率和步骤1中根据“与/或”逻辑门转化得到的条件概率，通过正向推理得到深水钻井隔水管断裂失效事故的概率值；基于贝叶斯网络的反向诊断技术推理出每个基本事件的后验概率；开展敏感性分析，明确各故障事件对事故发生的影响情况，识别关键事件。

进一步地，所识别的深水钻井隔水管断裂失效事故的事件包括，设定“深水钻井隔水管断裂失效”事件为最顶部事件，隔水管断裂失效事故由“内部因素”或“外部因素”导致，“内部因素”由“焊缝缺陷”或“立管主管初期缺陷未发现”引起，“外部因素”由“涡激振动疲劳”，“钻井隔水管未被发现损坏”或“连接立管的钻井平台发生漂移”引起；“涡激振动疲劳”由“水流作用的涡激振动”和“无涡激振动抑制装置”同时发生导致，“水流作用的涡激振动”由“立管设计缺陷”和“水流流速过高”同时发生引起；“隔水管未被发现损坏”由“检测失败”和“立管部件损坏”同时发生导致，“连接立管的钻井平台发生漂移”由“钻井平台偏移过大”和“紧急中断功能失效”同时发生引起；

其中，通过库克经典模型确定专家权重，实现不同专家对基本事件发生可能性的评价意见的聚合，主要包括：