水下管汇是水下生产系统的关键组成设备之一,起到汇集生产流体的作用。水下管汇多以防沉板作为基础支撑结构,通过水下控制模块执行水下管汇阀门的开闭功能,且水下控制模块失效率较高。针对水下管汇基础稳定性差、失效模式复杂和可靠性评估模型精确低的问题,本文从防沉板基础、水下管汇结构本身和水下控制模块结构三方面入手,对水下管汇的稳定性和结构可靠性进行分析,并开发水下管汇结构可靠性评估软件。在水下管汇组成系统的历史失效数据调研及通用构型分析的基础上,明确防沉板基础、水下管汇和水下控制模块结构的研究对象。在现有可靠性分析方法的基础上,通过对比分析,本文可靠性分析方法采用故障模式、影响及危害度分析法(Failure Mode,Effects and Criticality Analysis,FMECA)和故障树分析法(Fault Tree Analysis,FTA),并通过模糊综合评价法计算故障树底事件概率。水下管汇的稳定性取决于防沉板基础的极限承载力,通过API RP 2GEO公式和土力学数值仿真分析南海某水下管汇基础防沉板的极限承载力,并对基础底部土体的破坏规律进行研究,完成水下管汇基础结构防沉板的稳定性分析。在水下管汇结构通用构型分析的基础上,采用FMECA法,明确水下管汇结构系统关键部件的失效模式、原因和影响,建立以“水下管汇结构失效”为顶事件的故障树模型。采用专家评价法和模糊数学理论方法确定故障树底事件的发生概率,并通过对故障树进行定性分析和定量分析,得到顶事件“水下管汇结构失效”的发生概率。通过重要度分析,得出对顶事件“水下管汇结构失效”的发生影响较大的失效模式。基于水下控制模块结构通用构型分析,以楔块对接锁紧式水下控制模块为研究对象,采用FMECA法、故障树分析法、专家评价法以及模糊数学理论,对故障树进行定性分析、定量分析以及重要度分析,得到顶事件“水下控制模块结构失效”的发生概率以及对顶事件的发生影响较大的失效模式。通过本文建立的水下管汇和水下控制模块结构可靠性评估模型,采用C#语言开发水下管汇结构可靠性评估软件,实现对水下管汇关键可靠性指标的计算。