海洋液壓鉆機綜合評價模型及應用

沈理旭，袁 征，羅 衡

（中海油安全技術服務有限公司 湛江分公司，廣東 湛江524057）①

海洋液壓鉆機由于其傳動簡單、操作集成、作業自動化、占用空間小等特點，使其成為海洋鉆修機發展的新方向［1-3］。海洋液壓鉆機主要包括管子處理裝置、液壓鼠洞、液壓轉盤、動力卡瓦、動力大鉗、井架、頂驅、液壓吊卡、司鉆房、液壓站等設備，可完成自動上鉆、甩鉆、起下鉆、鉆進、倒劃眼等主要鉆井工序［4］。其中，能集中代表液壓鉆機傳動簡約化、操作集成化、作業自動化特點的設備有液壓站、井架、司鉆房、管子處理裝置等。目前，中國海洋首套液壓鉆機已在我國南海西部油田成功應用［5］。

為了保障鉆修井作業過程中人員安全及設備設施的安全運行，使人員傷害和設備損壞降到最低程度，提高本質安全程度，就需要定期地對海洋液壓鉆機進行風險評估。本文利用模糊綜合評價理論［6-8］對影響液壓鉆機作業安全的因素進行分析，采用“層次分析法”［7-10］確定各評價因素的權重，在此基礎上建立海洋液壓鉆機綜合評價模型。通過實例分析，對南海西部油田海洋液壓鉆機進行了客觀的評價，提出了下一步的改進措施和建議，為現場作業提供了參考。

1 海洋液壓鉆機綜合評價模型建立

模糊綜合評價法是將模糊的、難以量化的評價因素定量化，從而實現風險的定量評價，應用該方法時，首先需要建立評價指標集［7］。

1.1 建立評價指標集

根據海洋液壓鉆機部件結構的特點，建立的評估指標如表1所示。

表1 海洋液壓鉆機評估指標

一級評價因素集為：

1.2 建立評價級別

海洋液壓鉆機評價級別劃分為4 個等級，如表2。

表2 評價級別

計算評價級別向量V。

式中：aj、bj分別為評價區間最大值和最小值。

其實別人的幸福也只是一種表面，關起門來，各人過的日子只有自己清楚，“人無遠慮，必有近憂”，也許他沒你這樣的煩惱，但他肯定有那樣的煩惱。日子還得靠自己慢慢過，與其仰望，不如低頭好好生活，好好面對，想辦法解決。

1.3 建立各指標權重

按照層次分析法中的1-9 標度法［7］，建立各評價指標的初始權重判斷矩陣P。

判斷矩陣歸一化：

則權重向量為：

式中：Wi為各評價指標的權重。

組織5位液壓鉆機專家，用上述方法對海洋液壓鉆機一級指標Ui建立判斷矩陣，如表3。

表3 判斷矩陣

通過計算，可得到相應的權重。

W（Ui）=（0.12，0.26，0.05，0.57），i=1，2，…，4

同理，可計算得出海洋液壓鉆機二級指標Uij的權重

W（U1j）=（0.68，0.12，0.20），j=1，2，3

W（U3j）=（0.16，0.08，0.23，0.38，0.15），j=1，2，…，5

W（U4j）=（0.36，0.21，0.43），j=1，2，3

1.4 建立單指標評價矩陣

計算評價矩陣：

式中：rij為評價指標i 歸屬級別j 的概率，其中：ri1+ri2+ri3+…+rim=1。

1.5 綜合評價結果

評價向量B 等于權重向量W 乘以單指標評價矩陣R。

綜合評價結果G 為

2 實例分析

以南海西部油田某液壓鉆機為例，組成4位專家成員，制定現場檢查表，對該平臺液壓鉆機主機進行評價。

整理匯總專家現場評價表，計算出各個評價指標相對于評語級別的比例數，得到一級指標U1的單因素評價矩陣為：

相 應 的 評 估 向 量 BU1=W （U11）×R1=（0.25，0.72，0.03，0）

同理，可得其他一級指標的評估向量。

進而可得出總體評價目標U 的評估向量為：

綜合評估結果G=0.433 811 25，處于評價級別區間［0.25～0.5］，因此該海洋液壓鉆機的整體安全性較好。

3 結論

1） 通過建立的海洋液壓鉆機綜合評價模型，可定期對海洋液壓鉆機主機進行風險評估，及時處理識別出的風險隱患，可提高后續鉆修井作業過程的時效性和安全性。

2） 通過對南海西部油田某液壓鉆機的實例分析，結果表明該液壓鉆機主機整體安全性較好，日常應加強巡檢。

3） 海洋液壓鉆機各二級指標權重的計算結果表明，電控系統、液壓站、司鉆房的安全性對海洋液壓鉆機的影響程度最大，其次是天車、平衡液缸、井架、管子處理裝置。權重越大的指標，現場日常巡檢過程中越要格外關注。