表2 设备风险等级
等级 | 风险区 | 采取的对策 |
Ⅰ | 低风险区 | 酌情进行检查和抽查检验 |
Ⅱ | 中风险区 | 应进行定期全面检验 |
Ⅲ | 次高风险区 | 进行在线监测和无损检测 |
Ⅳ | 高风险区 | 重点加强管理,进行整改,彻底消除事故隐患 |
其中标记“Ⅰ~Ⅳ”依次为设备四个风险等级,分别对应着低风险区、中风险区、次高风险区和高风险区,即设备的失效风险由低向高过渡。其中左下角区域标示为“Ⅰ”的设备由于发生失效概率低、失效后果不严重,故障风险也低,因此被定义为第Ⅰ级。而第“Ⅲ”和“Ⅳ”级的设备即为装置中的重大设备或关键设备,故障风险高,所以这些设备应作为评估的重点对象加以关注。
(2)地面采气装置定量风险评估
在定性风险评价基础上进一步根据有关信息进行定量的风险分析活动,为每个设备项和管段提供风险值,优化检验策略。具体:
①风险分析、计算与评估
定量风险评价由以下四个部分组成,具体计算可以在建立完善的数据库后用专用软件计算完成。并可根据计算结果,对比国内外同类装置可接受的风险范围标准,对装置中的设备进行定量风险评价。
泄漏速率计算:包括计算泄放率、确定泄漏类型;
失效概率计算:设备失效概率由同类设备平均失效概率、单个设备修正因子和企业管理系数的乘积所确定。其中同类设备平均失效概率由软件数据库提供,单个设备修正因子由设备的通用、机械、工艺、技术等因素确定,企业管理系数根据管理系统评估确定。
失效后果计算:包括可燃性后果计算、有毒性后果计算、环境后果计算,主要由介质的物理及化学特性、物质存量、设备和人员相关性等因素确定。
风险计算:装置中的每台设备的风险为该设备的所有风险之和。风险的单位取决于所考虑的后果,可以为失效频率,对可燃性或毒性后果为面积/年,对环境为金额/年。
②建立和验证检验策略
根据定量风险评估结果,优化检验程序,制定有针对性的降低风险的检验策略,确定合理的检验周期、检验范围及检验手段,并对检验的有效性进行评估。检验策略一般应包括以下几方面的内容:
设备的失效机理与损伤形式;
要检查何种类型的缺陷;
何处去寻找缺陷;
采用何种检验方法与手段及检验的有效性;
从风险级别和经济性平衡角度确定最佳检验时间。
2. 注采井系统安全性评价
以套管柱和注采管柱的安全可靠性为中心,分析压力、温度、腐蚀、水泥环等因素对注采井管柱承载能力的影响,分析注采井井筒系统的安全可靠性及寿命周期。对于温度、压力、水泥环性质等因素,按随机变量处理。对于腐蚀、地层岩石性质等影响因素,按模糊随机变量处理。在此基础上,确定注采井系统的主要失效模式,计算系统的失效概率(或称可靠度)。由于储气库井筒系统远不同于一般的天然气井的受力状况,其安全性评价研究内容应该包括:
注采井载荷预测模型与计算方法研究:极限注采参数下套管受力模型和计算方法研究;极限注采参数下地层应力计算模型研究;地层蠕变引起的套管荷载预测模型与计算方法研究;地层流体腐蚀对套管承载能力的影响分析研究。
注采井安全使用寿命周期预测技术研究:套管-水泥环-地层体系受力综合分析研究;循环应力下水泥环强度与完整性分析研究;井筒系统主要失效模式分析研究;井筒系统可靠度与安全寿命周期预测研究。