钻井工程安全动态评价方法研究

论文摘要

钻井工程是一个极为复杂的多因素、多变量、多层次的动态过程和系统工程。针对钻井过程中的危害特点和可能发生的危险,实现安全动态评价,是落实“安全第一,预防为主”基本方针的具体体现,是实现钻井作业安全生产的基本前提。本论文依托于中国石油化工行业HSE管理体系标准,在参考大量安全评价资料的基础上,综合国内外安全评价理论和技术研究现状,针对目前钻井工程安全评价存在的普遍问题,提出并建立了钻井工程安全动态评价模型；论文将钻井工程和计算机科学与技术紧密结合起来,编制了钻井工程安全动态评价系统软件。论文通过对相关文献的研究及钻井现场数据采集,提出钻井工程动态安全评价的总体方案和技术路线；同时通过对钻井常见事故产生原因及钻井工程事故参数特征的分析,选取了安全评价指标,建立了钻井工程动态安全评价体系,并根据各指标特点,选取不同隶属函数；针对目前安全评价方法的缺陷,为了避免评价结果不准确,安全评价指标的权重被分解为两部分,并运用最小信息熵原理把这两部分综合为组合权重,实现钻井工程安全的动态评价；分析处理异常数据,对出现异常的钻井参数,用模糊PID方法进行控制调节,以消除和降低其危险程度,保证系统处于安全状态。最后,本论文采用Visual Basic语言、Matlab语言及Access语言相结合的方法,研究开发钻井工程安全动态评价系统,实现钻井工程的监测、评价及控制模拟。本文所采用的方法对钻井工程安全动态评价有理论指导意义,对于其他工程的安全评价也有一定的借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 安全评价技术现状研究
• 1.3 常见安全评价方法分析
• 1.3.1 安全检查表法
• 1.3.2 专家评议法
• 1.3.3 预先危险分析法
• 1.3.4 故障假设分析法
• 1.3.5 危险与可操作性研究
• 1.3.6 故障树分析法
• 1.3.7 多指标综合评价方法
• 1.3.8 石油天然气企业安全管理体系
• 1.4 本论文研究的主要工作内容
• 第二章 安全评价指标体系构建
• 2.1 常见钻井工程复杂情况与事故
• 2.1.1 复杂情况与事故的原因
• 2.1.2 卡钻
• 2.1.3 井喷
• 2.1.4 井漏
• 2.1.5 钻具事故
• 2.1.6 落物事故
• 2.2 安全评价指标确定
• 2.2.1 安全评价指标选取原则
• 2.2.2 钻井安全评价影响因素
• 2.2.3 钻井工程安全动态评价指标体系
• 2.3 钻井事故预测
• 2.4 本章小结
• 第三章 钻井工程安全动态评价模型建立
• 3.1 钻井工程安全评价层次分析法
• 3.1.1 层次分析法概述
• 3.1.2 层次分析法的步骤
• 3.1.3 构造判断矩阵
• 3.1.4 层次单排序及一致性检验
• 3.1.5 层次总排序及一致性检验
• 3.1.6 层次分析法检验的MATLAB实现
• 3.1.7 基于信息熵的层次分析法
• 3.2 评价指标量化
• 3.2.1 常用模糊隶属度函数
• 3.2.2 评价指标模糊隶属度函数确定
• 3.3 钻井工程安全评价模型
• 3.4 钻井工程安全评价分级
• 3.5 钻井工程动态评价实例
• 3.5.1 指标量化
• 3.5.2 C层次排序
• 3.6 本章小结
• 第四章 钻井参数的模糊PID控制
• 4.1 控制系统介绍及设计
• 4.2 PID及控制实现
• 4.3 模糊PID控制器设计
• 4.3.1 模糊化
• 4.3.2 知识库
• 4.3.3 解模糊化
• 4.4 模糊PID控制系统仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 钻井工程安全动态评价系统软件设计与实现
• 5.1 安全评价系统的软件环境
• 5.1.1 编程语言选择
• 5.1.2 数据库软件的选择及数据库系统建立
• 5.1.3 VB和ACCESS接口实现
• 5.1.4 MATLAB介绍
• 5.1.5 钻井工程动态安全评价系统的软件体系结构
• 5.2 钻井工程安全评价系统的硬件实现
• 5.2.1 钻井工程安全评价系统的硬件环境
• 5.2.2 钻井现场数据采集系统
• 5.3 钻井工程安全动态评价系统软件实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 附录
• 详细摘要