Введение к работе
**" ^ ^ '
Актуальность работы
Актуальность обеспечения надежности и безопасности при эксплуатации динамически нагруженного нефтегазового оборудования обусловливается увеличением числа оборудования, достигшего или достигающего нормативную наработку, установленную техническими регламентами. Действующие нормативные документы в области промышленной безопасности предъявляют повышенные требования к оборудованию, эксплуатируемому на опасных производственных объектах, к которым относится оборудование нефтяной и газовой промышленности. На нефтяных промыслах в последние годы наблюдается устойчивая тенденция роста числа и тяжести отказов оборудования. В связи с тем, что около 80% эксплуатируемого оборудования исчерпало нормативный ресурс, требуются новые методы оценки его технического состояния.
Данная проблема осложняется отсутствием нормативно-технических документов, регламентирующих процедуру диагностики и оценки остаточного ресурса рассматриваемого оборудования, учитывающих разнообразие условий эксплуатации и его конструктивные особенности. С другой стороны, в одном нормативном документе, регламентирующем оценку остаточного ресурса, сложно учесть все особенности конструктивного исполнения, напряженного состояния и условий эксплуатации всего парка нефтегазового оборудования.
Поэтому разработка методов оценки рисков и возможного ущерба от отказов, оптимизация мер по снижению ущерба и повышение безопасности оборудования является актуальной задачей. В первую очередь это касается определения остаточного ресурса оборудования. Не менее важным является своевременное проведение оценки фактического технического состояния оборудования с использованием средств диагностического контроля и анализ полученных данных с применением вероятностно-статистических методов.
РОС. НАЦИОИЛль^'ч . БИБЛИОТЕКА
Пель работы
Разработка научных рекомендаций по повышению надежности динамически нагруженных узлов нефтегазового оборудования, находящегося в завершающей стадии эксплуатации, для более полного использования ресурса данного оборудования.
Основные задачи исследования
-
Анализ технического состояния динамически нагруженных узлов нефтегазового оборудования по результатам сбора промысловой информации о наработках и отказах.
-
Определение степени критичности отказов динамически нагруженных деталей и узлов нефтегазового оборудования.
-
Разработка диагностических критериев оценки технического состояния нефтегазового оборудования с применением вероятностно-статистических методов.
-
Разработка научных рекомендаций по определению остаточного ресурса динамически нагруженного нефтегазового оборудования.
Научная новизна
-
Разработан новый классификатор дефектов динамически нагруженного нефтегазового оборудования по элементам в зависимости от оценки последствий отказов, от вероятности появления и обнаружения отказов.
-
Установлены и обоснованы зависимости между вероятностными характеристиками значений амплитуды спектральной плотности, коэффициента Джини случайных колебаний параметров, измеренных в процессе эксплуатации, и техническим состоянием нефтегазового оборудования.
Теоретическая и практическая ценность
Представлены научно обоснованные рекомендации по определению остаточного ресурса динамически нагруженного нефтегазового оборудования, основанные на его безопасной эксплуатации.
Разработан способ определения технического состояния этого оборудо
вания, основанный на оценке коэффициента Джини и значений амплитуд спек
тра колебаний параметров, измеренных в процессе эксплуатации.
; Методика определения остаточного ресурса нефтегазового оборудования
с использованием диагностических критериев по коэффициенту Джини и по значениям амплитуд спектра колебаний параметров, измеренных в процессе эксплуатации, на примере подшипниковых узлов станка качалки прошла апробацию в филиалах ОАО АНК «Башнефть» "Башнефть-Уфанефть" и "Башнефть-Янаул".
Диагностические критерии по коэффициенту Джини и значениям амплитуд спектра колебаний виброскорости, измеренных в процессе эксплуатации нефтегазового оборудования, используются в учебном процессе Уфимского государственного нефтяного технического университета при подготовке курсовых и дипломных работ студентами специальности 17.02.00 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» по дисциплинам «Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов», «Техническая диагностика машин и оборудования для добычи и подготовки нефти и газа».
Основные защищаемые положения
I 1 Результаты исследований промысловой информации, позволяющие
классифицировать виды и характер причин отказа несущих деталей оборудования в зонах локализации дефектов.
2 Анализ видов, последствий и критичности отказов для классификации дефектов динамически нагруженных деталей и узлов нефтегазового оборудования с учетом специфики этого оборудования при оценке тяжести последствий отказов.
3 Использование в качестве диагностических критериев оценки технического состояния динамически нагруженных деталей и узлов нефтегазового оборудования вероятностных характеристик значений амплитуды спектральной плотности, коэффициента Джини случайных колебаний параметров, измеренных в процессе эксплуатации.
4 Метод определения остаточного ресурса динамически нагруженного нефтегазового оборудования с применением вероятностно - статистических методов анализа случайных колебаний параметров.
Методы решения задач
Поставленные задачи решались с использованием статистических данных по отказам и наработкам на отказ нефтегазового оборудования, напряженного состояния деталей и узлов этого оборудования, анализа технической документации, видов, последствий и критичности отказов деталей и узлов этого оборудования и вероятностно-статистических методов обработки промысловых материалов по отказам и вибродиагностическому контролю нефтегазового оборудования, используемого в филиалах ОАО АНК «Башнефть» "Башнефть-Уфанефть" и "Башнефть - Янаул" (теория случайных функций, спектрально-корреляционный анализ, программы MSoft Excel, MathCAD 2002, Диамех).
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: -на П научно-техническом семинаре «Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан» (Уфа, 1999); научно-практическом семинаре «Опыт, проблемы и перспективы внедрения методов виброакустического контроля и диагностики машин и агрегатов» (Октябрьский, 2000); III республиканском научно-техническом семинаре «Обеспечение промышленной безопасности опасных производственных объектов топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан» (Уфа, 2002); Всероссийской научно-технической
конференции, посвященной 55-летию кафедры «Нефтегазопромысловое оборудование» (Уфа, 2004).
Публикации
Основные положения диссертации отражены в пяти научных статьях и тезисах трех докладов.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, основных выводов, библиографического списка (213 наименований), содержит 187 страниц машинописного текста, в том числе 30 рисунков, 38 таблиц и 6 приложений.
