降低LEAP測井平臺D4CG儀器故障率

長城鉆探工程有限公司測井公司LEAP儀修QC小組

（遼寧盤錦124010）

降低LEAP測井平臺D4CG儀器故障率

長城鉆探工程有限公司測井公司LEAP儀修QC小組

（遼寧盤錦124010）

1 小組概況

LEAP儀修QC小組由10人組成，成員都是來自生產(chǎn)一線的儀修工，具有豐富的現(xiàn)場操作經(jīng)驗和夯實的理論基礎(chǔ)。以解決生產(chǎn)難題、降低儀器故障率為立足點，開展了一系列的PDCA活動（表1）。

表1 LEAP儀修QC小組概況表

2 選擇課題

隨著長城鉆探工程有限公司業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大，LEAP測井平臺系統(tǒng)已經(jīng)成為測井公司服務(wù)國內(nèi)外市場的主力儀器。根據(jù)儀器保養(yǎng)維修記錄統(tǒng)計，2013年LEAP四臂獨立液壓井徑儀的故障率為19.5%（表2，數(shù)據(jù)來源于2013年維修記錄本，編號CJ-7.5.2-1JL-53），是LEAP測井平臺系統(tǒng)中故障率最高的儀器。而測井公司《TnPM全面規(guī)范化生產(chǎn)維護(hù)管理體系—要求》中規(guī)定：儀器故障率控制在10%以下。因此選定2014年度PDCA活動課題是：降低LEAP測井平臺D4CG儀器故障率。

3 設(shè)定目標(biāo)

根據(jù)測井公司《TnPM全面規(guī)范化生產(chǎn)維護(hù)管理體系——要求》中規(guī)定：儀器故障率控制在10%以下，因此設(shè)定的目標(biāo)是：將LEAP測井平臺D4CG儀器故障率由19.5%降低到8%。

4 目標(biāo)可行性分析

4.1 測算分析一

由表2可以看出，D4CG儀器歷史最低故障率為7.8%。

表2 2013年LEAP測井平臺儀器故障頻次統(tǒng)計表

4.2 測算分析二

小組成員統(tǒng)計出2013年D4CG儀器上井故障（表3），并對60次故障因素進(jìn)行了統(tǒng)計分類（表4），確定推靠系統(tǒng)故障是造成D4CG儀器故障的主要因素。如果將D4CG儀器中推靠系統(tǒng)的故障解決，那么依據(jù)公式推算，D4CG儀器的故障率將降低到7.5%：（60-37）/308×100%=7.5%。

表3 D4CG儀器2013年上井故障統(tǒng)計表

續(xù)表3

表4 D4CG儀器故障分類調(diào)查表

綜合以上分析，小組將D4CG儀器的故障率降低至8%是可以實現(xiàn)的。

5 分析原因

針對“推靠系統(tǒng)故障率高”這一癥結(jié)，小組成員采用頭腦風(fēng)暴法，從人員、設(shè)備、材料、方法、環(huán)境5個方面進(jìn)行了調(diào)查分析，做出了因果分析圖（圖1）。

6 確定主要原因

小組對9個末端原因采用調(diào)查分析、現(xiàn)場驗證、現(xiàn)場測量等方法逐一進(jìn)行了確認(rèn)。確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)：測井公司《TnPM全面規(guī)范化生產(chǎn)維護(hù)管理體系—要求》，儀器故障率控制在10%以下。

圖1 推靠系統(tǒng)故障因果分析圖

井

6.1 井口工違反操作規(guī)程

小組采用調(diào)查分析的方法，在測井現(xiàn)場共調(diào)查了5名井口工，要求其按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程連接儀器，他們操作正確，且無通訊故障率為：2/37×100%= 5.4%，低于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為非要因。

6.2 技術(shù)培訓(xùn)少

小組采用調(diào)查分析的方法，通過查閱培訓(xùn)檔案確認(rèn)，2013年4月針對操作人員進(jìn)行了技能培訓(xùn)，并考核合格，達(dá)到正確操作儀器的水平，且由于技術(shù)培訓(xùn)少導(dǎo)致的支撐臂折斷的故障率為：1/37×100%= 2.7%，低于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為非要因。

