Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Дисциплины:
2020-07-07 | 654 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Определение показателей надежности нефтегазового оборудования
Методические указания для лабораторных занятий по дисциплинам
«Оценка надежности нефтегазопромыслового оборудования»,
«Основы надежности бурового оборудования»
для студентов всех форм обучения
направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело»,
профиль «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»
Составители
Петрухин Владимир Владимирович
Кандидат технических наук
Петрухина Надежда Ивановна
Тюмень
ТИУ
2017
Определение показателей надежности нефтегазового оборудования: метод.
указ. для лабораторных занятий по дисциплинам «Оценка надежности нефтегазопромыслового оборудования», «Основы надежности бурового оборудования» сост. В.В. Петрухин, Н.И. Петрухина; Тюменский государственный нефтегазовый университет.– Тюмень: Издательский центр БИК ТИУ 2017.– 21 с.
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности
« 1 » декабря 2016 года, протокол № 12.
Аннотация
Методические указания для лабораторных занятий по дисциплинам «Оценка надежности нефтегазопромыслового оборудования», «Основы надежности бурового оборудования» предназначены для студентов всех форм обучения направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело», профиль «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов».
Приведены основные факторы, влияющие на надежность бурового и промыслового оборудования и машин. Рассмотрен метод изучения надежности таких машин.
Указаны критерии оценки работы студента. Даны методические указания по расчету и вопросы для самопроверки.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ | 4 |
1 определениЕ показателей надежности МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ | 4 |
1.1 Исходные данные для расчетов | 5 |
1.2 Определение параметров наработки | 6 |
2 Пример расчета показателей надежности по результатам испытаний | 8 |
Контрольные задания | 9 |
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ | 19 |
КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ РАБОТЫ СТУДЕНТА | 20 |
ЛИТЕРАТУРА | 20 |
ВВЕДЕНИЕ
Изучение основных терминов, понятий и определений, характеристик и особенностей. Методы определения, расчета и их этапы.
Задачи работы: ознакомить обучающихся с материалами по теме методических указаний, определить показатели надёжности по приведенной методике, закрепить полученные знания.
Методические указания для практических занятий по дисциплинам
«Оценка надежности нефтегазопромыслового оборудования», «Основы надежности бурового оборудования»
ОпределениЕ показателей надежности МАШИН И
ОБОРУДОВАНИЯ
В настоящее время быстрыми темпами развиваются различные виды техники, создаются новые высокопроизводительные и дорогостоящие машины. При этом постоянно растут требования к качеству оборудования и машин. Важнейшим показателем качества является надежность машин, от которой в значительной степени зависит эффективность использования.
Буровые и нефтегазопромысловые машины работают в специфической среде, обслуживаются и управляются человеком, поэтому системная оценка надежности целесообразна и необходима. При формальной оценке надежности машины рассматриваются как система, переходящая из одного состояния в другое, что позволяет применить теорию массового обслуживания к определению различных характеристик надежности. При прогнозировании надежности на стадии проектирования принято рассматривать систему человек-машина-окружающая среда.
Факторы, влияющие на надежность оборудования и машин, носят случайный характер, в связи с этим основной метод изучения надежности - статистический. Для решения теоретических вопросов используется теория вероятностей. При изучении и расчете эксплуатационных нагрузок применяется теория случайных процессов, а при решении задач прочности - теория случайных выбросов.
Важными вопросами в теории надежности являются определение показателей надежности машин в эксплуатационных условиях, расчет показателей надежности элементов и систем при проектировании, разработка мероприятий по повышению надежности этих машин.
При определении надежности оборудования и машин в процессе эксплуатации рассматриваются потоки отказов и восстановлении машин. Использование вероятностных методов расчета, учитывающих статистический характер нагрузок и несущей способности деталей и узлов, способствует созданию высоконадежных машин и оборудования. Повышение надежности сводится к снижению уровня нагрузок и напряжений на узлы и детали, повышению несущей способности и износостойкости деталей, упрощению конструктивных схем машин, применению резервирования, улучшению технической эксплуатации машин и других мероприятий.
Исходные данные для расчетов
Исходным материалом для определения показателей надежности должны служить таблицы наблюдений и рабочие графики всех одинаковых машин, проходящих испытания на надежность.
Исходными данными для обработки являются:
-число машин, прошедших испытания, N;
-общее число отказов т (всех машин);
-наработка на очередной, i -й отказ для каждой машины;
ti = Ti - Ti -1, (1.1)
где Ti и Ti -1 – суммарная наработка до момента наступления соответственно i- го и (i - 1 -го) отказа; Dj – ресурс работы каждой j -ой машины до капитального ремонта, т. е. суммарная наработка машины до капитального ремонта; T р i –время устранения неисправности при очередном i -м отказе; – суммарное время обслуживания (подтяжка, смазка).
