關(guān)于石油鉆機(jī)的可靠度與維修規(guī)則探討

1、    關(guān)于石油鉆機(jī)的可靠度與維修規(guī)則探討    doi：10.19392/ki.16717341.201720115摘要：石油鉆機(jī)是石油開采行業(yè)中重要的機(jī)械設(shè)備，需要對其各個零部件進(jìn)行嚴(yán)格的管理，而可靠度以及維修規(guī)則是石油鉆機(jī)檢修工作的重要參考數(shù)據(jù)。因此，本文就石油鉆機(jī)的可靠度與維修規(guī)則展開分析和研究。關(guān)鍵詞：石油鉆機(jī)；可靠度；維修規(guī)則石油鉆機(jī)的可靠度是設(shè)備檢修工作的重要參考數(shù)據(jù)，通過對設(shè)備各部分零件的可靠度進(jìn)行計(jì)算得出的數(shù)據(jù)以及參考維修規(guī)則，可以準(zhǔn)確設(shè)置出石油鉆機(jī)的維修計(jì)劃。一、石油鉆機(jī)各部分可靠度計(jì)算（一）石油鉆機(jī)的零件使用時間計(jì)算石油鉆機(jī)的各個部

2、件由于材料材質(zhì)、使用方式以及使用頻率的不同，會導(dǎo)致其使用壽命也有所差別。因此，需要通過具體的計(jì)算公式對石油鉆機(jī)的各個部件進(jìn)行使用壽命的計(jì)算，即s=鉆井?dāng)?shù)/系統(tǒng)故障次數(shù)。在這一計(jì)算公式中，s代表了石油鉆機(jī)各部件在不出現(xiàn)故障的情況下使用時間的平均數(shù)1。例如，通過調(diào)查可知石油鉆機(jī)泵房的鉆井次數(shù)以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的次數(shù)，在經(jīng)過計(jì)算之后，得出泵房的使用時間的平均數(shù)為48井次。（二）石油鉆機(jī)的可靠度機(jī)電類設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率通常會隨著使用時間的增加而提高，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的可靠性降低。而在石油鉆機(jī)設(shè)備中一般會通過一個指數(shù)分布方法來表示這一情況，在指數(shù)分布中主要有兩個關(guān)鍵參數(shù)分布，分別是二參數(shù)以及單參數(shù)。在石油鉆機(jī)

3、設(shè)備中許多故障是在設(shè)備生產(chǎn)階段以及裝配過程中形成的，由于這些故障在設(shè)備使用初期就已經(jīng)存在，所以在計(jì)算石油鉆機(jī)的可靠度時使用單參數(shù)的指數(shù)分布方法更為適合。其中主要的參數(shù)內(nèi)容有：設(shè)備故障率a=1/a（a是設(shè)備尺度參數(shù)的均值），積累分布公式：f=1e，分布密度公式：f=et，設(shè)備的可靠度公式：r=et。在石油鉆機(jī)的維護(hù)過程中，通常是運(yùn)用各個設(shè)備的可靠度公式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行一段時間之后，采集其參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，就可以得出設(shè)備的可靠度，進(jìn)而分析該設(shè)備是否可以繼續(xù)使用。二、石油鉆機(jī)的維修模型在石油鉆機(jī)設(shè)備中，主要是由12個元件組成，其中包括：轉(zhuǎn)盤、天車、鉆臺動力、游鉤、泵房動力、絞車、井架、壓風(fēng)機(jī)、泥

4、漿泵、底座、水龍頭。通過在石油鉆機(jī)設(shè)備的可靠度計(jì)算公式可以得出，當(dāng)石油鉆機(jī)的所有元件的可靠度都降低時，石油鉆機(jī)的整體系統(tǒng)的可靠系數(shù)也會降低，這時就需要停機(jī)整修。但是在實(shí)際的工作中并不是使用這種方式進(jìn)行維護(hù)，因?yàn)槿绻豌@機(jī)設(shè)備在正常工作中過于頻繁的進(jìn)行停機(jī)維修將會增加出現(xiàn)事故的可能性，甚至造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。所以，石油鉆機(jī)設(shè)備的檢修需要結(jié)合實(shí)際條件，根據(jù)各個元件使用時間的不同，在每運(yùn)行一段時間之后對石油鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行一次零件更換，因此需要在石油鉆機(jī)設(shè)備運(yùn)行過程中，及時的掌握各個零件的適應(yīng)數(shù)量、型號以及當(dāng)前元件的使用情況2。在對石油鉆機(jī)設(shè)備的12個零件進(jìn)行可靠度分析之后，可以發(fā)現(xiàn)其中天車、井架