6.3 支撐臂磨損

小組成員作為配隊人員，采用現(xiàn)場驗證的方法，在井場現(xiàn)場驗證8次，確定磨損支撐臂18個（表5）,且支撐臂磨損的故障率為：9/37×100%=24.3%，高于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為要因。

表5 支撐臂磨損現(xiàn)場驗證統(tǒng)計表

6.4 電阻電容斷路

小組采用現(xiàn)場驗證的方法，隨機抽取5個轉(zhuǎn)換短接放入測井工程車，模擬井場劇烈晃動顛簸的路況，連續(xù)試驗5次，每次試驗時長2h，累計試驗時間20h，有4支出現(xiàn)了電阻電容松動、虛焊、脫焊的故障現(xiàn)象（圖2），且電阻電容斷路故障率為：7/37×100%= 18.9%，高于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為要因。

圖2 電路板斷路組圖

6.5 密封圈破損

小組采用現(xiàn)場驗證的方法，隨機抽取5支D4CG儀器拆開后，抽查了2-230、2-231等不同型號的密封圈共50個，僅有1個密封圈有裂痕，密封圈破損的故障率為：2/37×100%=5.4%，低于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為非要因。

6.6 閥芯損壞

小組采用現(xiàn)場驗證的方法，從上井現(xiàn)場取回5個電磁閥閥芯，在調(diào)試缸進(jìn)行保壓實驗（表6），僅有1個電磁閥滿足考核標(biāo)準(zhǔn)，閥芯損壞的故障率為：5/37×100%=13.5%，高于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為要因。

6.7 腔體中有臟物和氣泡

小組通過模擬實驗的方法，采用人工注油方式，在儀修工房定量統(tǒng)計給5支D4CG儀器注油，注油完畢后，進(jìn)行放油，放油過程中，5支液壓腔體均有臟物和氣泡，且腔體中有臟物和氣泡的故障率為：5/37×100%=13.5%，高于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為要因。

表6 閥芯保壓實驗數(shù)據(jù)表/MPa

6.8 清洗不凈

小組成員模擬小隊人員清洗D4CG儀器的方式，清洗了5支D4CG儀器，清洗完畢后檢查發(fā)現(xiàn)，支撐臂接縫處均卡有小石子未清洗干凈，且清洗不凈的故障率為：4/37×100%=10.8%，高于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為要因。

6.9 貫通線絕緣＜200MΩ

小組通過10次抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對D4CG儀器常規(guī)沖洗保養(yǎng)時，護(hù)帽擰到底，未出現(xiàn)推靠系統(tǒng)接頭受潮的現(xiàn)象，且貫通線絕緣＜200MΩ的故障率為：2/37×100%=5.4%，低于確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，因此為非要因。

7 制定對策

為降低推靠系統(tǒng)故障率制定的對策見表7。

8 對策實施

8.1 制作防磨塊

8.1.1 設(shè)計方案

1）方案一：直接將防磨塊用六方螺絲固定在支撐臂底部外端。不選。

優(yōu)點：硬件改造工作量小。

缺點：改變了支撐臂的開口直徑，技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)都得做相應(yīng)改變和調(diào)整，軟件工作量大。

安全性：防磨塊易脫落。

2）方案二：支撐臂底部外端切割一個與支撐臂同寬長5cm、高0.7cm的缺口后，將防磨塊用M5*8不銹鋼內(nèi)六方螺釘固定。可選。

優(yōu)點：技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)不需要調(diào)整。安全性：防磨塊不易脫落。

8.1.2 材質(zhì)選擇

通過材料對比（表8），確定鑲嵌鎢鋼塊符合選材的要求。

8.1.3 效果驗證

將改進(jìn)后的支撐臂，安裝在D4CG儀器8003#上，與原支撐臂進(jìn)行模擬井實驗對比（表9）。從表9中可以直觀看出，安裝防磨塊之后支撐臂的耐磨周期延長了一倍。

試驗成功之后，小組將將D4CG儀器8003#投入生產(chǎn)使用（表10），上井效果表明：支撐臂使用周期由2口井延長至4口井，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計防磨塊的目標(biāo)，證明對策一支撐臂的改進(jìn)有效。

表7 降低推靠系統(tǒng)故障率對策表（2014年）

表8 材料對比表

表9 防磨塊模擬井實驗對比

表108003 #防磨塊效果確認(rèn)