По исходным данным и по приведенным ниже формулам должны определяться следующие величины:
-опытная средняя наработка на отказ и опытный средний ресурс соответственно:
, (1.2)
(1.3)
-опытные среднеквадратические отклонения наработки и ресурса соответственно:
S Т = , (1.4)
SD = , (1.5)
-опытные коэффициенты вариации наработки и ресурса соответственно:
vT = , (1.6)
vD = , (1.7)
Для машин, которые не ремонтируются или подвергаются только одному виду ремонта, значения наработок и ресурсов совпадают.
При наличии достоверных статистических данных об эксплуатации более 15 одинаковых машин определение показателей надежности можно производить другими методами математической статистики.
В зависимости от полученного коэффициента вариации (v) следует принимать распределение:
при v <0,35 – нормальное, при v >0,35 – Вейбулла.
Таблица 2.1 - Данные по наработке на отказ шламовых насосов
Порядковый номер насоса | Суммарная наработка при замере в случае отказа Ti, ч. | Номер отказа | Наработка на очередной отказ ti,ч | |
по насосам | общий i | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | 634 | 1 | 1 | 634 |
1054 | 2 | 2 | 420 | |
1796 | 3 | 3 | 742 | |
2492 | 4 | 4 | 696 | |
D 1 =3939 | 5 | 5 | 1447 | |
2 | 551 | 1 | 6 | 551 |
765 | 2 | 7 | 214 | |
2148 | 3 | 8 | 1383 | |
D2=2512 | 4 | 9 | 364 |
Окончание табл. 2.1
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
3 | 512 | 1 | 10 | 512 |
1022 | 2 | 11 | 510 | |
3014 | 3 | 12 | 1992 | |
D 3 =4155 | 4 | 13 | 1141 | |
4 | 1126 | 1 | 14 | 1126 |
1672 | 2 | 15 | 546 | |
D4 = 2121 | 3 | 16 | 449 | |
5 | 856 | 1 | 17 | 856 |
1907 | 2 | 18 | 1051 | |
2032 | 3 | 19 | 125 | |
D 5 =3023 | 4 | 20 | 991 |
Всего 15750 ч.
Для подсчета S Т составляется табл. 2.2.
Таблица 2.2 - Опытное среднеквадратичное отклонение наработки на отказ
№ отказа i | ti - = ti -788 | (ti – 788)2 |
1 | 2 | 3 |
1 | -154 | 23716 |
2 | -368 | 135424 |
3 | - 46 | 2116 |
4 | - 92 | 8464 |
5 | 659 | 434281 |
6 | -273 | 74529 |
7 | -574 | 329476 |
8 | 595 | 354025 |
9 | -424 | 179776 |
10 | -276 | 76176 |
11 | -278 | 77284 |
12 | 1204 | 1449616 |
13 | 353 | 124609 |
Окончание табл. 2.2
1 | 2 | 3 |
14 | 338 | 114244 |
15 | -242 | 58R64 |
16 | -339 | 114921 |
17 | 68 | 4624 |
18 | 263 | 69169 |
19 | -663 | 439569 |
20 | 203 | 41209 |
(ti – 788)2 = 4111792 |
S Т = = = 465 (ч.)
Таблица 2.3 - Расчет параметров
ti | lg ti | 1.75 lg ti | ti 1,75 |
634 | 2,802 | 4,90 | 79430 |
420 | 2,623 | 4,59 | 38900 |
742 | 2,870 | 5,02 | 104700 |
696 | 2,843 | 4,97 | 93330 |
1447 | 3,161 | 5,53 | 338800 |
551 | 2,741 | 4,80 | 63100 |
214 | 2,330 | 4,08 | 12020 |
1383 | 3,141 | 5.50 | 316200 |
364 | 2,561 | 4,48 | 30200 |
512 | 2,709 | 4,74 | 54950 |
510 | 2,708 | 4,74 | 54950 |
1992 | 3,299 | 5,77 | 588800 |
1141 | 3,150 | 5,51 | 323600 |
1126 | 3,052 | 5,34 | 218800 |
546 | 2,737 | 4,79 | 61660 |
449 | 2,652 | 4,64 | 43650 |
856 | 2,933 | 5,13 | 134900 |
1051 | 3.022 | 5,29 | 195000 |
125 | 2,097 | 3,68 | 4786 |
991 | 2.996 | 5,24 | 173800 |
Нижняя толерантная граница для гамма-процентной наработки: для
g =0,95:
ч.
X =
lg X = 0,571× lg0,05 =0,571× = -0,571× 1,301 = -0,742=
= ; T 95 = 147 ч.
для g =0,90;
X =
lg X = 0,571× lg 0,106 =0,571× = -0,571× 0,975 = -0,557=
X = 0,277; T 90 = 225 ч.