5、以及設(shè)備底座的故障次數(shù)最少，因此可靠度計(jì)算為1。而可靠度下降最快的零件是壓風(fēng)機(jī)，當(dāng)設(shè)備完成第36次鉆井之后，壓風(fēng)機(jī)的可靠度已經(jīng)下降到最低，這是需要及時的更換新的壓風(fēng)機(jī)才能保證石油鉆機(jī)設(shè)備正常工作，當(dāng)前記錄為第一次更換設(shè)備零件。而后，第二個達(dá)到可靠度最低值的零件設(shè)備是轉(zhuǎn)盤，當(dāng)進(jìn)行到地37次鉆井時，設(shè)備需要更換轉(zhuǎn)盤，然后再次進(jìn)行工作，此次記錄為第二次設(shè)備更新零件。隨著石油鉆機(jī)設(shè)備不斷的工作，將會有其他的零部件可靠度降到最低，進(jìn)而需要更換新的零件。這就表示在石油鉆機(jī)正常工作中，可以通過更換部分零件的方式來保證設(shè)備的正常運(yùn)行。通過實(shí)踐證明，一臺石油鉆機(jī)在第一年是不需要更換零件的，通常不會發(fā)生故障，但是

6、如果是在安裝或者生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，則有可能在第一年中出現(xiàn)設(shè)備故障，例如，壓風(fēng)機(jī)、泵房、水龍頭、轉(zhuǎn)盤等設(shè)備零件都有可能受到安裝質(zhì)量的影響，而這種故障并不屬于石油鉆機(jī)設(shè)備本身的問題。假設(shè)一臺石油鉆機(jī)設(shè)備如果能夠正常工作5年，其零件更換模型如表格所示。三、石油鉆機(jī)的維修規(guī)則通過石油鉆機(jī)的零件更換模型可以看出，設(shè)備的各個零部件的更換時間和更換頻率是有差別的。如果當(dāng)設(shè)備運(yùn)行到鉆井次數(shù)t時，則通過對設(shè)備各零件未來10次鉆井工作中的實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在通過可靠度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，可以得出需要更換的零件數(shù)量和類型，進(jìn)而制定維修規(guī)則如下：第一，在這一段運(yùn)行時間中，如果設(shè)備需要更新的零件數(shù)量小于石油鉆機(jī)零件

7、總數(shù)的30%，則石油鉆機(jī)需要進(jìn)行小范圍檢修。第二，在這一段運(yùn)行時間中，如果設(shè)備需要更新的零件數(shù)量占石油鉆機(jī)零件總數(shù)的30%到50%之間，則石油鉆機(jī)需要進(jìn)行中修。第三，在這一段運(yùn)行時間中，如果設(shè)備需要更新的零件數(shù)量大于石油鉆機(jī)零件總數(shù)的50%，則石油鉆機(jī)需要進(jìn)行大范圍檢修。根據(jù)石油鉆機(jī)的維修規(guī)則以及上表的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出設(shè)備維修的時間安排：在設(shè)備運(yùn)行的第二年中，鉆井次數(shù)為36時，在36到36+10這段時間內(nèi)，石油鉆機(jī)共需要更換零件2個，分別是轉(zhuǎn)盤以及壓風(fēng)機(jī)，因此此時石油鉆機(jī)可以進(jìn)行小修。當(dāng)在設(shè)備運(yùn)行的第三年中，鉆井次數(shù)為71時，在71到71+10這段時間內(nèi)，石油鉆機(jī)共需要更換零件3個，分別是轉(zhuǎn)盤、游鉤以及壓風(fēng)機(jī)，因此此時石油鉆機(jī)可以進(jìn)行中修。而當(dāng)設(shè)備運(yùn)行的第5年中，鉆井次數(shù)為141時，在141到141+10這段時間內(nèi)，石油鉆機(jī)共需要更換零件5個，分別是泵房、轉(zhuǎn)盤、游鉤、水龍頭以及壓風(fēng)機(jī)，因此此時石油鉆機(jī)可以進(jìn)行大修。四、結(jié)論總而言之，石油鉆機(jī)的可靠度以及維修規(guī)則是設(shè)備安排檢修工作的重要參考數(shù)據(jù)，根據(jù)不同石油鉆機(jī)零件的可靠度，對設(shè)備進(jìn)行及時更換，能夠