[發明專利]一種水下采油樹生產主閥控制系統可靠性分配方法及系統

在審

• 申請號: 202210035980.3
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114492178A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李中;余曦冉;王紅紅;左信;尹豐;岳元龍;朱春麗;胡忠前
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司;中國石油大學（北京）
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/12;G06N7/00;G06F119/02;G06F111/08;G06F111/04;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發明涉及一種水下采油樹生產主閥控制系統可靠性分配方法及系統，其特征在于，包括：評估水下采油樹生產主閥控制系統的SIL等級，并建立水下采油樹生產主閥控制系統的可靠性分析模型；根據建立的可靠性分析模型，對水下采油樹生產主閥控制系統的硬件部分和軟件部分進行可靠性分析；根據建立的可靠性分析模型和可靠性分析結果，建立可靠性分配模型并選定對應的可靠性分配方法；采用選定的可靠性分配方法，根據建立的可靠性分配模型，對水下采油樹生產主閥控制系統的故障概率指標進行可靠性分配，并將可靠性分配結果下達至水下采油樹生產主閥控制系統中的各部件，本發明可以廣泛應用于水下油氣生產領域中。

技術領域

本發明涉及水下油氣生產領域，特別是關于一種水下采油樹生產主閥控制系統可靠性分配方法及系統。

背景技術

水下控制系統的子系統生產主閥控制系統既屬于BPCS(基本過程控制系統)又屬于SIS(安全儀表系統)，因此，在保證油氣田穩定生產，預防重大生產事故發生時有著至關重要的作用。該系統能夠協助自動地關閉PMV(生產主閥)和PWV(生產翼閥)，對現場人員人身安全、生產設施和海洋環境均起到了保護作用。

現有的水下采油樹生產主閥控制系統設計方案中，采用常規的BPCS設計方案，不考慮在設計BPCS和SIS系統過程中共用部分的性能和綜合成本優化，忽略系統因需執行SIS功能導致可靠性已提升等級的問題。因此，為維護該系統提升的可靠性等級，軟件功能需更多，軟件成本更高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種水下采油樹生產主閥控制系統可靠性分配方法及系統，能夠增加水下油氣生產過程的安全性和可靠性。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：第一方面，提供一種水下采油樹生產主閥控制系統可靠性分配方法，包括：

評估水下采油樹生產主閥控制系統的SIL等級，并建立水下采油樹生產主閥控制系統的可靠性分析模型；

根據建立的可靠性分析模型，對水下采油樹生產主閥控制系統的硬件部分和軟件部分進行可靠性分析；

根據建立的可靠性分析模型和可靠性分析結果，建立可靠性分配模型并選定對應的可靠性分配方法；

采用選定的可靠性分配方法，根據建立的可靠性分配模型，對水下采油樹生產主閥控制系統的故障概率指標進行可靠性分配，并將可靠性分配結果下達至水下采油樹生產主閥控制系統中的各部件。

進一步地，所述水下采油樹生產主閥控制系統的可靠性分析模型采用二型模糊動態故障樹轉化為動態貝葉斯網絡的建模方法，基于評估的SIL等級建立。

進一步地，所述采用二型模糊動態故障樹轉化為動態貝葉斯網絡的建模方法，基于評估的SIL等級，建立水下采油樹生產主閥控制系統的可靠性分析模型，包括：

分析水下采油樹生產主閥控制系統的結構組成和失效邏輯關系，建立水下采油樹生產主閥控制系統的二型模糊動態故障樹；

將建立的二型模糊動態故障樹中的各事件均映射為動態貝葉斯網絡節點；

根據動態貝葉斯網絡節點之間的關系，采用有向邊段連接，得到動態貝葉斯網絡的有向無環圖；

根據二型模糊動態門描述規則，確定動態貝葉斯網絡的時間條件概率表；

基于評估的SIL等級，根據動態貝葉斯網絡的有向無環圖和時間條件概率表，建立水下采油樹生產主閥控制系統的可靠性分析模型。

進一步地，所述分析水下采油樹生產主閥控制系統的結構組成和失效邏輯關系，建立水下采油樹生產主閥控制系統的二型模糊動態故障樹，包括：