石油鉆機(jī)的可靠度與維修規(guī)則分析

石油鉆機(jī)的可靠度與維修規(guī)則分析喬福家（川慶鉆探國際工程公司，四川成都610051）。引言在石油開采過程中鉆機(jī)是非常重要的一種開采設(shè)備，其主要的作用是進(jìn)行石油鉆探。對于石油鉆機(jī)來說，概率論以及數(shù)理統(tǒng)計(jì)是其可靠度的理論依據(jù)，對石油鉆機(jī)的可靠度進(jìn)行評價(jià)的過程中會(huì)充分考慮其隨機(jī)因素的可靠度指數(shù)，會(huì)應(yīng)用到物理故障、檢測管理維修、數(shù)學(xué)失效等多學(xué)科的理論，也存在多學(xué)科交叉的現(xiàn)象。我國的科學(xué)技術(shù)水平目前正處在快速發(fā)展過程中，但是對于石油鉆機(jī)可靠度的評價(jià)存在相對落后的問題，因此要想保障石油鉆機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的可靠性，就必須要做好石油鉆機(jī)可靠度的評價(jià)工作，進(jìn)而才能對石油行業(yè)未來的發(fā)展路徑進(jìn)行合理規(guī)劃，才能進(jìn)一步促進(jìn)我國石油工業(yè)的快速發(fā)展。1石油鉆機(jī)可靠度標(biāo)準(zhǔn)要求1石油鉆機(jī)智能化石油鉆機(jī)智能化是未來石油行業(yè)發(fā)展以及行業(yè)工程建設(shè)的基礎(chǔ)，但是當(dāng)前智能化石油鉆機(jī)并未真正投入實(shí)際應(yīng)用，多數(shù)情況下是以常規(guī)石油鉆機(jī)+智能組件的形式出現(xiàn)。例如當(dāng)前石油鉆機(jī)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能斷路器、智能變壓器等的應(yīng)用［1］。針對石油鉆機(jī)進(jìn)行智能化改造的過程中需要充分借助于數(shù)字化電子式互感器以及光纖網(wǎng)絡(luò)等來實(shí)現(xiàn)石油鉆機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，這樣才能實(shí)現(xiàn)石油鉆機(jī)生產(chǎn)的數(shù)字化。定向鉆進(jìn)從石油鉆機(jī)定向鉆進(jìn)的基本工序可以知道，必須要制定出科學(xué)的技術(shù)方案才能保障順利鉆進(jìn)。(1)保障回次沖孔，每次完成鉆進(jìn)后需要通過活動(dòng)鉆具實(shí)現(xiàn)沖孔，鉆孔內(nèi)部的介質(zhì)沖洗以及鉆孔沖洗工作都需要活動(dòng)鉆具來完成。(2)對于單班次進(jìn)尺要進(jìn)行嚴(yán)格控制，將每班次的進(jìn)尺嚴(yán)格控制在42m的范圍內(nèi)，這樣才能從根本上解決因鉆渣過度累積而導(dǎo)致井下出現(xiàn)復(fù)雜工況的現(xiàn)象。(3)鉆進(jìn)作業(yè)定期開展重新掃孔，如果鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)鉆孔深度與設(shè)計(jì)深度之間存在明顯差距，必須要重新進(jìn)行鉆孔清掃。信息交互標(biāo)準(zhǔn)化石油行業(yè)數(shù)據(jù)通信過程需要嚴(yán)格遵循IEC61850的相關(guān)規(guī)定。通過標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一就能讓各個(gè)通信生產(chǎn)廠商嚴(yán)格按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，能有效避免不同設(shè)備之間出現(xiàn)通信不暢的問題，也能使得石油鉆機(jī)的安裝、調(diào)試、檢修等個(gè)流程得到簡化［2］。從而保障石油鉆機(jī)真正實(shí)現(xiàn)即插即用，這也使得經(jīng)過智能化改造后石油鉆機(jī)的各項(xiàng)工作能夠順利開展。2石油鉆機(jī)可靠度分析進(jìn)行石油鉆機(jī)可靠度分析的過程中不僅需要利用公式進(jìn)行計(jì)算，還需要對其可靠度進(jìn)行深入分析。由于石油鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度不斷提升，而且當(dāng)前的石油勘探環(huán)境也更加復(fù)雜化，鉆探設(shè)備的強(qiáng)化，改善設(shè)備運(yùn)行及操作的靈活性勢在必行。另外，目前石油鉆機(jī)在設(shè)備的備件以及維修技術(shù)方面也存在較大的問題，上述因素的出現(xiàn)不僅會(huì)對石油開采效率以及開采進(jìn)度產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致大量開采材料的浪費(fèi)，因此，可以采取以下兩種方式對其可靠度進(jìn)行全面分析。(1)可采取隨機(jī)抽樣的方式［3］。針對石油鉆機(jī)進(jìn)行可靠度分析的過程中并非僅僅是對單一零部件的分析過程，其本質(zhì)上是對設(shè)備系統(tǒng)整體的一個(gè)評估，要想達(dá)到這一基本要求，就必須要對系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)零部件實(shí)施批量化處理。