книги / Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов. Силовые приводы машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов

осуществляется с единого пульта 10 с контрольно-измерительными приборами 12, расположенными на платформе машины [6, 9].

7. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1. Эксплуатация и надежность бурового оборудования

Строительство скважины на нефть и газ можно разделить на два этапа. Первый – подготовка площадки, установка и монтаж оборудования, его крепление, испытание и пуск в эксплуатацию. Второй – обеспечение бесперебойной работы оборудования, зависящее от умелой его эксплуатации, и своевременное выполнение всех видов технического обслуживания и восстановительных работ.

Под эксплуатацией буровых установок следует понимать использование в соответствующих последовательности и сочетании комплекса агрегатов, машин и механизмов для выполнения технологических операций, связанных с проводкой скважины. Эффективная работа установки зависит от совершенства и надежности ее конструкции.

Показатели надежности объекта закладываются в процессе его конструирования, обеспечиваются при изготовлении и реализуются в период эксплуатации. Высокие характеристики надежности бурового оборудования сами по себе не гарантируют эффективности его работы без соответствующей стратегии и качества технического обслуживания. Под системой технического обслуживания и ремонта понимается совокупность взаимосвязанных оборудования, инструмента и технической документации на обслуживание и ремонт.

В качестве основной характеристики готовности бурового оборудования используется коэффициент готовности Kг, под которым понимается вероятность того, что объект будет работать в произвольно выбранный момент времени в промежутках между восстановлением его работоспособности:

где Т – наработка на отказ; Тв – среднее время восстановления работоспособности объекта.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Отказы подразделяются следующим образом:

–полный: нарушение работоспособного состояния объекта в целом, требующее остановки и его восстановления;

–независимый: отказ, не обусловленный отказом другого объекта;

–зависимый: отказ объекта, обусловленный отказом другого объекта;

–внезапный: отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких заданных параметров объекта, момент наступления этого отказа не может быть определен при осмотре или ревизии;

–постепенный: отказ, характеризующийся постепенным изменением значений одного или нескольких параметров; момент наступления отказа может быть определен при осмотре или ревизии.

Причины отказов – износ, поломки или неисправности в результате проявления дефекта.

Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Дефекты классифицируются на явные и скрытые, критические, значительные и малозначительные, устранимые и неустранимые. Первопричинами преждевременных, независимых отказов элементов машины являются их исходные – конструктивные, производственные или эксплуатационные – дефекты. Дефект может

141

проявиться как неисправность, которая приведет к отказу. Дефект может не проявиться и не привести к отказу.

Неисправность – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.

Другой характеристикой бурового оборудования, служащей для оценки его использования, служит коэффициент технического использования Kт, под которым понимается отношение суммарной наработки tсум в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме этой наработки и времени всех простоев, вызванных техническим обслуживанием tто и ремонтами tр за тот же период:

Эффективность использования бурового оборудования определяется техническим состоянием, под которым понимается совокупность фактических его параметров и эксплуатационных свойств, определяющих степень пригодности оборудования для выполнения задачи – бурения скважины.

Впроцессе эксплуатации исходные свойства агрегатов и машин буровой установки непрерывно изменяются. В этих условиях система организации эксплуатации

итехнических мероприятий должна обеспечивать поддержание требуемого уровня технического состояния всего оборудования.

Всостав технических мероприятий, от которых зависит поддержание требуемого уровня, входит технически правильное его использование на всех фазах эксплуатации: при транспортировке с одной точки бурения на другую, при монтаже, испытании перед пуском, при бурении и ликвидации осложнений, спуске обсадных колонн и демонтаже по окончании бурения скважины, при консервации в ожидании бурения.