Значения T 95 и T 90 округляют до ближайших значений ряда R 10 настоящего стандарта.
Окончательные результаты, подлежащие включению в техническую документацию: T 95 = 160 ч., T 90 = 260 ч.
Таблица 2.4 Расчетные данные
Порядковый номер | Di | Di - | |
1 | 3939 | 789 | 622521 |
2 | 2512 | -638 | 407044 |
3 | 4155 | 1005 | 1010025 |
4 | 2121 | -1029 | 1058841 |
5 | 3023 | -127 | 16129 |
Опытная величина коэффициента вариации:
Так как vD <0,35, то принимают нормальный закон распределения.
Определение нижней доверительной границы среднего ресурса:
D ср =
Величину выбирают по справочному приложению для N = 5
(при a = 0,6, a* = 0,8): =0,421
Dср = 3150 - 0,421 × 882 = 2780 ч.
Найденные величины округляют до ближайшего значения и окончательно получают Dср = 2500 ч.
Определение гамма-процентного ресурса
D j =
Величину k выбирают по справочному приложению для N = 5 и величины ¡, принятой заказчиком. Предположим, что ¡ = 0,75, тогда
k = 1,441.
Dj = 3150-1,441 × 880 = 3150—1268 = 1882 ч.
Полученную величину округляют до ближайшего значения ряда R 10.
Окончательный результат D 75 = 2000 ч.
Контрольные задания
На основании результатов испытаний пяти отремонтированных насосов группы надёжности 1 нужно определить показатели надёжности для включения в техническую документацию:
1) опытную величину средней наработки на отказ;
2) опытную величину среднего ресурса;
3) опытное среднеквадратическое отклонение наработки;
4) опытное среднеквадратическое отклонение ресурса;
5) вид закона распределения наработки на отказ;
6) вид закона распределения ресурса;
7) гамма-процентные наработки на отказ;
8) гамма-процентный ресурс;
9) коэффициент технического использования.
Данные из таблицы наблюдений за насосами следующие:
Вариант – 1
1 | 731; 682; 451; 1523; 633 |
2 | 565; 256; 1458; 397 |
3 | 519; 521; 1684; 1153; 921 |
4 | 1128; 539; 493 |
5 | 837; 1026; 163; 973 |
Тп j = 2%; Тр j = 18% от суммарной наработки
Вариант – 2
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 630; 582; 482; 1163; 612 |
2 | 485; 356; 1258; 597 |
3 | 510; 781; 1084; 1453; 941 |
4 | 927; 539; 693 |
5 | 897; 1526; 463; 375 |
Тп j = 3%; Тр j = 19% от суммарной наработки
Вариант – 3
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 752; 782; 554; 1323 |
2 | 560; 356; 1152; 372; 530 |
3 | 469; 421; 1633; 1253; 1021 |
4 | 829; 639; 3953 |
5 | 1037; 1026; 863; 573 |
Тп j = 5%; Тр j = 25% от суммарной наработки
Вариант – 4
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 689; 656; 351; 923 |
2 | 554; 333; 858; 497 |
3 | 510; 420; 584; 1198 |
4 | 1100; 530; 603; 691; 800 |
5 | 837; 1009; 553; 923 |
Тп j = 4%; Тр j = 21% от суммарной наработки
Вариант – 5
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 500; 182; 471; 1313; 553 |
2 | 555; 356; 858; 297 |
3 | 419; 421; 484; 453; 421 |
4 | 228; 511; 422 |
5 | 831; 926; 200; 573 |
Тп j = 9%; Тр j = 18% от суммарной наработки
Вариант – 6
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 451; 582; 471; 823; 433 |
2 | 565; 656; 558; 597 |
3 | 609; 602; 684; 753; 651 |
4 | 828; 645; 593 |
5 | 837; 826; 763; 573 |
Тп j = 7%; Тр j = 28% от суммарной наработки
Вариант – 7
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 731; 552; 651; 723; 603 |
2 | 425; 356; 458; 297 |
3 | 319; 321; 684; 553; 421 |
4 | 328; 339; 493 |
5 | 637; 726; 363; 773 |
Тп j = 10%; Тр j = 30% от суммарной наработки
Вариант – 8
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 332; 382; 351; 423; 333 |
2 | 365; 356; 458; 367 |
3 | 619; 591; 684; 1153; 921 |
4 | 228; 339; 323 |
5 | 537; 626; 463; 573 |
Тп j = 8%; Тр j = 24% от суммарной наработки
Вариант – 9
