链条抽油机系统可靠性数字仿真

通过对链条抽油机工作特性和失效工况分析，建立起链条抽油机系统的故障树，采用蒙特卡洛方法，以故障树的逻辑关系为依据点对系统作仿真系统。经25000次仿真计算，统计得出链条抽油机系统平均无故障工作时间为1463小时，并整理得出系统可靠度分布曲线，系统失效概率分布曲线。由基本部件的重要度和模式重要度分析结果表明，系统最薄弱的环节是钢绳和主轴销。     

一种新型平衡式游梁抽油机的仿真分析

介绍了一种新型平衡方式的游梁式抽油机的基本结构特点及平衡原理,论述了该种抽油机虚拟样机模型的建立和虚拟样机模型检验的基本方法.对虚拟样机模型建立中约束条件的施加原理进行了理论分析,并用虚拟样机软件对其进行了动力学性能分析,给出了主要部件铰接点的受力曲线和曲柄扭矩曲线.分析结果表明,这种抽油机的主要部件铰接点受力状况比原有抽油机有明显的改善,消除了改装前模型中存在的反作用力,曲柄平衡扭矩曲线变化规律未发生改变.但是,这种抽油机的负扭矩明显减小,说明其平衡性能所有改善,有较好的节能效果.     

游梁式抽油机二次平衡技术的应用

常规游梁式抽油机普遍存在平衡不足的现象，既浪费能源．又严重影响抽油机的使用寿命。为提高常规游粱式抽油机的平衡度．在原有曲柄平衡的基础上．优化设计了二次平衡系统，大大提高了该型抽油机的平衡度。既有节能效果．又提高了设备的可靠性。现场使用取得了良好的效果。     

链条式抽油机平衡度与能耗的关系探讨

链条式抽油机平衡度的大小将直接影响抽油机的能耗和工作状态。为了分析链条式抽油机的平衡度与能耗的定量关系,使链条式抽油机工作在最佳平衡状态,对链条式抽油机的平衡机构进行运动学和动力学建模,分析计算了链轮净转矩与链轮转过角度的函数关系式。建立了链条式抽油机的转矩曲线计算模型,提出了链条式抽油机平衡度及能耗的判据。通过平衡坐标分析能耗随平衡度的变化趋势及函数关系式。实例计算表明,欠平衡与过平衡状态下能耗的变化曲线基本关于完全平衡状态对称,完全平衡时链条式抽油机处于最佳节能状态,越接近平衡状态,能耗波动越小;并分析计算出链条式抽油机的最佳平衡区间。现场测试结果验证了理论计算的正确性。     

通过平均功率法提高抽油机系统效率

探讨了抽油机平衡度与抽油机系统效率的影响关系,同时分析了抽油机平衡调整的本质和终极目标,提出了一种新的抽油机平衡调整方法——通过对电机功率曲线进行付立叶分析而确定平衡块重心位置的方法。在现场对47口抽油机电机功率曲线进行付立叶分析后实施了调整措施;系统效率提高了3.05%,达到了油田增产降耗、延长系统使用寿命、降低操作成本的目的。     

气平衡链条抽油机改造

在分析气平衡链条抽油机的使用性能之后，提出了改气平衡系统为重力平衡系统等一系列改造措施，先后改造了２０２台现有气平衡链条抽油机。现场试用表明：改造后的重力平衡链条抽油机故障率下降７０％以上，维修费用减少，可靠性增大，单机年增产原油约２０ｔ。     

抽油机皮带张紧PLC自动控制系统的研制

抽油机工作时由于上下往复运动,负荷平衡变化使皮带产生疲劳,磨损较快、使用寿命短、雨雪天气皮带容易打滑,直接影响抽油机各部件的使用寿命和抽油机的运转效率。针对该问题采用PLC控制技术,设计了抽油机皮带张紧自动控制系统,通过检测和判断变频器输出转矩值,可实现对抽油机传送皮带张紧度的自动调节。应运表明:该系统能够准确控制抽油机传送皮带张紧度,使皮带始终处于良好的工作状态。     

