對(duì)于定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器可靠性的探討

張金山

摘要：本文所要分析的是定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器，該儀器內(nèi)容結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)測(cè)量能力，可在鉆井過(guò)程中同時(shí)完成測(cè)量、控制以及信號(hào)發(fā)送工作。在如此精密復(fù)雜的設(shè)備儀器運(yùn)行工作過(guò)程中，其安全可靠性問(wèn)題值得考量，即設(shè)備儀器本身容易出現(xiàn)安全可靠性問(wèn)題，因此文中專門為其建立可靠性模型與故障樹(shù)，希望有效規(guī)避各種故障問(wèn)題，確保設(shè)備儀器始終保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器;安全可靠性;故障樹(shù);可靠性模型;措施

為定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器建立安全可靠性模型與故障樹(shù)，科學(xué)深入分析其可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題是可行的，其目的就是為了找出儀器故障中的基本事件問(wèn)題，并建立最小割集。

一、關(guān)于定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器

本文所談到的定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器屬于復(fù)雜且高精度的儀器設(shè)備，是定向井施工中的重要視覺(jué)系統(tǒng)，在引導(dǎo)工程技術(shù)人員按照預(yù)定井口、井眼展開(kāi)軌跡鉆進(jìn)施工過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種設(shè)備儀器故障問(wèn)題，它嚴(yán)重影響了施工中正確數(shù)據(jù)的搜集提取，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐筛鞣N事故發(fā)生，大幅度延誤施工工期?？紤]到儀器設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)與技術(shù)復(fù)雜性，還需要利用數(shù)理方法分析其故障問(wèn)題，并進(jìn)行故障定性處理，找出引發(fā)故障的各種因素，最大限度規(guī)避故障問(wèn)題發(fā)生，這些對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)程穩(wěn)定推進(jìn)是非常有好處的。

二、定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器的可靠性模型構(gòu)建分析

為了分析儀器設(shè)備的整體運(yùn)行安全可靠性，就需要為其建立安全可靠性模型，例如串并聯(lián)安全可靠性模型。該模型能夠保證系統(tǒng)某一局部部件失效后整個(gè)儀器設(shè)備不失效繼續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。就針對(duì)定向井鉆井儀器設(shè)備運(yùn)行實(shí)踐而言，需要結(jié)合安全可靠性問(wèn)題進(jìn)行分析，了解一次鉆井時(shí)間范圍內(nèi)儀器設(shè)備測(cè)量功能有效優(yōu)化。如果從定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器本體結(jié)果來(lái)看，它其中包含了測(cè)量、控制、信號(hào)發(fā)送等多個(gè)部件，一旦發(fā)生故障問(wèn)題就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障問(wèn)題發(fā)生，而此時(shí)儀器設(shè)備不得不停止工作，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)程。為此需要建立一個(gè)可靠性串并聯(lián)最弱環(huán)模型，模型中就包含了儀器設(shè)備的所有附屬元器件。

三、定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器的故障分析與有效規(guī)避措施提出

（一）采用故障樹(shù)分析方法分析定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器故障問(wèn)題

在定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器運(yùn)行過(guò)程中，需要采用到數(shù)理分析方法展開(kāi)分析，例如可以采用故障樹(shù)分析方法。該數(shù)理分析方法中具有縝密邏輯，可以形象描述故障內(nèi)容，分析儀器設(shè)備故障運(yùn)行機(jī)制，整體過(guò)程相關(guān)直觀清晰。在圍繞故障樹(shù)分析方法建立邏輯思維體系過(guò)程中也可以配合定性分析、定量分析兩大分析方法，充分體現(xiàn)系統(tǒng)工程方法應(yīng)用優(yōu)越性。具體來(lái)講，要利用邏輯推導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行有效引導(dǎo)，分別推導(dǎo)分析頂上事件與中間事件，最后了解基本事件，由此逐漸找到規(guī)避儀器設(shè)備的故障發(fā)生成因，最大限度預(yù)防、降低儀器設(shè)備故障發(fā)生可能性。總體來(lái)說(shuō)，要結(jié)合邏輯算法對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行定性與定量系統(tǒng)評(píng)價(jià)，確保評(píng)價(jià)到位。在利用故障分析書(shū)分析定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器故障過(guò)程中，也要做到有針對(duì)性，避免儀器故障中發(fā)生基本事件故障問(wèn)題?？梢哉归_(kāi)一系列故障統(tǒng)計(jì)活動(dòng)，保證儀器設(shè)備故障基本事件問(wèn)題有效歸納總結(jié)，提前預(yù)防故障問(wèn)題發(fā)生。

