石油钻机维护周期多目标优化

．- — — 4 6 ． - — — 石 油 机 械 C H I N A P E T R O L E U M M A C H I N E R Y 2 0 1 1 年 第 3 9卷 第 4期 ． ． 设计计算 石 油钻 机 维 护周 期 多 目标 优 化 王长建 华 剑 ( 长江大学机械 工程 学院) 摘要 为提高钻机利用率，最大限度降低维护成本 ，提高钻 井作业的经济效益，提 出了现代 石油钻机 的维护策 略。首先按 照钻机维护周期的结构 ，分析 了确定 维护周 期的方 法。然后依据 Z J 9 0钻机首次故障数据分布进行最小二乘拟合，确定 了故障分布规律 比较符合威布尔分布，以此 提 出了 钻机维护周期的多 目 标数学模型。最后利用 多 目 标遗传算法，对钻机维护周期进行 了多 目 标优化，确定 了钻机 多目标下的最佳维护周期。 关键词 钻机 维护周期 多目标优化 数学模型 0 引 言 工程系统在使用过程中受载荷和环境作用 ， 其 组成部分不可避免地 出现退化 、故障及失效 ，维修 可以使工 程系统保 持其安全性 、可靠 性和生产质 量 ，节约全寿命成本 ，提高服役效率 ，延长使用寿 命 ] 。维修包含维护和维修 2个方面 ， 维护的目的 是保持机械系统正常工作时不出事故或延迟故障发 生 J 。随着石油 天然气 开发的发展 ，人们 对钻机 维护的要求越来越高 ，传统的依靠维护人员经验维 护的方法 已不能适应现代化钻机维护的客观要求。 为了使现代化的石油钻机获得及时、有效而经济的 维护 ，除了继续深入研究钻机的故障机理 、 故障诊 断和具体的维护方法与技术外 ， 还要全面考虑维护 的效果 、故障维护成本、预防维护成本 、运作时间 等因素。石油钻机最佳维护周期的确定和执行可以 保持现场钻机处于 良好状态 ，提高钻机利用率 ， 延 长钻机使用寿命 。这是钻井公司提高经济效益 ，增 强竞争能力的重要保证，同时也可使维护部门减少 人力 、物力消耗，对优化维护资源，最大限度地降 低维护成本及提高经济效益均具有一定的参考价值。 1 石油钻机 维护策略 有效的维护策略可以减少石油钻机使用过程 中 的停工次数和降低维护成本。维护策略优化是以尽 可能低的因系统劣化带来 的维护费用 ，使系统保持 或恢复到最合适的可靠性 、可用度和安全性能。维 护保养周期应根据钻机使用维护的实际情况，收集 使用维护的各种数据 ，分析钻机各子系统的使用标 准及故障出现的规律等多种因素综合确定。笔者基 于......