Требуемый уровень технического состояния бурового оборудования в процессе эксплуатации может быть обеспечен путем проведения комплекса организационнотехнических мероприятий по его обслуживанию и восстановлению работоспособности,

вчисло которых входит следующее:

–подготовка оборудования к опробованию и испытанию;

–опробование и испытание;

–эксплуатация и техническое обслуживание;

–подготовка к спуску обсадных колонн и техническое обслуживание при спуске;

–демонтаж оборудования и погрузка для транспортировки [6, 12].

7.2. Поддержание работоспособности и готовности бурового оборудования

Для сохранения работоспособности и поддержания готовности оборудования применяют различные системы технического обслуживания (ТО).

Основное в системе технического обслуживания и ремонта – установление необходимого состава работ и структуры обслуживания для различного оборудования буровой установки с тем, чтобы обеспечить готовность и безотказность его функционирования в процессе эксплуатации.

Строительство скважины состоит из отдельных операций, в выполнении которых участвуют различные агрегаты и машины установки. Естественно, что состав работ и вид технического обслуживания для каждой из них будет различен.

Специфика режима работы буровой установки заключается в том, что бурение скважины ведется круглые сутки непрерывно двумя или тремя бригадами посменно без выходных с начала ее строительства и до сдачи в эксплуатацию. Процесс углубления скважины осуществляется циклически, периоды бурения и углубления чередуются с периодическими технологическими остановками для наращивания бурильной колонны, промывки скважины, спуско-подъемных операций с целью смены изношенного породоразрушающего инструмента, спуска обсадных колонн, их цементирования,

142

ликвидации аварий и др. Эта специфика работы установки должна быть учтена при планировании восстановительных работ и технического обслуживания.

Правильно организованные техническое обслуживание и восстановительные работы оборудования в процессе проводки скважины значительно сокращают его отказы и простои бурения, вызванные восстановительными работами.

Межремонтным периодом называется период пребывания оборудования между двумя ремонтами, а периодом восстановления – время, затраченное на восстановление рабочего состояния оборудования. Период, в течение которого выполняются эти работы, называют ремонтным циклом. Его обычно связывают с процессом проводки скважины таким образом, чтобы не останавливать бурение для проведения трудоемких ремонтов, а использовать технологические остановки, функционирование отдельных видов оборудования.

Виды технического обслуживания в процессе проводки скважины следующие:

1.Ежедневное техническое обслуживание (ЕО) состоит из следующих операций: очистки и мойки оборудования от наружной грязи; проверки состояния и устранения неисправностей смазочных устройств; осмотра и подтяжки ослабленных болтовых соединений; проверки действия контрольных приборов, пусковых и тормозных устройств; осмотра щитов и ограждений; проверки утечек воды и смазки, состояния и натяжения клиновых ремней, цепей передач и тросов; смазки оборудования в соответствии с заводской картой.

2.Периодическое техническое обслуживание (ПО) состоит из следующих операций: проведения ежедневного технического обслуживания, проверки и проведения регулировки отдельных агрегатов и сборок, смены быстроизнашивающихся элементов тормозных колодок, сальников вертлюга, штоков насоса, клапанов, перепуска талевого каната, проверки герметичности воздушной системы и действия пневматических муфт; очистки фильтров, смазки и смены масел в соответствии с картой.

Существуют различные стратегии проведения периодического технического обслуживания и ведения восстановительных работ:

– предупредительное ведение восстановительных работ, которое начинается в момент, когда система работоспособна и работы направлены на предупреждение возможных отказов;

– аварийное ведение восстановительных работ, которое начинается после того, как система вышла из строя – отказала, а ремонтные работы направлены на восстановление утраченной работоспособности;

– планово-предупредительное обслуживание (ППО) – комплекс мероприятий по обслуживанию и ремонту оборудования, выполняемых по заранее составленному плану, при котором начало проведения восстановительных работ известно и к ним заранее можно подготовиться, не тратя время на организацию ремонта; эти работы можно приурочивать к технологическим остановкам оборудования и проводить в дневное время.