（二）定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器的其它故障規(guī)避措施

整體來(lái)講，定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器的故障問(wèn)題還是較多的，且其中像引鞋被卡、閥桿被卡等等故障問(wèn)題發(fā)生概率最大，為有效減少大概率故障問(wèn)題，還需要采取以下故障規(guī)避措施。

首先，要適當(dāng)減少儀器設(shè)備的脫鍵次數(shù)，分析其坐鍵形式，結(jié)合引鞋坐入定向接頭機(jī)制套入儀器設(shè)備中，并建立定向套限流環(huán)，做好正常測(cè)量工作。在這里要采用到數(shù)據(jù)控制蘑菇頭對(duì)定向套限流環(huán)進(jìn)行調(diào)整，建立內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)分析機(jī)制，避免產(chǎn)生大量壓力波沖擊儀器設(shè)備。另外，也要對(duì)儀器設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，避免出現(xiàn)引鞋脫離定向套問(wèn)題發(fā)生，這就是“脫鍵”故障。若要減少脫鍵次數(shù)，還必須采用到防脫鍵裝置，例如特殊連接件。該連接件可以固定儀器設(shè)備，對(duì)固定部件強(qiáng)度進(jìn)行校核，充分考慮儀器設(shè)備常規(guī)作業(yè)機(jī)制順利提取儀器中故障組件部分，安裝防脫環(huán)，配合防脫頂螺絲將儀器設(shè)備直接頂緊。除此之外，要利用到導(dǎo)致防止儀器對(duì)引鞋脫離問(wèn)題進(jìn)行有效調(diào)整，避免發(fā)生卡鉆問(wèn)題。如果卡鉆問(wèn)題已經(jīng)發(fā)生，則需要利用下部外圓設(shè)置45°凸起坡腳，配合外力作用對(duì)防脫頂絲進(jìn)行拉彎拉折處理，滿足儀器打撈技術(shù)要求。而安裝止回閥也能有效解決儀器設(shè)備脫鍵故障問(wèn)題，要在下鉆過(guò)程中直接利用定向套頂出設(shè)備，主要從非磁上端位置安裝一套止回閥，如此就能避免泥漿從鉆具中倒流出來(lái)，如此對(duì)避免泥漿倒灌問(wèn)題效果非常出色。再者就是要控制鉆具的整體下放速度，避免鉆具下放速度過(guò)快，要配合環(huán)空泥漿處理鉆具，避免泥漿倒灌情況出現(xiàn)。此時(shí)要配合儀器直接頂出，避免儀器脫離定向套作業(yè)。

而在實(shí)施提下鉆作業(yè)過(guò)程中，則必須派專人觀察井口位置，避免鉆桿濾子丟失，同時(shí)有效減少閥桿被卡住問(wèn)題發(fā)生，最大限度減少故障發(fā)生次數(shù)。

總結(jié)：

綜上，目前的定向井隨鉆測(cè)量?jī)x器需要結(jié)合定向視覺(jué)系統(tǒng)隨時(shí)隨地發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，避免嚴(yán)重故障后果發(fā)生，結(jié)合其安全可靠性展開(kāi)分析研究，確保在規(guī)定的安全可靠條件下建立良好的儀器設(shè)備安全運(yùn)行管理技術(shù)體系，同時(shí)也要保證在一次鉆井時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)儀器設(shè)備的測(cè)量功能進(jìn)行檢查?？紤]到儀器設(shè)備本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件數(shù)量較多，所以必須結(jié)合故障問(wèn)題建立可靠性模型，配合故障分析法形成串并聯(lián)可靠性故障分析機(jī)制，在做好統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程中有效解決閥桿被卡、引鞋北卡等大概率故障問(wèn)題。就整體而言，還應(yīng)該更多從儀器設(shè)備部件方面下手，做好細(xì)節(jié)改善工作，不斷強(qiáng)化和豐富儀器設(shè)備技術(shù)管理手段，最大限度降低儀器設(shè)備的故障發(fā)生概率。

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