但從設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際角度來看，石油行業(yè)經(jīng)常會(huì)因?yàn)榇嬖跁r(shí)間和資金的限制因素，導(dǎo)致不可能針對每一臺設(shè)備開展分析，鑒于此可以充分借助于隨機(jī)抽樣的方式，選擇其中一些具有代表性的產(chǎn)品來進(jìn)行無差別選取，這樣的分析結(jié)果才能真正保障可靠性,才能將石油鉆機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的可靠度進(jìn)行最直觀的反映。(2)可以采取試驗(yàn)法，開展試驗(yàn)是反應(yīng)石油鉆機(jī)性能最直觀的方式，而且試驗(yàn)耗時(shí)較短。在具體實(shí)踐中首先需要將計(jì)時(shí)器安裝到鉆機(jī)的電路中，并嚴(yán)格統(tǒng)計(jì)記錄結(jié)果，對設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障次數(shù)以及出現(xiàn)故障的持續(xù)時(shí)間等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算后就能找出故障出現(xiàn)次數(shù)跟持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)聯(lián)，通過后續(xù)的整理分析就能真正找到設(shè)備的故障所在，這樣就可以為后續(xù)的可靠度分析提供充足依據(jù)，保障可靠度計(jì)算結(jié)果的精確性。3石油鉆機(jī)可考度提升措施進(jìn)行鉆機(jī)可靠度分析能夠提升故障處理工作的針對性，而且能夠從根本上有效提升鉆機(jī)設(shè)備的運(yùn)行可靠性。3.1設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)首先要圍繞鋼結(jié)構(gòu)開展改進(jìn)。根據(jù)石油鉆機(jī)實(shí)際的應(yīng)用效果可以看出,大部分鉆機(jī)設(shè)備存在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷的問題，這也導(dǎo)致石油鉆機(jī)的整體性能不能得到充分發(fā)揮，其中鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮的負(fù)面作用較大，鋼結(jié)構(gòu)位置、應(yīng)力以及載荷等的不合格占比相對較大的情況下非常容易引發(fā)石油鉆機(jī)故障。對于類似問題，進(jìn)行石油鉆機(jī)設(shè)計(jì)的過程中就需要對石油鉆機(jī)的極限狀態(tài)進(jìn)行充分參考，對鉆機(jī)尺寸、載荷值等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，并在詳細(xì)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上最終獲取準(zhǔn)確、可靠的分析結(jié)果，以此為依據(jù)來開展后續(xù)的設(shè)計(jì)工作，為石油鉆機(jī)的正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障［4］。其次要這對石油鉆機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行不斷改進(jìn)。在石油鉆機(jī)的運(yùn)行過程中電機(jī)、接觸器等零部件出現(xiàn)故障的概率相對比較大，因此在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須要對材料的選擇給與高度重視，盡量選擇優(yōu)質(zhì)材料，不斷提升零部件質(zhì)量，保障接觸器型號選擇的合理性。另外，目前石油鉆機(jī)主要是因?yàn)殡妷翰环€(wěn)而導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生故障，因此電機(jī)在安裝過程中必須要配備相應(yīng)的保護(hù)電路，同時(shí)對制動(dòng)器存在缺陷問題進(jìn)行深入分析,這樣才能不斷完善設(shè)計(jì)方案。同時(shí)也能將摩擦片的磨損情況控制在最低，進(jìn)一步保障設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。此外，還需要針對絞車電纜進(jìn)行重點(diǎn)改造。這主要是因?yàn)殡娎|在鉆機(jī)運(yùn)行過程中非常容易出現(xiàn)被刮斷的現(xiàn)象，也容易導(dǎo)致嚴(yán)重安全事故的出現(xiàn)，因此，可以利用滑觸線進(jìn)行替代?；|線具備極強(qiáng)的抵抗能力，對各類惡劣環(huán)境都能進(jìn)行有效應(yīng)對，從根本上控制安全事故的發(fā)生。3.2生產(chǎn)與檢驗(yàn)從石油鉆機(jī)的實(shí)際應(yīng)用情況看，設(shè)備調(diào)試、裝配以及制造等工序都是出現(xiàn)問題的主要環(huán)節(jié)，也是容易遺留安全隱患的環(huán)節(jié)，引發(fā)鉆機(jī)故障的概率比較大，也很可能會(huì)給企業(yè)帶來重大損失，因此必須要對上述環(huán)節(jié)給與高度關(guān)注。