В системе ППО в течение ремонтного цикла оборудование в строгой последовательности проходит все виды плановых ремонтов и технического обслуживания. Считается, что ППО применимо только для машин со стабильной величиной периодов безотказной работы, а буровая установка – это комплекс разнообразных машин, подвергающихся действию случайных нагрузок, с нестабильными периодами безотказной работы многих видов оборудования. Кроме того, в системе ППО предусматривается замена изнашивающихся элементов независимо от их технического состояния, что приводит к недоиспользованию их технических возможностей и увеличению материальных затрат.

Поэтапное техническое обслуживание – при этом виде обслуживания проведение работ по поддержанию и восстановлению работоспособности буровой установки осуществляется по этапам, по мере отработки каждым агрегатом или механизмом

143

определенного ресурса с учетом фактического состояния, устанавливаемого регулярным визуальным или приборным диагностированием.

При этом виде технического обслуживания широко используется замена отдельных изношенных и требующих большого объема восстановительных работ агрегатов и механизмов новыми или отремонтированными на ремонтных базах, например ДВС, роторы, вертлюги и др.

Выбирать стратегию обслуживания и применять ту или иную систему – аварийную, планово-предупредительную или поэтапную – следует в зависимости от типа и конструкции буровой установки, условий бурения и глубины скважины. Для каждых условий должны быть разработаны дифференциальные критерии оценки технического ресурса оборудования и его эффективности. Система технического обслуживания бурового оборудования должна обеспечивать получение требуемых показателей надежности и срока службы при минимальных затратах.

В процессе эксплуатации необходимо систематически наблюдать за состоянием оборудования и вести учет наработки на отказ, анализировать причины и характер отказов, их интенсивность и сроки службы всех видов оборудования [6].

7.3. Состав и порядок проведения работ по поддержанию технического состояния оборудования

Перед началом монтажа и перед опробованием и пуском все агрегаты и механизмы буровой установки распаковывают, очищают от грязи, расконсервируют и заправляют свежим маслом. Все эти работы проводятся в строгом соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей.

Некоторые агрегаты и механизмы, такие как кронблок, талевый блок, вертлюг, крюкоблок, ротор, расконсервации могут не требовать, если завод в качестве консервационной смазки применяет консистентную смазку. Однако в этом случае через 6–12 ч работы надо сменить масло или добавить свежую консистентную смазку во все подшипники и элементы.

После расконсервации и монтажа проверяют правильность подсоединения электрических кабелей и герметичность воздушных коммуникаций.

После этого опробуют и запускают компрессоры и закачивают воздух до требуемого давления в воздухосборник. Опробование компрессоров проводится в течение 10–25 мин работы на холостом ходу. В этот период регулируется предохранительный клапан и устраняются пропуски воздуха.

Перед опробованием агрегатов и механизмов на холостом ходу проверяют следующее:

–правильность монтажа воздушных магистралей, подсоединения воздушных вертлюжков, кранов управления пневматическими муфтами и опробуют включение и выключение пневматических муфт всех агрегатов;

–безотказность срабатывания всех блокирующих устройств, предусмотренных схемами, а также блокировку пневматических муфт включения «быстрых» и «тихих» скоростей лебедки;

–запуск силовых агрегатов, их работу на холостом ходу и управление ими с поста бурильщика;

–наличие смазки во всех агрегатах и емкостях, работоспособность систем смазки;

–наличие воды в системах охлаждения дизелей, редукторов, гидротормоза и правильность ее циркуляции;

–правильность монтажа электрооборудования и соответствие направления вращения электродвигателей.

После этого приступают к опробованию привода. Агрегаты привода с ДВС прокручивают каждый в отдельности в течение 1 ч. Убедившись в их нормальной работе раздельно, можно начинать опробование при совместной работе. Для этого

144

регулируют подачу топлива так, чтобы все двигатели в отдельности работали с одной и той же частотой, после чего блокируют регуляторы подачи топлива.