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 735; 662; 551; 523; 639 |
2 | 555; 356; 858; 497 |
3 | 523; 521; 684; 1253; 521 |
4 | 928; 800; 693 |
5 | 837; 1026; 663; 673 |
Тп j = 11%; Тр j = 29% от суммарной наработки
Вариант – 10
№ насоса | Наработка на очередной отказ ti, час |
1 | 621; 450; 523; 633 |
2 | 565; 256; 1058; 397 |
3 | 421; 1684; 1130; 821 |
4 | 528; 539; 693; 800; 756 |
5 | 777; 826; 463; 573 |
Тп j = 6%; Тр j = 12% от суммарной наработки
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
Значения коэффициентов, k для толерантных границ
нормального распределения, и r 3, (при a = 0,8)
n (N или m) | k | r3 | |||
g = 0,75 | g = 0,9 | g = 0,95 | |||
3 | 1.574 | 2.252 | 2.683 | 0.6125 | 0.70 |
4 | 1.502 | 2.148 | 2.560 | 0.489 | 0.73 |
5 | 1.441 | 2.061 | 2.456 | 0.421 | 0.75 |
6 | 1.401 | 2.004 | 2.387 | 0.376 | 0.76 |
7 | 1.370 | 1.959 | 2.334 | 0.342 | 0.77 |
8 | 1.348 | 1.928 | 2.297 | 0.317 | 0.78 |
9 | 1.329 | 1.902 | 2.266 | 0.296 | 0.79 |
10 | 1.314 | 1.880 | 2.240 | 0.279 | 0.80 |
11 | 1.302 | 1.863 | 2.220 | 0.265 | 0.80 |
12 | 1.293 | 1.849 | 2.203 | 0.253 | 0.81 |
13 | 1.283 | 1.836 | 2.187 | 0.242 | 0.81 |
14 | 1.276 | 1.825 | 2.175 | 0.232 | 0.82 |
15 | 1.270 | 1.816 | 2.164 | 0.224 | 0.83 |
16 | 1.264 | 1.808 | 2.154 | 0.217 | 0.83 |
17 | 1.259 | 1.801 | 2.146 | 0.210 | 0.84 |
18 | 1.254 | 1.794 | 2.137 | 0.203 | 0.84 |
19 | 1.250 | 1.788 | 2.131 | 0.198 | 0.85 |
20 | 1.246 | 1.782 | 2.124 | 0.193 | 0.85 |
25 | 1.231 | 1.761 | 2.098 | 0.171 | 0.86 |
Коэффициенты распределения Вейбулла
v | b | kb | v | b | kb | |
0.365 | 3,0 | 0,893 | 0,775 | 1,3 | 0,924 | |
0,428 | 2,5 | 0.887 | 0.837 | 1,2 | 0,941 | |
0.444 | 2,4 | 0,887 | 0.910 | 1.1 | 0,965 | |
0.461 | 2,3 | 0,886 | 1,00 | 1,0 | 1.00 | |
0,480 | 2,2 | 0,886 | 1.11 | 0,9 | 1,05 | |
0,498 | 2,1 | 0,886 | 1,26 | 0,8 | 1,13 | |
0,523 | 2.0 | 0,886 | 1,46 | 0,7 | 1,27 | |
0,547 | 1,9 | 0,887 | 1,74 | 0,6 | 1.50 | |
0,575 | 1.8 | 0,889 | 2,24 | 0.5 | 2.0 | |
0,605 | 1,7 | 0,892 | 3,14 | 0,4 | 3,32 | |
0,640 | 1.6 | 0,897 | 5.29 | 0,3 | 8,86 | |
0,678 | 1,5 | 0,903 | 15,83 | 0,2 | 120 | |
0.723 | 1,4 | 0,911 |
КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ РАБОТЫ СТУДЕНТА
Виды контрольных мероприятий | Баллы |
Выполнение расчетной работы | 1 |
Оформление | 1 |
Защита | 2 |
ЛИТЕРАТУРА
Основная литература
1. Мирзаджанзаде А.Ч., Степанова Г.С. Математическая теория эксперимента в добыче нефти и газа. М., Недра, 1977, 228 с.
2. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1974.
3. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М., Наука, 1965, 454 с.
4. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М., Наука, 1980, 976 с.
5. Бабаев С.Г. Надёжность нефтепромыслового оборудования.- М.: Недра, 1987, 264 с.
6. Гнеденко В.В., Беляев Ю.Н., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надёжности.- М.: Наука, 1983.
Дополнительная литература
7. Налбандов В.А. Работоспособность оборудования в условиях Крайнего Севера. Учебное пособие. УПИ, Ухта, 1992, 56 с.
8. Бабаев С.Г., Васильев Ю.А. Методика оценки надежности нефтепромыслового оборудования. РТМ 26-11-101-67 ВНИИПТнефтемаш, М.-1969, 58с.
Учебное издание
Определение показателей надежности нефтегазового оборудования
Методические указания для лабораторных занятий по дисциплинам
«Оценка надежности нефтегазопромыслового оборудования»,
«Основы надежности бурового оборудования»
для студентов всех форм обучения
направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело»,
профиль «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»
Составители
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!