7000m钻机旋转系统可靠性研究
本文选题:旋转系统 + 可靠性 ; 参考:《中国石油大学(华东)》2015年硕士论文
【摘要】:随着社会高速发展,我们对油气的需求量越来越多,高产稳产是我们一直以来追求的目标。而钻井环境恶劣,深井超深井对钻机可靠性提出了更高的要求,旋转系统作为钻机八大系统之一,它的可靠运行是钻机正常工作的基础,本文针对7000m钻机旋转进行可靠性研究。本文首先运用FMECA分析方法对旋转系统的转盘、水龙头、顶驱的主要设备进行分析,得到旋转系统各子系统主要设备的失效模式、失效原因、危害程度以及预防措施。其次,在研究现有的旋转系统结构可靠度计算方法——验算点法的优缺点的基础上,提出结构可靠度的原始随机空间计算方法,并用蒙特卡罗模拟方法对两种方法进行对比验证,得出原始随机空间法的计算结果更接近于蒙特卡罗模拟的结果、较验算点法更准确;并且通过分析得到安全系数与可靠性之间的对应关系和液压系统可靠度的计算方法。专门运用MATLAB软件将各种可靠度计算方法程序化或者软件化,使可靠度计算更加方便快捷。然后,运用原始随机空间法和安全系数法对7000m钻机旋转系统危险度高的承载件进行可靠性分析,计算得到它们的失效概率和可靠指标;运用液压系统可靠性计算方法分析得到顶驱液压系统的可靠性表达式,分析其可靠性变化趋势。最后,以顶驱系统为例采用贝叶斯网络模型进行可靠性分析。建立顶驱系统贝叶斯网络模型,计算系统失效概率及事件后验概率,根据计算结果有针对性的提出预防措施和风险监控措施并用LabVIEW编制实时监控软件,在系统运作过程中监测风险,出现问题及时解决,进一步提高系统可靠性。
[Abstract]:With the rapid development of society, our demand for oil and gas is increasing, high and stable production is the goal we have been pursuing. As one of the eight drilling systems, the reliable operation of the rotary system is the basis of the drilling rig's normal operation. This paper studies the reliability of the 7000m drilling rig based on the bad drilling environment and the higher requirements for the reliability of the drilling rig in the deep and ultra-deep wells. The rotary system is one of the eight major systems of the drilling rig, and its reliable operation is the basis of the drilling rig's normal operation. In this paper, the FMECA analysis method is used to analyze the main equipment of rotary system, such as the rotating plate, the faucet and the top drive. The failure mode, failure reason, damage degree and preventive measures of the main equipment in each subsystem of the rotating system are obtained. Secondly, on the basis of studying the advantages and disadvantages of the existing structural reliability calculation method-checking point method, the original random space calculation method of structural reliability is proposed. Comparing the two methods with Monte Carlo simulation method, it is concluded that the results of the original random space method are closer to those of the Monte Carlo simulation method and more accurate than the verification point method. The corresponding relation between safety factor and reliability and the calculation method of hydraulic system reliability are obtained by analysis. MATLAB software is specially used to program or software various reliability calculation methods, which makes reliability calculation more convenient and fast. Then, the reliability analysis of the bearing parts with high risk degree in the rotary system of 7000m drilling rig is carried out by using the original random space method and the safety factor method, and their failure probability and reliability index are calculated. The reliability expression of top drive hydraulic system is obtained by using the reliability calculation method of hydraulic system, and its reliability change trend is analyzed. Finally, the Bayesian network model is used to analyze the reliability of top drive system. The Bayesian network model of top drive system is established to calculate system failure probability and event posteriori probability. According to the calculated results, preventive measures and risk monitoring measures are proposed and real-time monitoring software is compiled with LabVIEW. Monitor the risk during the system operation, solve the problems in time, and further improve the system reliability.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE922
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,本文编号:1923211
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