В процессе опробования агрегатов с групповым электроприводом сначала прокручивают каждый электродвигатель, а затем все вместе. Убедившись, что силовые агрегаты работают нормально, можно приступить к опробованию с суммирующими трансмиссиями. Если привод работает нормально, то опробуют буровую лебедку без каната. При этом проверяют правильность работы и включения пневматических муфт, легкость переключения передач, включение вспомогательного тормоза, регулятора подачи долота, срабатывание всех блокировок. Все замеченные недостатки и неисправности должны быть устранены. После этого испытывают вращение ротора на всех частотах вращения на холостом ходу.

Буровые насосы прокручивают на холостом ходу, но с буровым раствором, при этом все запорные вентили должны быть открыты, а буровой раствор сбрасывается в резервуары. Клиновые ремни привода насосов должны работать с одинаковым натяжением. Трансмиссии и агрегаты должны работать с равномерным несильным шумом без ударов и заедания. Замеченные ненормальности необходимо устранить [12].

После испытаний на холостом ходу всех агрегатов проводят оснастку талевой системы с крюком, затем несколько раз поднимают и спускают талевый блок без нагрузки на крюке и проверяют работу конечного выключателя. Комплекс механизмов АСП, ключи АКБ-ЗМ и пневматический клиновой захват опробуют под нагрузкой в соответствии с инструкцией завода-поставщика.

Если новая буровая установка проработает 72 ч без отказов, то она считается сданной в эксплуатацию, о чем делаются соответствующие записи в журнале и ее паспорте. При повторных монтажах установки на новой точке бурения все работы проводят в меньшем объеме [6, 9, 10].

7.4. Определение технического состояния и неисправностей бурового оборудования

Цель визуального обследования и диагностики оборудования буровой установки – определить изменение эксплуатационных характеристик и состояние функционирования, обнаружить дефекты и неисправности оборудования. Под технической диагностикой понимается процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью при использовании различных средств диагностики. Последняя позволяет с достаточной точностью и достоверностью выявить без демонтажа или разборки состояние агрегатов или машин, проверить эксплуатационные характеристики, установить потребность в техническом обслуживании. Диагностика дает возможность прогнозировать оставшийся ресурс до отказа, содействует продлению сроков службы оборудования, сокращает излишние затраты и объем восстановительных работ при техническом обслуживании и предупреждает аварии с оборудованием.

При диагностике используются различные методы определения состояния

–изменение геометрических размеров деталей вследствие износа (например, тормозных шкивов и колодок ленточных тормозов буровых лебедок, внутреннего диаметра и профиля желоба шкивов талевой системы, диаметра талевого каната, штока бурового насоса, замков бурильных труб и др.);

–величины люфтов и зазоров (например, в подшипниках турбобуров, опорах долот, в сочленениях тяг управления и др.);

–стрела провисания ведомой струны цепной или клиноременной трансмиссии;

–снижение числа оборотов в 2–3 раза при креплении; о степени износа тормозной системы буровой лебедки можно судить по углу перемещения тормозного рычага и т.д.

145

Методы технической диагностики бурового и нефтепромыслового оборудования принято разделять на органолептические и приборные.

Органолептические методы диагностики в основном осуществляются с помощью органов чувств человека: определение состояния машины или механизма по звуку, световым явлениям (оптическим), вибрации, тепловым излучениям и запаху, что, по существу, является диагностическими сигналами, косвенно представляющими собой действительное состояние объекта.

Приборная диагностика осуществляется при помощи инструментов и приборов, характеризующих количественное изменение параметров, размеров, мощности, частоты вращения, температуры, давления, расхода жидкости или газа, топлива, смазки или бурового раствора, частоты и амплитуды звука, размеров колебания и биения, концентрации продуктов износа в смазке.

Входе систематического наблюдения за состоянием агрегатов и машин при их функционировании обслуживающий персонал, используя органолептические методы контроля, должен уметь выявить качественные отклонения технического состояния машины и решить вопрос об использовании технических средств и приборов для контроля состояния оборудования, после чего установить необходимость технического обслуживания или восстановительных работ.

