- •Вопрос 1. Цели и задачи теории надежности.
- •Вопрос 2. Особенности эксплуатации нефтепромыслового оборудования.
- •Вопрос 3. Задачи повышения надежности нефтепромыслового и бурового оборудования:
- •Вопрос 4. Термины и определения теории надежности: объекты, состояния и события.
- •1. Объекты.
- •2. Состояния и события.
- •Вопрос 5. Термины и определения теории надежности: определение отказа, классификация отказов.
- •Вопрос 6. Термины и определения, применяемые в теории надежности: свойства объектов.
- •Вопрос 7. Случайные величины и способы их описания.
- •Вопрос 8. Основные характеристики, применяемые для описания случайных величин
- •I. Непрерывные случайные величины:
- •II. Дискретные случайные величины
- •Вопрос 9. Показатели, применяемые для оценки безотказности изделий.
- •Вопрос 10. Показатели, применяемые для оценки долговечности изделий.
- •Вопрос 11. Показатели, применяемые для оценки ремонтопригодности и сохраняемости изделий.
- •Вопрос 12. Комплексные показатели надежности изделия.
- •Вопрос 13. Классификация машин по надежности.
- •Вопрос 14. Законы распределения случайных величин, применяемые в теории надежности.
- •Вопрос 15. Нормальный закон распределения.
- •Вопрос 16. Закон распределения Вейбулла.
- •Вопрос 17. Экспоненциальный (показательный) закон распределения.
- •Вопрос 18. Обработка статистической информации для оценки показателей надежности.
- •Вопрос 19. Построение и группировка вариационного ряда.
- •Вопрос 20. Анализ резко выделяющихся значений
- •Вопрос 21. Построение графиков статистических функций распределения показателей надежности. Выбор закона распределения.
- •Вопрос 22. Критерии согласия. Проверка гипотезы о соответствии эмпирических и теоретических законов распределений
- •Вопрос 23. Определение доверительных границ показателей надежности
- •Вопрос 24. Основные задачи прогнозирования надежности машин.
- •Вопрос 25. Этапы прогнозирования надежности машин.
- •Вопрос 26. Прогнозирование надежности машин при помощи структурных схем.
- •Вопрос 27. Резервирование как метод повышения надежности машин.
- •Вопрос 28. Цели и виды испытаний на надежность.
- •3. По месту и способу проведения, испытания делятся на:
- •Вопрос 29. Объекты испытания на надежность.
- •Вопрос 30. Характеристики, оцениваемые при испытании на надежность.
- •Вопрос 31. Причины отказа изделия раньше установленного ресурса.
- •Вопрос 32. Периоды эксплуатации машин.
- •Вопрос 33. Методы повышения надежности нефтепромыслового оборудования
- •1. Повышение сопротивляемости машин внешним воздействиям:
- •2. Изоляция машин от вредных воздействий.
- •4. Применение автоматики для повышения надежности машин.
- •Вопрос 34. Направления дальнейших исследований в области надежности машин
Основы надежности и технические измерения
Вопрос 1. Цели и задачи теории надежности.
Современное развитие техники характеризуется разработкой и эксплуатацией изделий, представляющих собой сложные технические системы и комплексы. Важным свойством таких систем является надёжность.
Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Теория надёжности – это наука о методах обеспечения и сохранения надёжности при проектировании, изготовлении и эксплуатации изделий.
При проектировании и расчете машины закладывается ее надежность. Она зависит от конструкции машины и ее узлов, применяемых материалов, методов защиты от различных вредных воздействий, системы смазки, приспособленности к ремонту и обслуживанию и других конструктивных особенностей.
При изготовлении (производстве) машины обеспечивается ее надежность. Она зависит от качества изготовленных деталей, методов контроля выпускаемой продукции, возможностей управления ходом технологического процесса, от качества сборки машины и ее узлов, методов испытания готовой продукции, и других показателей технологического процесса.
При эксплуатации машины реализуется ее надежность. Показатели безотказности и долговечности проявляются только в процессе использования машины и зависят от методов и условий эксплуатации машины, принятой системы ее ремонта, методов технического обслуживания, режимов работы и других эксплуатационных факторов.
