水下油气生产系统是海洋油气开采中的重要的生产系统。随着海洋油气资源油和天然气的开采向更深的海洋推进,对水下油气生产系统的要求也日益增高。处于海洋环境中的水下油气生产系统受着极其复杂的环境载荷,如果发生故障,将会给整个油气田企业带来巨大的经济损失,并可能导致极大的环境问题。因此水下油气生产系统的可靠性尤为重要。本文以水下油气生产系统的动态可靠性分析作为主要研究课题,分别从流动和设备的角度研究水下油气生产系统的动态可靠性问题。为了研究水下油气生产系统的动态可靠性问题,简单介绍了本文研究的水下油气生产系统及其主要设备,并且介绍了流动路径中容易发生失效的主要位置、主要的失效形式及其失效机理,给出了常见的失效形式的常用动力学模型。同时给出了本文的可靠性数据来源。采用恒定的气体流量、液体流量和油藏压力作为边界条件,假设理想气体的前提下,建立了水下油气生产系统的简化模型,即井筒-管道-立管模型。利用油管、管道和立管段中的气相和液相的质量守恒律得到本文的六态模型。计算了管道部分的气液两相的质量分数及密度,在只考虑液相的情况下计算了管道的摩擦压力损失,根据流入边界条件计算了管道部分的平均液体质量分数,从而得到了本文的管道流动模型;根据理想气体定律计算了立管顶端的压力,结合立管中平均液体体积分数、平均混合速度及混合物的平均密度等,使用与管道相关相同的摩擦系数计算了立管中的摩擦压力损失,从而得到了本文的立管流动模型;假定从储层到井的产量为线性关系,结合井内的平均液体体积分数、液体平均表面流速和与前面相同的摩擦系数等计算了井内摩擦造成的压力损失,从而得到了本文的井筒流动模型。至此建立出本文的水下生产系统的流动模型,最后用OLGA模拟对所建模型进行了验证。在水下生产系统流动模型的基础上,建立了有两井输入的水下生产系统流动网络模型。用表示网络中的压力节点的节点和代表井、节流阀和管道的路径建立了流网络模型,并用不同的指数来表示这些节点和路径。通过质量守恒、流量的流入和流出、压降等约束得到出水下生产系统的流动网络模型。用OLGA建立出水下生产系统网络模型对前面所建的模型进行验证,并根据模拟结果作出流动分析。在水下生产系统的流动模型和水下生产系统流动网络模型的基础上,加入了水下生产系统的主要生产设备的动力学模型,并且考虑了阀门的冲蚀和腐蚀的影响,建立了水下生产系统主要生产设备的混合模型。最后利用失效概率和故障维修能力等指标得到了管网失效概率随流速的增加而增加,管网失效概率随故障维修能力的增加而减小、管网失效概率随服役年限的增加而增加的动态规律。通过总结分析对失效概率的变化规律,为提高水下生产系统的可靠性提供了必要的建议和意见。