Вкачестве технических средств для диагностики и определения количественных параметров применяют следующее:

–концевой измерительный инструмент: линейки, штангенциркули, микрометры, нутромеры, щупы, калибры-пробки и калибры-скобы для измерения линейных размеров;

–электронную или механическую аппаратуру: вольтметры, амперметры, ваттметры, тахометры, секундомеры, торсиографы, динамометры для измерения электрических и механических параметров;

–пьезоэлектрические, тензометрические и механические манометры, термометры, виброметры и вибрографы, биметаллические пластины, цветоменяющиеся краски, светоскопы для измерения давления, температуры, вибраций и биения и других параметров.

Основные требования к средствам диагностики и контроля параметров – обеспечение достаточной точности замеров, удобство и простота использования и надежность работы в полевых условиях, практически на открытом воздухе, при минимальных затратах времени.

Вреальных условиях эксплуатации буровых установок происходят следующие

отказы:

–усталостные разрушения (например, число обрывов проволок в пряди талевого каната), разрушения пластин роликовтулочных цепей, усталостные трещины в бурильных трубах и замках, ствола крюка и др.;

–утечки жидкости вследствие негерметичности уплотняющих устройств (например, напорных сальников вертлюгов, штоков и поршней буровых насосов, сальников гидротормоза, торцов буровых замков и др.);

–биение и вибрации валов лебедки, карданных передач, ведомых струн клиновых ремней и цепных передач.

Критериями состояния для ДВС может быть мощность, частота вращения, КПД, удельный расход топлива и смазки, цвет выхлопных газов [6].

7.5.Организация технического обслуживания оборудования установок

Под организацией технического обслуживания понимают совокупность работ по обслуживанию и ремонту бурового оборудования, обеспечивающих оптимальные затраты труда, средств и материалов. Любая технологическая операция включает объект обслуживания, средства выполнения (оборудование и ремонтный инструмент),

146

материалы и исполнителей работ. Организацию обслуживания и ремонта осуществляет служба механика, а выполнение работ по техническому обслуживанию проводит в процессе проводки скважины персонал буровой бригады и дежурный персонал служб механика и энергетика. Результаты технического обслуживания и восстановительных работ заносятся в журнал или паспорт оборудования.

Один из методов повышения эффективности технического обслуживания и снижения затрат на него – разработка и применение типовой технологии технического обслуживания и ремонта. Выполняя организационную подготовку технического обслуживания, необходимо установить пути наиболее эффективного выполнения предусмотренных операций.

Материальное обеспечение ТО оборудования сводится к своевременному и полному обеспечению запасными частями, комплектующими изделиями и материалами. Это одно из наиболее важных звеньев ТО.

Буровые установки работают в большинстве случаев вдали от заводов – изготовителей оборудования и запасных частей, а отсутствие этих элементов может привести к длительным остановкам бурения. Например, отсутствие запасных клапанов, поршней или цилиндровых втулок буровых насосов или сальников вертлюга может не только привести к простою, но и вызвать осложнения в стволе скважины и аварии. Ввиду этого, естественно, на буровой должен быть достаточный запас быстроизнашивающихся элементов, но надо иметь в виду, что сверхнормативный запас ведет к непроизводительным материальным затратам. Таким образом, на буровых предприятиях должен быть организован постоянный анализ опыта эксплуатации и технического обслуживания оборудования с тем, чтобы исключить излишние запасы, но в то же время обеспечить бесперебойное ведение работ.

Для обеспечения ТО на буровой необходимы универсальный и специальный инструмент и приспособления.

Универсальный слесарный инструмент: гаечные ключи, пассатижи, отвертки, зубила, секачи, молотки, кувалды, напильники, ножовки, трубные ключи, цепные ключи, тиски, лом и др. Необходимо иметь также универсальные съемники для подшипников, звездочек, стяжки для многорядных втулочно-роликовых цепей, гидравлический домкрат большой грузоподъемности.