Развитие наука о надежности происходило по следующим основным направлениям.
Первое направление, которое возникло в радиоэлектронике, связано с развитием математических методов оценки надежности, особенно применительно к сложным системам, со статистической обработкой эксплуатационной информации, с разработкой структур сложных систем, обеспечивающих высокий уровень надежности. (50-е годы)
Второе направление, которое возникло в машиностроении, связано с изучением физики отказов (износа, усталостной прочности, коррозии), с разработкой методов расчета на прочность, износ, теплостойкость и др., с применением технологических приемов, обеспечивающих необходимую надежность машины. (60-е годы)
Третье направление: процесс взаимного слияния этих двух направлений, перенесение рациональных идей из одной области в другую и формирование на этой основе единой науки о надежности изделий (с 70-х годов).
Вопрос 2. Особенности эксплуатации нефтепромыслового оборудования.
В процессе эксплуатации в деталях оборудования возникают различного рода напряжения под действием статической, динамической и знакопеременной нагрузок. Многие детали находятся под воздействием абразивных и агрессивных сред, а также значительных постоянных или циклически изменяющихся температур.
Условия эксплуатации оборудования специфичны и тяжелы — это стесненность рабочего пространства, пыльная, в некоторых случаях влажная и коррозионно-агрессивная среда, периодическое перемещение установок и оборудования, многократный монтаж и демонтаж оборудования, необходимость соблюдения особых требований техники безопасности и др. Климат влияет на тепловой режим агрегатов и оборудования, коррозионную активность окружающей среды, трудоемкость и качество, технического обслуживания и ремонта.
При эксплуатации в условиях низких температур возникает опасность разрушения металлоконструкций и деталей механизмов, вызванная повышением хрупкости материалов, выхода из строя устройств для осушения сжатого воздуха и удаления жидкого конденсата, систем управления. В результате преждевременного разрушения или изменения свойств материалов уплотнений, шлангов нарушается работа систем смазки, что вызывает интенсивный износ деталей и механизмов.
При эксплуатации в условиях высоких температур воздуха возможно преждевременное разрушение деталей, изготовляемых из резины и полимерных материалов. Может также возрастать износ трущихся поверхностей деталей в связи с повышением "запыленности" воздуха.
Спуск и подъем НКТ и насосных штанг составляют основную работу подъемного механизма установок. При этом нагрузки на крюке и продолжительность их действия изменяются. Нагрузка на крюке при наибольшем весе колонны, допустимом из условия обеспечения нормальной длительности работы номинальную грузоподъемность. А с учетом несистематических и случайных нагрузок, воспринимаемых установкой при подъеме и спуске колонн и ликвидации аварий, определяется другой важный параметр установки — максимальная грузоподъемность.
Многие детали скважинного оборудования и фонтанной арматуры изнашиваются под воздействием добываемой продукции скважины.
В процессе добычи кислородсодержащие компоненты нефтей интенсивно адсорбируются на металлических поверхностях деталей оборудования с образованием граничных слоев. В результате износ металлов в нефтяных и водонефтяных средах существенно зависит от их состава, в том числе от солей в пластовых водах. А в процессе эксплуатации скважин, пробуренных на пласты, сложенные песками или слабосцементированными песчаниками, при определенных скоростях движения нефти и газа износ деталей усугубляется абразивным воздействием песка, находящегося в продукции скважин.
Требования, предъявляемые к нефтепромысловому и буровому оборудованию:
1. Высокий уровень общей функциональной надежности (безотказности) изделий в различных неблагоприятных условиях эксплуатации.
-
Устойчивость параметров технической характеристики во времени и сохранение работоспособности в течение технологически замкнутого цикла эксплуатации.
-
Высокий уровень ремонтопригодности оборудования.
-
Ограниченные минимально необходимым числом типоразмеров конструктивно-нормализованные ряды изделий.
-
Высокий уровень унификации и взаимозаменяемости и в первую очередь для наиболее уязвимых (быстроизнашивающихся) деталей и узлов.