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石油钻机可靠性分析及改进措施


浅谈石油钻机可靠性分析及改进措施 [摘 要]由于风沙、低温、缺氧、海水腐蚀等因素,给石油钻机 的运输、安装、使用、搬迁、维修等带来许多特殊的困难,对其可 靠性的要求也就很高。本文首先分析了石油钻机的可靠性,其次, 阐述了石油钻机可靠性评定方法,同时,就如何提高石油钻机可靠 性进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。 [关键词]石油钻机;可靠性分析;改进措施 中图分类号: te92207 文献标识码: 文章编号: a 1009-914x (2013) 09-0008-01 1.前言 石油钻机的工作环境十分恶劣,对于地面设备,既有工作于沙漠、 高寒、高原地带的,又有处于沼泽、海洋、浅滩环境的。由于风沙、 低温、缺氧、海水腐蚀等因素,给石油钻机的运输、安装、使用、 搬迁、维修等带来许多特殊的困难,对其可靠性的要求也就很高。 石油钻机井下工具长期工作于油、气、钻井液环境之中,高压高温 污染腐蚀等复杂的工作条件对产品的可靠性也提出了更高的要求。 2.石油钻机的可靠性分析 石油钻机可靠性指标的选择应具有一定的针对性,一般应选择能 够反映产品主要可靠性要求以及该产品目前薄弱环节的指标。重要 度是石油钻机的一个可靠性指标,要想求得石油钻机各基本部件的 重要度,需从故障树的建立开始。 2.1 故障树的建立 故障树分析法是系统可靠性分析中的一种方法。它是一种将系统 故障形成的原因由整体至部分按树枝状态逐级细化的分析方法。故 障树分析中所关心的结果事件称为顶事件,位于故障树的顶端;导 致其他事件发生的原因事件称为底事件,它是可能导致顶事件发生 的基本原因,位于故障树底端;位于顶事件和底事件之间的结果事 件称为中间事件。 根据现场调研的结果,采用演义法人工建树,以钻机不能正常工 作为顶事件,建立石油钻机的故障树,影响钻机可靠性的基本事件 包括天车失效、游钩失效、绞车失效、泥浆泵失效、水龙头失效、 转盘失效、井架失效、底座失效、压风机失效、泵房动力失效及钻 台动力失效。由于所建立的故障树属于单调关联故障树,各事件之 间为“或”的逻辑门,所以顶事件的可靠度为各底事件可靠度的乘 积。 2.2 故障部位主次分析 石油钻机的故障主要发生在对石油钻机性能起关键影响的电气控 制、电气传动和提升机构方面。这类故障频繁发生,不仅会严重影 响石油钻机的正常使用,也更容易给用户造成石油钻机性能差的感 觉。因此要引起重视,采取有效对策,尽量减少石油钻机关键部位 故障的发生。金属结构故障最少,但从另一角度分析,我国石油钻 机金属结构设计过于保守,同规格的石油钻机与国外先进产品相比 要笨重许多。因此,要在不降低可靠性的前提下,尽量做到合理布 置、优化结构、减轻自重,以改善性能、降低制造成本。 2.3 故障模式主次分析 石油钻机的故障模式主要是损坏型,包括断裂、击穿、变形、烧 坏及拉伤等。这类故障修复比较困难,一般只能采取更换部件,成 本较大。要减少这类故障,必须提高制造质量。松脱形故障发生也 比较多,包括松动、脱焊、脱落等,要从石油钻机装配质量上找原 因。在 20 次松脱形故障中,仅由于螺栓松动造成故障就有 10 次, 另外制动器及泥浆泵中的电机和油泵联接脱落故障就占了 4 次。这 类故障只要加强管理和检验,是完全可以避免的。退化形故障也占 了一定比例,主要包括磨损、变形及老化等,要减少这类故障,就 要提高常发故障部件的材质。 2.4 故障原因主次分析 为了提高石油钻机的可靠性,应该严把外购件质量验收关,并对 常发故障的接触器、制动器、电动机、电路板及限位开关等提出可 靠性指标要求,抓住影响

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