Специальный инструмент и приспособления: съемники седел клапанов буровых насосов и поршней, приспособление для центровки шинно-пневматических муфт, шаблоны для контроля прямых и радиусных участков тормозных лент лебедки, приспособление для резки талевых канатов, захват для установки цилиндровых втулок насоса, приспособления для съема пальца ползуна и для сборки эксцентриковых валов насосов и др.

Все инструменты и приспособления необходимо поддерживать в исправном состоянии, хранить в определенном порядке в легкодоступном месте на буровой. После использования инструмент и приспособления следует очистить от грязи, смазать и уложить на свое место, чтобы не терять времени на его поиски в случае надобности [6].

8. НАДЕЖНОСТЬ БУРОВЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

Одним из важных свойств, характеризующих качество и технический уровень буровых машин и оборудования, является их надежность. Согласно принятой терминологии надежностью называют свойство технического 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. Теоретические основы надежности, принятые термины и определения распространяются на все технические объекты и могут быть использованы в каждом

147

конкретном случае на этапах разработки требований, проектирования, производства, применения, ремонта, исследований и испытаний на надежность.

На основе теории надежности устанавливаются закономерности возникновения отказов и восстановления работоспособности, прогнозируются возможные отказы, выявляются способы повышения надежности при конструировании, изготовлении и эксплуатации различных объектов, а также разрабатываются методы сбора, учета и анализа статистических данных, необходимых для расчета показателей надежности. Уровень надежности закладывается при проектировании, обеспечивается в процессе изготовления и поддерживается в эксплуатации.

Основное направление исследований надежности буровых машин и оборудования

– изучение наиболее важных ее аспектов на основе общей теории надежности, практических достижений в смежных областях техники и накопленных статистических данных. В результате этих исследований получены некоторые частные выводы и рекомендации.

Расширение работ в области надежности буровых машин и оборудования имеет первостепенное значение для дальнейшего роста эффективности бурения нефтяных и газовых скважин и сокращения капитальных затрат на создание промысловых ремонтных служб и заводов, занятых изготовлением сменного бурового оборудования, запасных узлов и деталей [1].

8.1. Термины и определения основных понятий

Термины и определения основных понятий в области надежности, принятые в науке, технике и производстве, установлены ГОСТ 27.002–83 и обязательны для применения в документации всех видов, в том числе в учебной литературе. Рассматриваемые термины и определения отнесены к техническому объекту, в качестве которого может быть буровая установка в целом, а также отдельные ее агрегаты, узлы и детали.

При изучении свойств и показателей надежности пользуются понятиями, характеризующими техническое состояние объекта и событие. Различают следующие состояния: исправное (исправность), неисправное (неисправность), работоспособное (работоспособность), неработоспособное (неработоспособность) и предельное.

В исправном состоянии объект соответствует всем требованиям нормативнотехнической и конструкторской документации, в неисправном – не соответствует хотя бы одному из этих требований.

Работоспособность – это состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Работоспособность объекта характеризуют совокупностью определенных признаков, главным образом нахождением значений заданных параметров объекта в пределах допусков, установленных для этих параметров. Кроме того, работоспособность объекта характеризуют рядом качественных признаков его нормальной работы. В неработоспособном состоянии значение хотя бы одного из параметров не соответствует указанным требованиям.