辅助连杆式抽油机动特性的计算机模拟

介绍了长冲程抽油机系统计算机动特性模拟方法和过程。针对辅助连杆式抽油机进行了动力分析,导出增程和增力系数计算式。采用先进的CAD软件构造了该抽油机各个零部件的实体、装配系统和运动机构实体模型,进而模拟了抽油机系统的运动过程,得到各个主要部件的运动参数变化规律曲线。由此又模拟构造了工作载荷,得到系统中各个主要铰点的载荷和驱动力矩变化曲线。最后分析了各个曲线特性,确定合理平衡方式和平衡重质量。     

抽油机平衡度实时测量技术

抽油机平衡度的好坏直接影响抽油机的寿命和电机的耗电量。准确地测量出抽油机的平衡度,及时调节抽油机的平衡,对抽油机安全生产、节能降耗有重要意义。提出一种基于示功仪和电能表的抽油机平衡度实时测量技术,该技术利用电能表实时采集抽油机的功率曲线,示功仪测量抽油机的冲次,采用GPRS无线传输,后台接收数据计算并分析平衡度,克服了电流法测量平衡度误差大的缺点,能够达到实时、准确监测抽油机的平衡状态的目的。该技术在胜利油田河口采油厂进行试验,取得了较好的效果。     

复动轮拉杆式抽油机

复动轮拉杆式抽油机是一种长冲程气平衡式抽油机，其独特的复动轮提升机构通过扇形复动轮以往复直线运动与旋转运动相结合的复合运动，可将抽油机冲程加大到比常规抽油机大1倍。复动轮可旋转180°，以便在修井作业时让出井口。气平衡系统减轻了抽油机运动构件在往复运动换向时的冲击载荷。有效的密封方式可保证系统在2个月内不漏气。第一代样机已运转2万余小时，未曾发生大的机械故障。最大冲程可达8m，系统机械效率为40．3％，可节电19．8％。     

Macondo深水井漏油事故防喷器系统失效原因分析

深水防喷器系统是深水井控的核心设备,它的失效是导致Macondo深水井漏油事故的重要原因之一。为了识别Macondo井防喷器系统的主要失效原因,采用故障树分析法结合其防喷器失效过程进行分析,建立了具有14个基本事件的系统失效故障树。通过求解故障树的最小割集和径集,分别找出了系统失效的10种模式,对基本事件进行结构重要度计算,结果表明,剪切面有钻杆接头、内BOP阀门未关闭、水下蓄能器漏失等是导致系统失效的主要原因。对Macondo井防喷器系统失效概率的近似计算与实际情况相符,验证了失效原因分析的正确性。该研究有助于对Macondo深水井漏油事故的进一步分析,对深水防喷器的设计和选用也具有一定的理论指导作用和参考价值。      

Fault tree analysis on handwashing for hygiene management

FTA (fault tree analysis) of the handwashing process was performed to investigate the causes for faults in hygiene management. The causes were deductively identified as the events causing every possible hazard by constructing a fault tree. The fault tree was constructed in a hierarchical structure with a single top event (occurrence of faults in hand washing), seven intermediate events, and fifteen basic events connected by a Boolean operator AND gate, or an OR gate. Qualitative analysis on the fault tree yielded minimal cut sets, structural importance, and common cause vulnerability. Quantitative analysis yielded simulation of the final top event fault, cut set importance, item importance, and sensitivity. Those factors are basically a measure to represent the priority order of the basic events causing the top event. The critical basic events turned out to be human errors in hand manipulation in terms of scrubbing the palms, backs, fingers, and fingertips of the hands, as well as failure to use hygienic towels for hand drying due to not using disposable paper towels and unhygienic storage of the towels. The priority order of the basic events was consistent between the qualitative and quantitative analyses. Consequently, we found that FTA, with qualitative and quantitative analyses, was a good alternative approach to hazard analysis in HACCP system implementation.     

