Прогнозирование технического состояния динамически нагруженных узлов нефтегазового оборудования

Введение
1 Анализ технического состояния динамически нагруженных узлов нефтегазового оборудования.
1.1 Виды и характер повреждения материалов деталей нефтегазового оборудования
1.2 Анализ напряженного состояния деталей.
1.3 Сбор, анализ и обработка информации о надежности нефтегазового оборудования о в эксплуатации.
1.3.1 Общие положения.
1.3.2 Общие требования к составу регистрируемой информации
и формам документов
1.3.3 Порядок проведения анализа причин отказов.
1.3.4 Выбор планов наблюдений.
1.3.5 Определение числа объектов наблюдений.
1.3.6 Статистическая обработка результатов наблюдений испытаний
1.3.7 Выбор теоретического закона распределения.
1.4 Рекомендации по определению периодов диагностирования, технического обслуживания и ремонта оборудования по техническому состоянию
1.4.1 Виды, содержание и периодичность диагностирования
1.4.2 Определение продолжительности работы оборудования между ремонтами.
Выводы по главе 1.
2 Способы оценки остаточного ресурса динамически нагруженного нефтегазового оборудования.
2.1 Классификация отказов и предельных состояний НПО.
2.2 Методы дефектоскопии и технической диагностики деталей
2.2.1 Обзор методов и средств дефектоскопии.
2.2.2 Вибродиагностический контроль.
2.3 Применение методов математической статистики при прогнозировании работоспособности оборудования на основе обработки временных рядов на примере подшипниковых узлов станковкачалок
2.3.1 Измерение и анализ параметров случайных процессов для оценки состояния НПО
2.3.2 Обработка статистических характеристик работы подшип
никовых узлов
Выводы по главе 2.
3 Методика определения остаточного ресурса динамически нагруженного нефтегазового оборудования
3.1 Основные положения
3.2 Анализ технической документации.
3.3 Оперативная функциональная диагностика.
3.4 Экспертное обследование.
3.5 Анализ повреждений и параметров технического состояния оборудования. Установка критериев предельных состояний
3.6 Уточненные расчеты и исследования напряженнодеформированного состояния и характеристик материалов.
Выбор критериев предельных состояний.
3.7 Определение остаточного ресурса.
3.8 Принятие решения о возможности дальнейшей эксплуатации оборудования
3.9 Заключение
Выводы по главе 3.
Основные выводы.
Библиографический список
Приложение А Расчетные схемы и эпюры сил, моментов и напряже
ний, действующих на детали нефтегазового оборудования .
Приложение Б Рекомендуемые формы журналов и карточек по учету дефектов, отказов, технического обслуживания и ре
монта нефтегазового оборудования
Приложение В Фрагмент вычисления корреляционных функций и
спектральных плотностей по значениям
виброскорости
Приложение Г Оценка технического состояния оборудования с
использованием диагностических критериев по коэффициенту Джини и по значениям амплитуд
спектров колебаний виброскорости.
Приложение Д Пример определения остаточного ресурса
Приложение Е Внедрение расчетов с использованием диагностических критериев в учебный процесс.
ВВЕДЕНИЕ
Цель 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
1 Анализ технического состояния динамически нагруженных узлов нефтегазового оборудования по результатам сбора промысловой информации о наработках и отказах.
2 Определение степени критичности отказов динамически нагруженных деталей и узлов нефтегазового оборудования.
3 Разработка диагностических критериев оценки технического состояния нефтегазового оборудования с применением вероятностностатистических методов.
4 Разработка научных рекомендаций по определению остаточного ресурса динамически нагруженного нефтегазового оборудования.
Научная новизна
1 Разработан новый классификатор дефектов динамически нагруженного нефтегазового оборудования по элементам в зависимости от оценки последствий отказов, от вероятности появления и обнаружения отказов.
2 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 оборудования, основанный на оценке коэффициента Джини и значений амплитуд спектра 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 АПК Башнефть БашнефтьУфанефть и БашнефтьЯнаул.
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 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
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 вероятностностатистических методов обработки промысловых материалов по отказам и вибродиагностическому контролю нефтегазового оборудования, используемого в филиалах ОАО АНК Башнефть БашнефтьУфанефть и Башнефть Янаул теория случайных функций, спектральнокорреляционный анализ, программы x, , Диамех.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены
на II научнотехническом семинаре Обеспечение промышленной безопасности производственных объектов топливноэнергетического комплекса республики Башкортостан Уфа,
научнопрактическом семинаре Опыт, проблемы и перспективы внедрения методов виброакустического контроля и диагностики машин и агрегатов, Октябрьский
III республиканском научнотехническом семинаре Обеспечение промышленной безопасности опасных производственных объектов топливноэнергетического комплекса республики Башкортостан Уфа,
всероссийской научнотехнической конференции, посвященной летию кафедры Нефтегазопромысловое оборудование Уфа, .
Публикации
Основные положения диссертации отражены в 5 научных статьях и 3 тезисах.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, основных выводов, библиографического списка 3 наименований, содержит 7 страниц машинописного текста, в том числе рисунков, таблиц и 6 приложений.
Актуальность