一种钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法技术

本发明专利技术公开了一种钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，包括：通过钻采作业流程的关联和约束条件，利用UML方法构建典型钻采作业过程模型，实现钻采作业任务管理的智能化；在对海上作业风险分析的基础上，提出海上作业安全风险评估指标，采用贝叶斯相关方法和无风险失效概率的故障率评估方法，结合数据库信息和现场采集的风险失效概率信息，得出符合海上作业过程情况的风险失效概率评估方法；通过对各子系统实时数据的采集，建立海上作业全过程的辅助决策系统模型，实现对海上作业过程和特殊状况的辅助决策。本发明专利技术解决了钻采船多任务、多设备、多人员操作带来的安全隐患，能对各项故障进行检测和预判，实现了对钻井事故的研判和辅助。判和辅助。判和辅助。

【技术实现步骤摘要】
一种钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法


[0001]本专利技术涉及海洋工程船舶装备领域，尤其涉及一种钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法。

技术介绍

[0002]钻采船海上作业及科学调查是一个非常复杂的过程，面临诸多安全性风险，需要各系统高度协同，密切配合，需要建立一套钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，对面临的安全风险以及处置方案具有一定的智能评估及辅助决策功能。
[0003]海上作业过程协同流程及控制规则，主要针对平台信息系统、动力定位系统、提升旋转系统、管具与钻头系统以及ROV传输系统等内容进行流程协同和规则控制，明确典型作业的流程和环节以及各作业环节之间的关联和约束条件，在对典型钻采过程的协同建模方法对比的基础上，分析利用UML方法构建典型钻采作业过程模型的原理。在海上钻探作业风险分析中，开展风险主要因子的辨识是风险管理的重要环节。海上钻探作业过程中的风险因素很多，不但包括人员的不安全行为、钻井装备等物体的不安全状态、恶劣的海洋环境条件，而且包括企业的安全管理问题、以及地质条件风险因素，这些因素的相互作用可能导致钻井作业发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、通过钻采作业流程的关联和约束条件，利用UML方法构建典型钻采作业过程模型，实现钻采作业任务管理的智能化；步骤2、在对海上作业风险分析的基础上，提出海上作业安全风险评估指标，采用贝叶斯相关方法和无风险失效概率的故障率评估方法，结合数据库信息和现场采集的风险失效概率信息，得出符合海上作业过程情况的风险失效概率评估方法；步骤3、通过对各子系统实时数据的采集，子系统包括气象信息系统、ROV控制系统、辅助决策系统、动力定位系统、辅助决策系统，建立海上作业全过程的辅助决策系统模型，实现对海上作业过程和特殊状况的辅助决策。2.根据权利要求1所述的钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，其特征在于，所述通过钻采作业流程的关联和约束条件，利用UML方法构建典型钻采作业过程模型的具体方法为：步骤11、钻采作业流程包括钻井设计、钻前工程、作业装备准备、钻井液和完井液配置、钻井取心作业、井下事故处理和下套管估计作业；步骤12、钻采协同作业通过获取钻采船、钻井包、动力定位系统的状态数据并分类识别，利用钻采作业专家支持系统给出钻采作业过程的作业流程、作业工艺和资源调度初步方案，并将作业流程、任务施工单推送至相关作业人员；根据设备状态数据和录井数据对钻采设备进行分析判断，将设备维护计划推送至维修人员；根据气象数据和隔水管、动力定位系统的性能参数，对钻井作业环境风险进行研判，将防台措施和紧急脱离时间信息推送至相关人员；根据录井信息和钻采作业专家支持系统，对井涌、井喷事故进行研判，给出应急处置措施；步骤13、基于UML活动图，构建基于UML的钻采作业过程模型。3.根据权利要求1所述的钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，其特征在于，所述的典型钻采作业过程模型包括：钻探准备，通过气象信息系统协同；海床勘察，通过ROV控制系统协同；接单根，通过辅助决策系统协同；下导向基座，通过ROV控制系统协同，动力定位系统协同；起下钻“一开”，通过ROV控制系统协同，动力定位系统协同；辅助决策系统协同；起下钻“二开”，通过ROV控制系统协同；下井口，通过ROV控制系统协同，动力定位系统协同；下隔水管和BOP，通过ROV控制系统协同，动力定位系统协同；辅助决策系统协同；起下钻“三开”，通过动力定位系统协同；电测井；取芯，通过岩心输送系统协同；岩心分析，采用实验室管理；岩心存储，采用实验室管理。4.根据权利要求1所述的钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，其特征在于，所述得出符合海上作业过程情况的风险失效概率评估方法的方法具体为：
步骤21、海上作业安全风险评估指标：综合考虑海上作业过程中能够导致危险事故发生的各种风险因素，构建海上作业风险控制指标体系，具体包括人员因素、组织管理因素、设备因素、环境地质因素；步骤22、海上作业安全风险评估方法：采用OREDA数据库，选用贝叶斯相关方法和OREDA中采用的无风险失效概率的故障率评估方法,结合OREDA数据库信息和现场采集的风险失效概率信息，得出符合海上作业过程情况切实可行的风险失效概率评估方法；步骤23、风险重要性准则：根据风险矩阵方法制定风险重要性准则,对风险定量化分析结果进行综合评价风险等级，将风险分为三个区域,不可容忍区域、ALARP区域、可接受区域,并通过可容忍线与可接收线进行界定。5.根据权利要求4所述的钻采船协同作业故障诊断及辅助决策方法，其特征在于，所述步骤22中的具体方法为：1)有现场失效数据情况下失效率的评估；海上作业过程设备寿命t采用指数分布近似,认为失效率λ为恒定值,且失效设备可更换，在时内，海上作业过程设备发生故障的次数r服从Poisson分布,既：由于Gamma分布与Poisson分布自然共轭,故先验分布取Gamma分布,其概率密度函数为：式中，r0,T0为先验分布参数；通过贝叶斯公式计算,得到其后验分布的概率密度函数为:为得到先验分布中的r0和T0,采用如下方法:查阅OREDA数据库,得到失效率的点估计λ0和以及置信度为90％的失效率上限λu,基于以下公式求r0和T0：T0＝r0/λ0通过已知的λ0和λ
u
,近似求解得到r0和T0；求得取置信上限90％时,则设备运行失效率的双边Bayes区间估计为:其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金锋，王兴众，寇兴华，陈曦，谭亮，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：