长输管线失效状况模糊故障树分析方法

采用故障树法分析了长输管线的失效状况,根据管线失效的两种主要模式:泄漏和断裂,建立了管线失效的故障树。通过对故障树的定性分析,可得到引起管线失效的52个最小割集;通过定量分析则可以计算顶事件的发生概率以及进行底事件的重要度分析。采用专家判断法和模糊集理论相结合的方法评估了故障树的底事件发生概率的模糊性,并以长输管线故障树系统中的“安装质量差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为2.3545×10^-4。该方法可为处理模糊事件失效概率提供一种研究思路。     

基于模糊故障树的水下生产系统可靠性分析

开展基于模糊故障树的水下生产系统可靠性分析。分析水下生产系统的工作原理和结构组成,自上而下建造故障树模型;采取上行法对系统进行定性分析确定最小割集;利用梯形模糊数对系统进行模糊定量分析,得出系统模糊失效概率和基本事件模糊重要度。通过分析结果可找出系统的薄弱环节,对其采取措施进行重点防御保护和定时监测维护,也可指导水下生产系统的优化改进。     

长输天然气管线的故障树研究

故障树分析是在复杂系统安全性和可靠性评价中被广泛应用的一项重要技术，在天然气长距离输送管线失效的预测和预防领域具有良好的应用前景。在数据采集和资料分析的基础上，按照泄漏和断裂两大失效模式，建立了某天然气长距离输送管线的故障树。采用故障树的定性分析方法，求得故障树的全部最小割集。采用故障树的定量分析方法，计算出故障树所有基本事件的发生概率、故障树基本事件概率重要度和临界重要度，进而确定了该天然气管线顶事件的失效概率。研究结果表明，制管质量、焊接质量、安装质量以及材料选择、机械损伤和操作人员素质等因素是影响该天然气管线安全可靠性的重要因素。进而开发出了天然气长距离输送管线故障树的计算机分析软件。     

螺杆钻具万向轴故障树模型及花瓣强度分析

针对螺杆钻具中易发生失效的万向轴部分,应用故障树分析方法对其可靠性进行了研究。建立以万向轴总成失效为顶事件的故障树模型,采用"上行法"定性分析了故障树的14个最小割集。利用有限元法对压扭组合作用下的花瓣式万向轴进行了强度分析,分析结果表明,花瓣的根部和最小截面处为高应力区,最易发生断裂失效。通过与现场失效实例对比,验证了有限元分析方法的正确性。     

基于事故树的钻柱失效分析方法

针对复杂地质条件下钻柱失效事故频发、防控措施效果不理想的现状,应用图论中的事故树分析方法,在演绎钻柱失效诱因与防控措施逻辑关系的基础上,建立了钻柱失效事故树模型。运用最小割集与径集分析了钻柱失效的路径和最优防控途径,并以川东北地区钻柱失效为例进行了实例分析。结果表明,该地区钻柱失效概率为56.81%,事故树定量计算结果与实际统计值相符合,证明基于事故树的钻柱失效分析方法切实可行,事故树结构合理,计算结果真实、可靠。同时,通过计算事故树基本事件的3个重要度,为制定钻柱失效防控对策提供了理论依据,增强了防控措施的针对性和实用性。     

基于T-S模糊故障树的高压柱塞泵可靠性分析

针对高压水射流系统中高压水泵的故障发生率无法准确获取,并考虑到其故障状态具有多态性特点,基于T-S模糊故障树分析方法,对高压柱塞泵的可靠性进行分析研究。首先,基于高压柱塞泵的结构组成构建其模糊故障树模型; 其次,利用查阅的高压柱塞泵各部件的历史故障率数据,计算得到顶事件在不同故障状态下的失效可能性; 最后,基于计算结果找出影响整机可靠性的关键部件。以SHP150A型卧式高压柱塞泵为例,利用T-S模糊故障树进行分析研究,找出了影响整机可靠性的关键部件,研究结果可为高压柱塞泵的后续可靠性研究及整机优化提供理论参考。     

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球罐作为天然气储存的主要手段之一，预防它的事故发生，提高其可靠性并延长安全使用寿命，对于安全生产和国民经济的稳定发展具有十分重要的意义。故障树分析方法是从分析失效因果关系中的顶部事件开始直到底部事件。它是由果到因、自上而下地进行分析，具有简明、直观、灵活的特点，是工程系统可靠性分析与评价的有效方法。中对引起天然气球罐发生失效的各个因素进行了系统分析，建立了以球罐失效为顶事件的失效故障树。通过对球罐故障树的分析，得到了故障树的各阶最小割集，确立了天然气球罐失效的主要形式，并提出了相应的改进措施。