庞 楠，熊中刚，刘 忠，王为庆，徐嘉宏

（桂林航天工业学院机电工程学院，广西桂林 541004）

0 引言

深水采油树作为水下油气生产系统的核心设备，主要用于油气开采、注气注水、修井、流量控制及监测等作业[1]。采油树直接连接油气生产井口，一旦出现故障，会严重影响整套水下生产系统的工作效率。由于深海环境压力高、洋流冲击大、水下能见度差等多项难题，国内有相关水下检测维修经验的公司或院校寥寥无几，检测维修技术还依赖国外，但国外维修售价高、停机期长、人力成本高，大大增加了我国深水油气开发项目的成本和周期，并随时有被国外大厂“卡脖子”的风险，严重威胁了我国能源战略安全和国民经济发展[2-3]。因此，在采油树投入生产前，需要对其进行严格的可靠性设计和预防性维修，并在采油树运维过程中进行实时可靠性状态评估，这对水下油气的安全生产至关重要。

有研究表明[4-5]：深水采油树故障率达到206×10-6，仅次于水下控制系统，失效率是其他核心设备的2.9～18.5 倍。鉴于此，很多学者对采油树关键部件的可靠性开展了相关研究。针对井口连接器方面，Buitrago 等[6]采用传统累积损伤法，根据S-N 曲线定义的局部应力和疲劳抗力计算了井口连接器疲劳寿命。Wang 等[7]在缺乏失效数据情况下，提出了一种将有限元分析与动态贝叶斯模型相结合的疲劳裂纹材料老化故障诊断方法，进行了井口连接器的可靠性分析，得出在出现裂缝的情况下，水下连接器在使用30年后结构失效概率从0.022 8增加到0.207 5；……