Надежность характеризуется вероятностью безотказной работы (ВБР) ФА и риском эксплуатации

25 Мая 2011

 ВБР ФА оценивается экспертным путем, по РТС определяющих параметров, в том числе с учетом рекомендаций РД 09-102-95 и 03-484-02. При этом не учитываются ошибки конструирования, дефекты изготовления из-за несовершенства технологического процесса, несоблюдения технологии изготовления, возможные несоответствия применяемых расходных материалов конструкции и условиям эксплуатации.

Для новой ФА (или ее составных частей), соответствие НТД которой подтверждено результатами заводского контроля и входного контроля эксплуатирующей организации, ВБР (Р) ФА принимается равной 0,995. Для ФА (или ее составных частей) с исчерпанным паспортным сроком, но пролонгированным диагностикой сроком ВБР принимается равной 0,497. Для ФА (или ее составных частей), прошедшей капитальный ремонт, ВБР принимается равной 0,6. При этом ВБР ФА, бывшей в эксплуатации, должна определяться как совокупность групп показателей , приведенных к конкретным составным частям ФА. ВБР ФА, при прочих равных условиях, определяется по ВБР ее составных частей. При этом ВБР составной части определяется как функция:

приведены экспертные оценки ВБР вариантов ФА с различными составными частями. Максимальные значения ВБР - у новой ФА и ФА со старой трубной головкой и новой елкой. Замена старой ФА новой - исключительная и весьма дорогостоящая процедура. Поэтому предпочтительнее вариант III.

Риск эксплуатации ФА характеризуется (РД 03-418-01):

* техническим риском R, связанным с отказами (вероятность отказа - функция ВБР) деталей и узлов оборудования, и определяется соотношением R = 1 - Р;

* ожидаемым ущербом, связанным с необходимостью замены отказавшего оборудования, простоем скважины, необходимостью проведения технологических операций по пуску скважины в эксплуатацию.

В процессе эксплуатации ФА может находиться в одном из следующих состояний:

* трубная головка и фонтанная елка исправны;

* отказ фонтанной елки при исправной трубной головке;

* отказ трубной головки при исправной фонтанной елке;

* отказ трубной головки и фонтанной елки.

Соотношение надежности вариантов ФА с различными составными частями (см. табл. 2) - I : II : III : IV - определяется соответственно:

* по показателю ВБР - 0,247 : 0,300 : 0,495 : 0,990;

* по показателю технического риска - 0,753 : 0,700 : 0,505 : 0,010.

Технологические процессы по восстановлению надежности (снижению риска эксплуатации) ФА. Технологические операции N 2 и 3 практически идентичны, следовательно, затраты на их реализацию приблизительно равны. Следует отметить, что стоимости новой елки от завода - изготовителя и отремонтированной в ремонтно-механических мастерских для предприятий, расположенных в северных районах, примерно одинаковы.

Обеспечение промышленной безопасности эксплуатируемых ФА возможно по двум направлениям. Первое: развитие перспективных технологий замены неисправной ФА или ее частей, например, применение усовершенствованного трубодержателя, который позволит производить замену корпусных деталей ФА без глушения скважины. Второе: повышение надежности новой ФА за счет усовершенствования конструктивно-материального исполнения оборудования ФА ниже коренной задвижки включительно (в том числе отдельных узлов, деталей, например затвора задвижки).

В результате анализа приведенных данных можно сделать следующие выводы.

1. Предпочтительным вариантом восстановления надежности ФА является компоновка старая трубная головка - новая елка.

2. Предпочтительным вариантом новой ФА является компоновка с трубной головкой и коренной задвижкой, остаточный ресурс которых в 2 раза больше, чем у остальных составных частей, и с конструкцией трубодержателя, позволяющей производить замену елки под давлением.

3. Необходимо разработать технологию замены ФА без глушения скважины, т. е. технологию, позволяющую производить замену трубной головки без глушения скважины.

4. Анализ возможности повышения надежности технологического оборудования с исчерпанным паспортным сроком на примере ФА позволяет определять наиболее эффективные решения с учетом конкретных условий эксплуатации.

5. Приведенный методический подход к повышению надежности за счет замены, ремонта составных частей ФА, с учетом реально действующих технологических процессов применим для большей части технологического оборудования при добыче и промысловой подготовке газа.