8.2 重新布線

8.2.1 限流電阻R

改進(jìn)之后如圖3所示，防止儀器因為顛簸撞擊導(dǎo)致限流電阻松動脫落，同時也對電阻兩端的引線起到了保護(hù)作用。

8.2.2 移相電容

上接頭中的移相電容向電機提供啟動電源，改進(jìn)之后如圖4所示,將移相電容固定,防止引線擠壓。

圖3 限流電阻改進(jìn)前后對比

圖4 移相電容改進(jìn)圖

8.2.3 效果驗證

小組成員將改進(jìn)后的轉(zhuǎn)換短接安裝在D4CG儀器8004#后，放入測井工程車，模擬井場劇烈晃動顛簸的路況，連續(xù)試驗10次，每次試驗時長2h，累計試驗20h后，轉(zhuǎn)換短接無松動斷路故障。

實驗成功后，將D4CG儀器8004#進(jìn)行上井驗證（表11）。上井效果顯示：改進(jìn)后的轉(zhuǎn)換接頭故障率為零，低于10%，達(dá)到了預(yù)期改進(jìn)的目標(biāo)，證明對策二有效。

8.3 改進(jìn)端面材料

8.3.1 材料性能比較

原電磁閥針閥端面材質(zhì)為聚四氟乙烯，該材料的缺點是高壓情況下經(jīng)硬密封來回開合后，密封面容易變形，失去彈性，保不住壓。小組經(jīng)過調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，高溫硅橡膠具有優(yōu)良抗老化耐力，回彈性較強，不易變形，比聚四氟乙烯耐冷耐熱，在-70～250℃之間特性保持不變。小組決定用高溫硅橡膠取代聚四氟乙烯。

8.3.2 效果驗證

小組成員在調(diào)試缸中將改進(jìn)前后的2種電磁閥分別開合50次后，進(jìn)行保壓試驗（表12），從記錄表12中可以看出，改進(jìn)后的閥針壓力穩(wěn)定，無液壓油泄露。

試驗成功后，小組成員將改進(jìn)后的電磁閥安裝在D4CG儀器8003#并投入生產(chǎn)使用（表13），上井效果顯示，改進(jìn)端面材質(zhì)后，電磁閥的使用壽命增長了，達(dá)到了預(yù)期的目的和要求。證明對策三有效。

表1 12014年改進(jìn)后的轉(zhuǎn)換接頭上井效果確認(rèn)

表12 電磁閥保壓試驗記錄表

表13 改進(jìn)后電磁閥上井效果確認(rèn)

8.4 改進(jìn)注油工藝

8.4.1 改進(jìn)前后工藝特點

活動前傳統(tǒng)人工注油工藝的缺點是：僅憑借儀修工的經(jīng)驗和主觀判斷，既無法過濾掉液壓油中的雜質(zhì)，也無法判斷液壓系統(tǒng)中的氣泡是否排凈，因此經(jīng)常出現(xiàn)液壓油中殘存的氣泡和雜質(zhì)導(dǎo)致的儀器故障。

改進(jìn)后采用抽真空注油，其優(yōu)點是：隨氣泡排出的液壓油經(jīng)過濾網(wǎng)清潔之后進(jìn)入真空注油臺油箱，過濾掉進(jìn)入液壓腔體的臟物，且能循環(huán)使用，節(jié)約了液壓油成本；同時從真空注油臺的真空管中能很直觀地看出腔體內(nèi)是否有氣泡排出。

8.4.2 效果驗證

小組成員將2支D4CG儀器采用不同注油方式注油后進(jìn)行對比實驗（表14），從表中可以直觀看出，改進(jìn)注油方法后，液壓腔體內(nèi)部液壓油的質(zhì)量有了很大的提高。實驗成功后，小組成員將抽真空注油后的D4CG儀器8003#投入生產(chǎn)使用（表15），上井效果顯示：改進(jìn)注油方式后，臟物和氣泡導(dǎo)致的電磁閥和平衡活塞故障率低于10%，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。證明對策四有效。

表14 注油方式對比實驗

表15 抽真空注油上井效果確認(rèn)

8.5 制作控制盒

1）圖5是控制盒電路圖，圖6是控制盒實物圖，圖7是活動前后推收連接對比圖?？刂坪械氖褂煤喕朔爆嵉穆?lián)機過程，加快了儀器保養(yǎng)和檢查進(jìn)度，同時降低了人員搬運連接儀器的風(fēng)險。