在實(shí)際操作過程中要圍繞易引發(fā)故障的工藝等開展深入分析，嚴(yán)格按照裝配要求完成各個(gè)零部件的裝配，保障最終成品完全符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)要對重點(diǎn)故障信息進(jìn)行及時(shí)收集，并從中找出主要原因所在，同時(shí)進(jìn)行不斷改進(jìn)。3.3日常管理可靠性分析是鉆機(jī)日常運(yùn)行過程中非常重要的一項(xiàng)工作，為了更好的完成這項(xiàng)工作可以不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并加強(qiáng)人才培養(yǎng)。技術(shù)引進(jìn)要充分結(jié)合鉆機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，這樣才能將技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,才能避免鉆機(jī)運(yùn)行中不斷產(chǎn)生故障［5］。在開展人才培養(yǎng)的過程中要體現(xiàn)出理論結(jié)合實(shí)踐的理念，通過培訓(xùn)不斷提升人才的實(shí)際操作能力和專業(yè)技能水平。另外，管理環(huán)節(jié)應(yīng)該將設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)研究對象，在不斷總結(jié)過程中進(jìn)行不斷改進(jìn)，這樣就能實(shí)現(xiàn)加工工藝偏差的有效控制。此外，還需要對鉆機(jī)的包裝和運(yùn)輸環(huán)節(jié)給與高度重視，包裝環(huán)節(jié)要保障包扎嚴(yán)實(shí)，避免在運(yùn)輸環(huán)節(jié)因外界因素的干擾導(dǎo)致鉆進(jìn)性能受到影響。運(yùn)輸過程中必須要對運(yùn)輸速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)要保障運(yùn)輸設(shè)備的性能良好，要盡可能將運(yùn)輸距離控制在最短，這樣才能避免在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)鉆機(jī)設(shè)備損壞等現(xiàn)象。運(yùn)輸環(huán)節(jié)還要保障監(jiān)控工作到位，避免在運(yùn)輸中途出現(xiàn)設(shè)備丟失等現(xiàn)象。4石油鉆機(jī)維修規(guī)則4.1確定操作流程要想實(shí)現(xiàn)石油鉆機(jī)技術(shù)水平的有效提升，首先要將制定出明確的鉆機(jī)操作流程制度。（1）首先需要對相關(guān)人員實(shí)施培訓(xùn)，強(qiáng)化石油鉆機(jī)的操作水平，通過培訓(xùn)還可以不斷提升操作人員自身的綜合素養(yǎng)，也能積極培養(yǎng)員工的職業(yè)責(zé)任感。只有不斷提高相關(guān)人員綜合素養(yǎng)，才能夠使其在操作石油鉆機(jī)時(shí)降低失誤概率。（2）實(shí)際開展人員培訓(xùn)的過程中要明確制定出相應(yīng)的操作規(guī)范，并強(qiáng)化鉆機(jī)運(yùn)行過程中的監(jiān)管力度，對石油工程的實(shí)施現(xiàn)狀實(shí)施全面分析⑹。（3）以施工現(xiàn)場為基準(zhǔn)構(gòu)建突發(fā)事件的處理流程，這樣在實(shí)際施工中一旦發(fā)生突發(fā)事件也可以及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)而全面提升現(xiàn)場故障問題的處理能力，也能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的有效提升。4.2構(gòu)建完善安全管理體系完善的安全管理體系是有效控制石油鉆機(jī)產(chǎn)生異常故障的主要措施。對鉆機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場出現(xiàn)的各類異常進(jìn)行全面總結(jié)后構(gòu)建現(xiàn)場管理的條例和規(guī)定，這樣才能更好的付諸實(shí)踐。此外，針對石油鉆機(jī)的維修現(xiàn)場要實(shí)施嚴(yán)格管理。進(jìn)行石油鉆機(jī)安裝的過程中要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的安裝流程進(jìn)行，一旦發(fā)現(xiàn)異常問題要及時(shí)進(jìn)行記錄，以便為后期的維修做好數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而全面提升石油鉆機(jī)的整體運(yùn)行質(zhì)量。除此以外，還需不斷加大石油機(jī)械專業(yè)操作人員的培訓(xùn)，通過構(gòu)建合理獎(jiǎng)勵(lì)制度來提升員工積極性，逐漸形成一種老帶新發(fā)展模式。這樣不僅可以減少石油鉆機(jī)操作時(shí)失誤概率，還可以確保