事故樹(shù)分析法在海洋石油領(lǐng)域的應(yīng)用研究

沈彬

【摘 要】本文通過(guò)介紹事故樹(shù)分析方法的實(shí)施步驟，結(jié)合海洋石油作業(yè)的復(fù)雜性，通過(guò)對(duì)某一海洋平臺(tái)鉆機(jī)事故進(jìn)行事故樹(shù)分析，介紹了事故樹(shù)分析法在海洋石油工程實(shí)際中的應(yīng)用，為確立有效可行的安全對(duì)策提供了可靠的依據(jù)，以達(dá)到預(yù)防海洋石油事故的目的。

【關(guān)鍵詞】事故樹(shù)；海洋石油；分析研究

【Abstract】In this paper，through the implementation of steps to introduce the method of fault tree analysis，combined with the complexity of ocean petroleum operations，through the fault tree of an offshore platform drilling rig accident analysis，this paper introduces the application of fault tree analysis method in offshore oil engineering practice，and provides the reliable basis for the establishment of effective safety countermeasures，in order to achieve the prevention of marine the purpose of oil accident.

【Key words】The fault tree；Offshore oil；Analysis and research

0.引言

海洋石油工業(yè)是安全風(fēng)險(xiǎn)最大的行業(yè)之一。海洋石油作業(yè)環(huán)境惡劣，活動(dòng)空間狹小，設(shè)備設(shè)施布置高度集中。作業(yè)場(chǎng)所各種危險(xiǎn)、危害因素多，集中有大量易燃易爆物質(zhì)。臺(tái)風(fēng)、熱帶氣旋、風(fēng)暴潮、海嘯、地震、海冰等自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅著海洋石油作業(yè)安全。由于作業(yè)地點(diǎn)遠(yuǎn)離陸地，一旦發(fā)生事故作業(yè)人員逃生和施救非常困難。因此，安全對(duì)于海洋石油行業(yè)來(lái)說(shuō)更是重中之重。我們應(yīng)該將各種事故分析調(diào)查方法應(yīng)用于海洋石油領(lǐng)域，預(yù)知事故發(fā)生的充要條件，采取相關(guān)預(yù)防措施把事故遏制在萌芽狀態(tài)，做到有備無(wú)患[1]。

進(jìn)行事故樹(shù)分析，找出事故發(fā)生的主要原因，弄清導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因之間的邏輯關(guān)系，可以為確定安全對(duì)策提供可靠依據(jù)，以達(dá)到預(yù)測(cè)和預(yù)防事故發(fā)生的目的。

1.事故樹(shù)分析方法介紹

1.1概述

事故樹(shù)分析（FTA）是一種演繹推理法，是事故事件在一定條件下的邏輯推理方法。這種方法把系統(tǒng)可能發(fā)生的某種事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱(chēng)為事故樹(shù)的樹(shù)形圖來(lái)表示，通過(guò)對(duì)事故樹(shù)的定性與定量分析，找出事故發(fā)生的主要原因，為安全管理提供科學(xué)的決策依據(jù)，具有重要的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

1.2事故樹(shù)的分析步驟

（1）確定所分析的系統(tǒng)，熟悉系統(tǒng)并對(duì)已確定的系統(tǒng)進(jìn)行深入的調(diào)查研究，收集系統(tǒng)的有關(guān)資料與數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能、工藝流程、運(yùn)行條件、事故類(lèi)型、維修情況、環(huán)境因素等。

（2）編制事故樹(shù)。通過(guò)全面了解所分析系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和事故情況，選定事故樹(shù)頂上事件然后作出事故樹(shù)圖。

（3）事故樹(shù)的定性分析，主要包括：①簡(jiǎn)化事故樹(shù)②求事故樹(shù)最小割集和最小徑集③進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度分析④定性分析結(jié)論。

（4）事故樹(shù)的定量分析，主要包括：①確定各基本事件的發(fā)生概率②計(jì)算頂上事件發(fā)生的概率③進(jìn)行概率重要度分析和臨界重要度分析。

（5）事故樹(shù)分析的結(jié)果總結(jié)于應(yīng)用。對(duì)事故樹(shù)分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，利用分析的全部資料和數(shù)據(jù)尋求降低事故概率的最佳方案[2]。

1.3事故樹(shù)相關(guān)符號(hào)及意義

事故樹(shù)采用的符號(hào)包括：事件符號(hào)、邏輯門(mén)符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)三大類(lèi)。分別列在表1.3-1和表1.3-2中。

2.海洋石油鉆機(jī)起升系統(tǒng)設(shè)備故障的事故樹(shù)分析

2.1事故樹(shù)的編制

按照事故樹(shù)分析的步驟首先對(duì)海洋石油鉆機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面的資料收集，然后處理分析這些資料，找出資料中與鉆機(jī)起升系統(tǒng)設(shè)備故障相關(guān)的邏輯關(guān)系然后作出事故樹(shù)，確定鉆機(jī)起升系統(tǒng)設(shè)備故障為頂事件進(jìn)行分析的事故樹(shù)如下：