圖5 控制盒電路圖

2）效果驗證。小組成員對測試盒的性能進(jìn)行測試（表16），實驗表明控制盒顯示值正常且穩(wěn)定，控制盒工作正常。

圖6 控制盒實物

9 效果檢查

9.1 儀器測井情況

改進(jìn)后D4CG儀器在2014年8～9月份現(xiàn)場應(yīng)用（表17），出現(xiàn)4次故障，故障率為7.7%。

9.2 問題解決情況

小組對改進(jìn)后D4CG儀器故障進(jìn)行了統(tǒng)計（表18），活動后推靠系統(tǒng)的故障率由原來的61.7%降到0，推靠系統(tǒng)的故障得到有效解決。

圖7 活動前后連接對比圖

表16 控制盒實驗表

表17 改進(jìn)后D4CG儀器測井情況記錄表

表18 改進(jìn)后D4CG儀器故障統(tǒng)計表

9.3 目標(biāo)值完成情況

LEAP測井平臺D4CG儀器的故障率，由活動前的19.5%降到了7.7%，實現(xiàn)了故障率將至8%的預(yù)期目標(biāo)值。

9.4經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)測井公司財務(wù)統(tǒng)計，累計創(chuàng)效107萬元。本次活動創(chuàng)造的產(chǎn)值情況與成本消耗計算如下：

測井產(chǎn)值＝單井產(chǎn)值×測井成功數(shù)量

＝12×（13-1）

＝144（萬元）

生產(chǎn)成本＝上井成本+維修成本+人工+

儀器折舊

＝單井上井成本×測井作業(yè)數(shù)量+維修成本+人工+儀器折舊

＝2×13+0.5+1.5+0.5

＝28.5（萬元）

QC活動費用＝材料費+現(xiàn)場試驗費+其他費用

＝5.5+2+1

＝8.5（萬元）

本次活動創(chuàng)效＝測井產(chǎn)值－生產(chǎn)成本－

QC活動費用

＝144－28.5－8.5

＝107（萬元）

9.5 社會效益

改進(jìn)后的D4CG儀器提高經(jīng)濟(jì)效益的同時還有4個方面社會效益：①節(jié)約清洗維護(hù)保養(yǎng)時間，提高工作效率；②節(jié)約維修成本；③提高了小隊測井成功率，增強了小隊的服務(wù)能力；④提高了測井時效，降低了測井小隊人員勞動強度。

9.6 鞏固期效果檢查

為了驗證本次QC活動取得的成果，小組在2014年10月對D4CG儀器進(jìn)行了跟蹤統(tǒng)計(表19)。D4CG儀器的故障率為0，證明此次QC活動取得的效果明顯。

表19 D4CG儀器鞏固期效果檢查

10 鞏固措施

為了鞏固本次QC活動的效果，制定以下鞏固措施：

1）將對策一中支撐臂的改進(jìn)和對策二中轉(zhuǎn)換短接的改進(jìn)上報測井公司，進(jìn)行工藝變更申請。

2）將對策四中抽真空注油流程和對策實施五中控制盒的使用方法寫入《D4CG儀器維修手冊》。

3）編寫了《D4CG標(biāo)準(zhǔn)操作流程SOP》，在員工中進(jìn)行分批培訓(xùn)。

11 總結(jié)及今后打算

11.1 總結(jié)

1）改進(jìn)后D4CG儀器解決了生產(chǎn)過程中的實際問題，降低了儀器故障率，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2）通過本次QC活動的開展，提高了小組成員分析問題和解決問題的能力，更好地調(diào)動了大家的積極性和創(chuàng)造性?；顒油瓿珊?，小組成員的質(zhì)量意識、團(tuán)隊精神、改進(jìn)意識、QC工具運用、工作熱情和個人能力等均有提高。

11.2 下一步打算

雖然本次QC活動取得的效果比較明顯，D4CG的故障得到了有效的解決，但在本次QC活動中，小組發(fā)現(xiàn)LEAP測井平臺絕緣短節(jié)儀器存在無法維護(hù)保養(yǎng)的問題。針對這一問題，小組下一步將以《LEAP測井平臺可維護(hù)絕緣短節(jié)的研制》為題，繼續(xù)開展QC活動。

王梅

2015-11-09