Понятие «исправность» шире понятия «работоспособность»: исправный объект удовлетворяет всем требованиям, а работоспособность лишь тем, которые обеспечивают нормальное функционирование объекта. Работоспособный объект может быть неисправным, например не удовлетворять эстетическим требованиям, если

применение по назначению недопустимо или нецелесообразно. Предельные состояния возникают в случаях: неустранимого нарушения требований безопасности (число оборванных проволок на шаге свивки талевого каната достигает норм браковки);

148

неустранимого превышения заданных параметров (износ канавки канатных шкивов превышает допустимые нормы); неустранимого снижения эффективности эксплуатации (в результате износа цилиндровых втулок и поршней бурового насоса подача оказывается недостаточной из-за утечек); при необходимости проведения текущего либо капитального ремонта. Из приведенных примеров следует, что переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение применения объекта по назначению.

К понятию «событие» относятся повреждение и отказ, вследствие которых обычно происходит переход объекта из одного состояния в другое.

Повреждением называют событие, заключающееся в нарушении исправности при сохранении работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния.

Всложных объектах возможно более подробное деление состояний объекта с выделением промежуточных состояний с пониженными уровнями качества функционирования.

Признаками возникновения отказа являются недопустимые изменения признаков работоспособности (выход значений параметров за пределы допуска, нарушение признаков нормальной работы и т.д.). Перечень наиболее распространенных повреждений и отказов, наблюдаемых в буровых машинах и оборудовании, приведен в табл. 8.1.

Наряду с износом, коррозией и усталостными разрушениями отказы могут быть вызваны грубыми нарушениями технологии изготовления, правил эксплуатации и технического обслуживания. При решении задач надежности важное значение имеют анализ и классификация отказов.

По частоте отказов, присущей данному объекту и условиям эксплуатации, различают единичные отказы (износ клапана бурового насоса) и повторяющиеся отказы (поломки пластин втулочно-роликовых цепей). Отказы относят к конструкционным, производственным или эксплуатационным с целью установления стадии создания или существования объекта, на которой следует провести мероприятия для устранения причин отказов.

Явления, процессы, события и состояния, обусловленные возникновением отказа, называются последствиями отказов. Последствиями отказов буровых машин и оборудования могут быть материальные и трудовые затраты, связанные с необходимыми ремонтными работами; вынужденные простои в бурении; травмирование обслуживающего персонала и др.

Всвязи с возможными последствиями отказы буровых машин и оборудования условно можно разделить на три вида. К первому относятся отказы, вызывающие только материальные затраты, связанные со сменой и ремонтом отказавшего изделия. Подобные отказы характерны для резервированного и другого оборудования, отказы которого не вызывают длительных простоев, а стоимость ремонтов, связанных с устранением отказов, значительно превышает расходы из-за вынужденных простоев.

Второй вид отказов характеризуется экономическими потерями, значительно превышающими стоимость сравнительно несложных ремонтов вследствие вынужденных простоев в бурении. К третьему виду относятся отказы, вызывающие большие экономические потери из-за вынужденных простоев в бурении и сложности ремонта оборудования, а также отказы, в результате которых возможны аварии на буровой, угрожающие безопасности обслуживающего персонала. Примером подобных отказов является обрыв талевого каната, поломки бурильных и обсадных труб, разрыв гидрокоробки буровых насосов и др.

149

По возможности устранения отказов машины, оборудование и отдельные изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Восстанавливаемые – объекты, для которых в рассматриваемой ситуации восстановление работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и конструкторской документации. К невосстанавливаемым относятся талевый канат, тормозные накладки, цилиндровые втулки и поршни, клапаны бурового насоса, долота, пружины, подшипники качения и другие объекты, восстановление которых не предусмотрено нормативно-технической и конструкторской документацией.

Наряду с этим различают ремонтируемые и неремонтируемые объекты. К ремонтируемым относятся объекты, для которых проведение ремонтов предусмотрено в нормативно-технической и конструкторской документации.

Надежность объекта определяется его безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Для большинства видов буровых машин наработка измеряется машинным временем бурения и спуско-подъемных операций (буровые насосы, вертлюги, роторы, лебедки, кронблоки и др.). Наработка талевого каната измеряется работой, выраженной в тонно-километрах. Наработку буровых долот предлагается измерять суммарным

150