深水防喷器系统是保障深水钻采作业可靠、安全的关键设备。它若因故障停机检修将造成巨额经济损失,而若因安全功能失效致使井喷失控则极可能酿成灾难性后果。目前,深水防喷器系统的设计制造技术为国外所垄断。深水防喷器系统的设计制造、可靠性及安全完整性评估等方面的研究工作,是当今海洋油气工业重要的热点课题。本文课题组联合华北石油荣盛机械制造有限公司围绕新研制的深水防喷器系统,重点开展了深水防喷器系统液压元件的可靠性试验及其失效数据统计推断、深水防喷器组电控系统的安全完整性等级验证两方面的研究工作,并取得了如下创新性成果:1)根据可靠性试验相关标准,编制了深水防喷器系统液压元件的试验大纲、试验方案、试验程序等,并据此完成了可靠性试验及产品失效信息的统计工作。针对小样本特性试验数据开展了分布拟合优度检验、分布参数估计等数据统计推断理论的研究,并在此基础上完成了DDV阀、SPM阀平均寿命的点估计、区间估计。2)研究了IEC 61508、IEC 61511标准及Markov模型、FTA模型、RBD模型等常用安全完整性计算方法。在掌握深水防喷器三模冗余电控系统工作原理的基础上,建立了其简化配置图及RBD模型,并利用Markov模型完成了电控系统的SIL建模、SIL验证及检验测试间隔、通道失效率、维修时间对系统的性能影响分析。3)提出了一种基于多阶段贝叶斯网络的SIL计算新方法,分别建立了检验测试间隔时段、检验测试时段的动态贝叶斯网络的结构及节点条件概率表。利用贝叶斯网络工具箱(BNT),研究得到了时间间隔、共因权重对安全仪表系统不同结构多阶段动态贝叶斯网络模型精度的影响和不完全检验测试、维修对系统性能的影响规律。4)按照软件开发流程,利用MATLAB软件的图形用户开发环境开发了一款界面友好、易于使用的深水防喷器系统评估软件。该软件具备深水防喷器系统液压元件试验数据统计推断、深水防喷器组电控系统SIL验证两大功能。