2.2 事故樹(shù)的定性分析

2.2.1根據(jù)編制的海洋石油鉆機(jī)提升系統(tǒng)故障事故樹(shù)可以列出該事故樹(shù)的結(jié)構(gòu)函數(shù)

而未防護(hù)和工件失效不能單獨(dú)引起頂上事件的發(fā)生。

由該事故樹(shù)的最小割集可以知道引起頂上事件發(fā)生的途徑有7種，每種只包含一個(gè)基本事件。分析這7個(gè)基本事件，我們可以得出防止鉆機(jī)提升系統(tǒng)故障的有效措施：

①加強(qiáng)管理，不能違規(guī)超載作業(yè)。

②組織專(zhuān)業(yè)人員定期檢查鉆機(jī)部件，及時(shí)更換磨損零部件。

③及時(shí)給鉆機(jī)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理潤(rùn)滑。

④加強(qiáng)操作人員作業(yè)能力，減小失誤。

⑤加強(qiáng)對(duì)剎車(chē)停車(chē)系統(tǒng)的檢查。

⑥加強(qiáng)鉆機(jī)外部的防腐，并且定期進(jìn)行檢查。

⑦注意避免共振發(fā)生。

2.2.3求出事故樹(shù)的最小徑集

事故樹(shù)的最小徑集是保證頂事件不發(fā)生的充分必要條件。即所求最小徑集里的基本事件都不發(fā)生，那么頂事件就不會(huì)發(fā)生，求最小徑集的方法是將事故樹(shù)變?yōu)槌晒?shù)后再按求最小割集的方法求得的集合即為事故樹(shù)的最小徑集。將事故樹(shù)轉(zhuǎn)化為成功樹(shù)的方法是：將原事故樹(shù)中邏輯與門(mén)改為邏輯或門(mén)，將邏輯或門(mén)改為邏輯與門(mén)，然后將所有的事件變?yōu)槭录难a(bǔ)事件。這里不畫(huà)出轉(zhuǎn)化的成功樹(shù)，只將計(jì)算的最小徑集列出[3]：

2.3事故樹(shù)的定量分析

2.3.1基本事件結(jié)構(gòu)重要度分析

由此可以分析得知基本事件X1、X3、X4、X5、X6、X7、X9對(duì)頂上事件（鉆機(jī)提升系統(tǒng)故障）發(fā)生的影響最大，X2、X8的影響最小。即超載、磨損、未潤(rùn)滑、操作失誤、剎車(chē)失效、腐蝕、共振這7個(gè)因素應(yīng)該更加重視，而未防護(hù)和工件失效次之。

2.3.2頂上事件發(fā)生的概率

根據(jù)已畫(huà)出的事故樹(shù)，若可以得到基本事件發(fā)生的概率P這一數(shù)據(jù)，便可以結(jié)合之前的定量分析結(jié)果（最小割集）算出頂上事件發(fā)生的概率，由于這里未得到相關(guān)概率數(shù)據(jù)，故不做相關(guān)計(jì)算。

3.結(jié)論與展望

事故樹(shù)分析方法可以通過(guò)對(duì)事故發(fā)生的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，得出引起事故的全部因素并通過(guò)對(duì)事故樹(shù)進(jìn)行定性和定量的分析得出引起事故發(fā)生的關(guān)鍵因素以及各因素之間的重要度大小，還可以算出事故發(fā)生的概率，對(duì)于我們從根源處預(yù)防事故的發(fā)生，提出正確得當(dāng)?shù)念A(yù)防措施具有非常重要的指導(dǎo)意義[4]。

我國(guó)海洋石油事業(yè)現(xiàn)已發(fā)展到了國(guó)際領(lǐng)先水平，國(guó)家也十分重視海洋石油的發(fā)展，隨著海洋石油981等一系列國(guó)際領(lǐng)先平臺(tái)陸續(xù)投放南海和海洋石油總公司上產(chǎn)5000萬(wàn)噸的目標(biāo)，我們不僅應(yīng)該加足了勁使我們的產(chǎn)量線上揚(yáng)，更應(yīng)該在保證產(chǎn)量的同時(shí)把安全工作做好。事故樹(shù)分析不僅可以分析已經(jīng)發(fā)生的事故，還可以分析假設(shè)的未發(fā)生的事故，把事故遏制在萌芽狀態(tài)，做到有備無(wú)患，只有這樣才能把海洋石油事業(yè)發(fā)揚(yáng)光大。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉成江，周彬宋，立崧，左柯慶.海洋石油安全生產(chǎn)規(guī)定[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.

[2]張景林，崔國(guó)璋.安全系統(tǒng)工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2002.

[3]機(jī)械工業(yè)部生產(chǎn)管理局.事故樹(shù)分析與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[4]金龍哲，宋存義.安全科學(xué)原理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.