Сбор и обработка статистической информации для расчета показателей надежности

Оценка надежности оборудования производится пу­тем сбора, систематизации и обработки статистических данных о наблюдениях за его работой. Все работы по оценке надежности состоят из четырех основ­ных этапов:

1) накопление статистической информации об отказах оборудования;

2) систематизация, анализ и обобщение полученных статисти­ческих данных;

3) выбор и обоснование количественных показателей для оценки надежности оборудования;

4) математическая обработка полученных эмпирических данных для определения закономерностей отказов анализируемого оборудования.

Система сбора и обработки информации о надежности обо­рудования для бурения скважин и нефтегазодобычи представляет собой организационно-методическую структуру для получения достаточной и достоверной информации о надежности оборудо­вания (в дальнейшем «информации»), базирующуюся на исполь­зовании современных технических средств автоматизированной системы управления (АСУ) предприятиями нефтегазодобываю­щих обществ.

Сбор информации в условиях эксплуатации проводят с це­лью: выявления основных причин возникновения неработоспособ­ного и неисправного состояния; контроля и повышения надежности оборудования; совершенствования системы технического обслуживания и ремонта оборудования; разработки плана модернизации оборудования; обеспечения требований промышленной безопасности при эксплуатации оборудования.

Для оценки надежности оборудования определяются следую­щие показатели:

безотказности, ремонтопригодности, долговечности, сохраняемости, комплексные показатели надежности.

Сбор информации о надежности оборудования должен прово­диться средствами автоматизированной системы управления (АСУ) с начала его использования по назначению (в дальнейшем «эксплуатации») обслуживающим персоналом и предусматривать проведение постоянных, периодических и (или) разовых наблю­дений.

Информация хранится в базе данных системы АСУ предпри­ятий и классифицируется на следующие виды:

базовую, первичную, выходную.

Источниками информации для системы сбора и обработки данных являются:

эксплуатационная и ремонтная документация; результаты периодических осмотров и диагностических кон­тролев оборудования; результаты расследования отказов оборудования; отчетные материалы по выполнению плановых и внеплановых ремонтных работ; материалы специальных исследований и испытаний.

Собранная первичная статистическая информация об отказах оборудования подвергается систематизации, анализу, обобщению и предварительной обработке. Эти работы обычно весьма трудоемки и связаны с большой затратой времени.

Критериями отказов оборудования являются:

прекращение функционирования; снижение за пределы допустимого уровня следующих экс­плуатационных параметров:

кпд; мощности, напора, других параметров; внешние проявления, свидетельствующие о наступлении или предпосылках наступления неработоспособного состояния (шум, вибрация, перегрев, стук в механических частях).

Анализ и обработка статистической информации о надежности обору­дования включает ряд этапов:

планирование эксплуатационных наблюдений;

предварительная обработка статистического материала; классификация информации и формирование выборок; оценка показателей надежности.

Сбор данных по отказам, наработкам, ремонтам оборудования эквивалентен проведению пассивного эксперимента и, как всякий эксперимент, должен планироваться.

В целом при определении показателей надежности оборудо­вания в условиях эксплуатации достаточно ограничиться продолжительностью наблюдений (сбора данных) в течение двух лет.

В случае интенсивного роста числа отказов оборудования, а также при оценке показателей надежности вновь установленного (модернизированного) оборудования, проводимой по результатам эксплуатационных испытаний, период наблюдений может быть ограничен.

За период наблюдений в базу данных (БД) системы сбора и обработки информации о надежности должны быть внесены сле­дующие сведения:

дата; время отказа; отказавший узел (деталь); причина отказа конкретного вида оборудования; наработки между отказами, в число которых входят также все наработки между отключениями, не относящимися к отказам оборудования;

суммарная наработка оборудования за период наблюдений; суммарная наработка оборудования (узлов, наработка которых регламентирована другими НТД) с начала эксплуатации, момен­та проведения последнего текущего, среднего и капитального ре­монтов; суммарное время, затраченное на ремонт; данные о числе пусков (включений).

Надежность оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи можно с достаточной степенью точности харак­теризовать комплексом, состоящим из следующих количествен­ных показателей: вероятность безотказной работы, частота и ин­тенсивность отказов, средняя наработка на отказ, средний срок службы, коэффициент технического использования, среднее вре­мя восстановления и удельная трудоемкость ремонтов.

Показатели надежности оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи представляют собой числовые характеристики, определяемые различными методами из функций распределения вероятностей случайных величин, характеризующих надежность (время безотказной работы, число отказов, время восстановле­ния параметра и др.). Поэтому задачей математической обработ­ки статистических данных об отказе оборудования фактически является получение функций распределения случайных величин. Зная функцию распределения случайных величин и пользуясь методами математической статистики, можно количественно оце­нивать показатели надежности.

Математическая обработка статистической информации об отказах и работоспособности оборудования сводится к составле­нию рядов распределения, построению эмпирической функции плотности вероятностей случайной величины, вычислению пара­метров эмпирического распределения, выравниванию эмпириче­ского распределения по предварительно выбранному теоретиче­скому закону, сравнению эмпирических и теоретических функ­ций распределения.

На основе выбранного закона распределения исследуемой случайной величины и его параметров определяют показатели надежности.