Организация и планирование то и р оборудования по наработке

Для большинства видов техники, в том числе для оборудования, используемого для бурения скважин, добычи нефти и газа, преимущественно применяется стратегия ТО и Р, основанная на обязательном планировании их сроков, объемов, подготовки и выполнения.

Система ТО и Р, использующая эту стратегию, получила название системы планово-предупредительного обслуживания и ремонта (ППР).

Операции системы ТО и Р обычно состоят из двух составных частей: контрольной и исполнительской. Планово-предупредительный характер системы ТО и Р определяет плановое и принудительное (через установленную наработку или промежуток времени) выполнение контрольной части операций и последующее выполнение по потребности исполнительской части. Часть операций ТО и Р (например, смазочные операции) выполняются в плановом порядке без предварительного контроля.

Основу планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта (система ППР) составляет плановый предупреждающий отказы ремонт (обслуживание) оборудования, осуществляемый регламентно через заранее назначенные промежутки времени t_i.

Исходя из этого положения система ППР состоит из периодически повторяющегося комплекса профилактических и ремонтных работ, условно обозначенных M₁, M₂, М₃ и М₄ (рис. 6.4, а), отличающихся объемом работ и периодичностью t₁, t₂, t₃ и t₄ (рис. 6.4, б). При каждом виде ремонта восстанавливается работоспособность только тех деталей, которые по расчету системы израсходовали свой ресурс, например, вследствие износа.

Таким образом, техническое обслуживание и ремонт машин, предусмотренные системой ППР, замедляют процесс снижения параметра технического состояния машины, поддерживая его на допустимом уровне. Интенсивность изнашивания деталей машины каждой группы характеризуется углом наклона (α₁, α₂, α₃, α₄) графика кинетики износа к оси абсцисс (рис. 6.4, в). На этом же графике показано снижение параметра технического состояния машины в зависимости от износа деталей каждой группы П₁, П₂, П₃, П₄.

Рис. 6.4. Схема периодичности ТО и Р машины и кинетика изменения параметра ее технического состояния при эксплуатации:

П_исх - исходное значение параметра технического состояния; П_пр - предельное значение параметра технического состояния

На рис. 6.4, г графически изображен процесс снижения параметра технического состояния машины в зависимости от износа деталей всех групп и восстановление этого параметра в связи с ремонтом деталей определенной группы.

Только ремонт М₄ возвращает машину в состояние, близкое к работоспособному состоянию новой машины, так как в этот срок выполняется ремонт всех изношенных деталей машины, т.е. ремонт суммарного объема М₄ + Мз + М₂ + М₁.

Очень важно построить систему ППР так, чтобы очередной по объему ремонт машины, например М₃, совпадал по времени с п ремонтом М₂ и п' ремонтом М₁, т.е. чтобы ремонт суммарного объема М₃ + М₂ + M₁ производился одновременно. Тогда к моменту ремонта М₃ детали, входящие в объем ремонта М₂ и M₁, в очередной раз полностью израсходуют свой ресурс, и настанет время их ремонта или замены. Кроме того, при таком расчете простой машины и трудоемкость ремонтных работ будут наименьшими - сборочно-разборочные работы будут выполняться одновременно для всех объемов работ; причем при большем по объему ремонте можно применить для всех работ более совершенную технологию. Чтобы выдержать это условие, ресурс (срок службы) деталей, входящих в объем каждого последующего ремонта (например, М₄), должен быть кратным ресурсу деталей всех предыдущих ремонтов. Это условие выдержать точно трудно. Поэтому принимаются меры к повышению ресурса (срока службы) этих деталей, чтобы подтянуть его к общему уровню, а если улучшение будет эффективным, перевести детали в следующую по ресурсу (сроку службы) группу.

Схема, сроки и объемы обслуживания и ремонта новой машины рассчитываются конструкторами при проектировании на основании статистических данных о надежности деталей и сборочных единиц аналогичных машин, а затем корректируются эксплуатационниками на основании опыта эксплуатации новой машины. После выполнения ремонта М₄ и сопутствующих ему ремонтов М₃, М₂ и M₁ параметр технического состояния машины восстанавливается до уровня, близкого к параметру технического состояния новой машины, и начинается новый цикл эксплуатации машины. Однако следующий цикл работы машины будет несколько короче цикла работы новой машины, так как ремонт в принципе допускает использование частично изношенных деталей, поэтому ресурс машины после ремонта будет несколько меньше ресурса новой машины.

Исходя из графика на рис. 6.4, г, значение параметра технического состояния машины в какой-либо момент эксплуатации может быть определено по формуле

где n₁, n₂, ..., n_i - число целых интервалов времени t₁, t₂, ..., t_i за общее время t_x.

Основными показателями системы ППР являются ремонтный цикл Т_ц, межремонтный период Т_п и структура ремонтного цикла.

Ремонтный цикл - наименьший повторяющийся интервал времени или наработка оборудования, в течение которого выполняются в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической или эксплуатационной документации все установленные виды ремонта.

Межремонтный период - время работы оборудования между двумя очередными плановыми ремонтами.

Структура ремонтного цикла - это число, периодичность и последовательность проведения ТО и текущих ремонтов за ремонтный цикл. Она служит одним из важнейших элементов системы планово-предупредительного ТО и ремонта машин. От нее зависят эффективность применения системы ППР, длительность простоев машин при техническом обслуживании и ремонте, а также потребность в рабочей силе и материалах. Применение оптимальной структуры ремонтного цикла (экономически и технически обоснованной) позволяет поддерживать высокое техническое состояние машин при наименьших затратах на их содержание; лучше использовать площади, оборудование и передвижные средства для выполнения работ по ТО и Р машин; создавать реальные предпосылки для совершенствования технологических процессов производства.

Оптимальную структуру ремонтного цикла выбирают с использованием различных критериев: закономерностей изменения и предельно допустимых значений параметров технического состояния машин, их сборочных единиц и деталей (рис. 6.5), максимальной производительности машин, допустимого уровня вероятности безотказной работы, минимальных удельных суммарных затрат на ТО и ремонт.

Рис. 6.5. Графики изменения параметров П технического состояния машины или ее сборочных единиц от наработки t:

П¹_п и П²_п - предельные значения параметров технического состояния; t¹ и t² -наработки, соответствующие предельному значению параметров; 1, 2, 3, 4 и 5 -закономерности изменения параметров технического состояния

В системе ППР каждый из комплексов технических мероприятий, выполняемых в течение ремонтного цикла, именуют одним из видов периодических ТО или ремонтов, которые в сумме составляют структуру ремонтного цикла. При этом независимо от структуры цикла выполнение разных видов периодического технического обслуживания и ремонтов устанавливают так, чтобы каждый последующий включал работы предыдущих видов.

Периодичность ТО и Р устанавливается в часах наработки оборудования, которые определяются по показаниям счетчиков моточасов (мото-ч), а при их отсутствии или неисправности по данным учета сменного времени, скорректированного с помощью коэффициента внутрисменного использования.

В отдельных случаях, когда учет отработанного оборудованием времени не налажен, продолжительность ремонтных циклов определяется по календарному времени эксплуатации оборудования с учетом плановых коэффициентов его использования по машинному и по календарному времени.

Коэффициент использования оборудования по машинному времени К_м определяется отношением машинного времени Т_м к времени нахождения оборудования в работе Т_р:

Время нахождения оборудования в работе складывается из машинного времени Т_м и времени на плановое техническое обслуживание и ремонт Т_рем.

Длительность ремонтных циклов планируется в машино-часах. В план-графике плановых ремонтов (ПР) для облегчения планирования ремонтов продолжительность ремонтных циклов планируется в календарном времени.

Коэффициент использования оборудования по календарному времени К_к применяется для перевода машинного времени ремонтных циклов Т_м в календарное время Т_к. Он определяется как отношение суммарного времени нахождения оборудования в работе Т_р к общему календарному времени Т_к:

С учетом фактического использования оборудования по машинному времени длительность ремонтного цикла в календарном времени Т_к (в мес) определяется по формуле

где Т_м - длительность ремонтного цикла, маш-ч; К_м - коэффициент использования оборудования по машинному времени; К_к -коэффициент использования оборудования по календарному времени; 720 (480, 240) - переводное число календарного времени (мес) в часы при работе соответственно в три (две, одну) смены.

При подсчете коэффициента использования оборудования по календарному времени предприятиям предоставляется право корректировать Т_рем, Т_пр по местным условиям по согласованию с главным механиком нефтегазодобывающего общества или его филиала.

Предприятиям, в зависимости от условий работы, достигнутого уровня организации работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования, качества выполняемых работ, допускается на основе действующего стандарта уточнять длительность и структуру ремонтных циклов по согласованию с главным механиком нефтегазодобывающего общества или его филиала.

Структура ремонтного цикла бурового оборудования схематически изображена на рис. 6.6.

Категории сложности ремонта используются для оценки объема и сложности ремонтных работ различного оборудования. Очевидно, что трудоемкость ремонтных работ определяется видом ремонта и сложностью оборудования.

Для оценки ремонтных особенностей оборудования в качестве эквивалента принят условный вид оборудования, трудоемкость ремонта которого составляет 10 чел.-ч. Эта трудоемкость принята за единицу сложности ремонта.

Преимущества системы ППР:

1. ремонт оборудования выполняется через планируемые промежутки времени, называемые межремонтными периодами;

2. после планового капитального ремонта характеристика оборудования приближается к паспортным данным нового оборудования;

в течение ремонтного цикла оборудование в строгой очередности проходит все плановые ремонты, предусмотренные системой;

3. кроме плановых ремонтов выполняется техническое обслуживание оборудования;

4. чередование, периодичность и объем технического обслуживания и ремонтов определяются назначением, конструкцией и условиями эксплуатации оборудования;

5. техническое обслуживание, строго регламентируемое по времени и объему, выполняется по перечню обязательных операций, а ремонт планируется по времени и объему и выполняется в установленные планом сроки в объеме, который зависит от фактического состояния машины.

Рис. 6.6. Структура ремонтного цикла:

а - бурового насоса; б - буровой лебедки

Система ППР является хорошим организующим началом для планирования работы ремонтных и обслуживающих предприятий, планирования производства запасных частей и создания их резервов в минимально необходимом количестве, а также для сведения к минимуму простоя оборудования в ожидании ремонта и при ремонте.

Однако, как показывает опыт эксплуатации, планово-предупредительная система (ППР), регламентирующая заранее установленные сроки и объемы ремонта, имеет ряд существенных недостатков, главные из которых:

1. недоиспользование ресурса деталей, что приводит к завышению общего количества, а следовательно, и суммарной трудоемкости ремонтных работ;

2. эксплуатация оборудования с заниженными характеристиками;

3. сложность поддержания требуемых значений показателей надежности, что может привести к невыполнению требований промышленной безопасности и сокращению объемов производства;

4. действующие нормативные документы системы ППР недостаточно учитывают влияние условий эксплуатации на техническое состояние оборудования.

5. слабая ориентация на техническое обслуживание оборудования, в том числе, и на его важную составляющую часть - диагностику; например, в соответствии с системой ППР, нормы затрат труда на техническое обслуживание технологического оборудования, в среднем, не превышают 25—30 % всех трудовых затрат.