具有中介状态抽油杆柱失效故障树的可靠性分析VIP专享VIP免费

无具有中介状态抽油杆柱失效故障树的可靠性分析杨延青（西南石油大学机电学院，四川成都610500）摘要：传统抽油杆柱可靠性分析常采用“正常”和“失效”两级突变模式，未考虑到工程实际中的中介状态，本文在分析了抽油杆失效故障树的基础上，提出基于“安全－中介－失效”三级工作模式的抽油杆可靠性分析。采用随机事件的S并运算和T交运算规则，建立具有中介状态抽油杆柱失效故障树可靠性向量的计算方法，求出抽油杆工作期间处于各种工作状态的概率，即安全概率，中介概率和失效概率，算例表明分析结果更加符合实际情况。关键词：抽油杆柱；中介状态，故障树；概率ReliabilityAnalysisforFailureTreeofSuckerRodStringwithIntermediateStateAbstract：Twomutationsstatesofnormalandfailurehavebeenfrequentlyappliedinthereliabilityanalysisoftraditionalsuckerrodstring,withoutconsideringtheintermediatestateinactualengineering.Thereliabilityanalysisforsuckerrodstringwiththree-levelmodeofSafety-Intermediary-Failureisputforward,basedonthefailuretreeanalysis.Akindofalgorithmhasbeenbuiltupforthereliabilityvectorofthefailuretreeofsuckerrodstringwithintermediatestate,withapplicationoftherulesoftheSunionandTintersectionoperationinrandomevents.Theprobabilityofsuckerrod’svariousworkingstateisfiguredout,itcanbealsocalledsafety,intermediaryandfailureprobability.Asaresult,thenumericalexampleshowsthattheanalysisresultmatcheswellwiththeactualsituation.Keywords：SuckerRodString;Intermediatestate;Failuretree;Probability抽油杆的主要失效形式为疲劳断裂和腐蚀疲劳断裂，抽油杆的断脱事故严重影响原油产量，增加了修井费用，提高了原油成本。为了提高抽油杆工作的可靠性和使用寿命，文献从不同角度对抽油杆柱的可靠性进行了研究，对提高抽油杆柱的使用寿命起到了重要作用。把抽油杆柱看成一个系统，而系统的可靠度是指在规定条件下和规定时间内该系统完成规定功能的概率。现有的可靠性理论都是把单元和系统的工作状态分为“安全”和“失效级”,从安全到失效采取“突变”的模式。然而抽油杆柱的“断裂”或者“失效”本身常常具有随机、模糊、中介等多种不确定性因素，这是个动态的变化过程.传统的模糊可靠性理论由于引入了模糊工作状态，因素处理方法不断细化，使得分析模型越来越复杂，计算方法过于烦琐，难以为工程实际所应用。基于此，本文在对抽油杆柱故障树分析的基础上，采用具有“安全—中介—失效”三级工作模式的单元和系统的可靠性分析方法，运用随机事件的并运算和交运算规则，同时考虑了故障树基本事件间的失效相关参数的不无同取值对系统可靠性的影响，给出了具有中介状态的抽油杆柱可靠性向量的计算方法。1理论模型1.1可靠性向量具有“安全—中介—失效”工作状态的单元和系统的可靠性，可以用可靠性向量[7-8]来表示.（1）式中：（简记为R）[0,1]是处于安全状态的概率（简称为安全概率，即传统意义的可靠度）；（简记为M）［0，1］是处于中介状态的概率（简称为中介概率）；（简记为F）［0，1］是处于失效状态的概率（简称为失效概率）.由于3种状态相互独立且完备，故概率间存在:(2)的关系.因此，R,M,F三者中仅有两个独立，总有中介概率:(3)的关系可以利用.当M=0时，即蜕化为原有的“安全—失效”模式，其可靠性向量为［R，F］.本文研究具有N个基本事件的故障树系统的可靠性向量:(4)的计算方法，条件是已知各基本事件的可靠性向量:(5)在分析元和系统的安全状态时，可以把中介状态和失效状态组成“非安全状态”；在分析失效状态时，可以把中介状态和安全状态组成“非失效状态”.这时，具有“安全—失效”模式的并、交模运算规则仍可利用，并能正确地反映中无介状态的影响.1.2模糊逻辑门算子传统故障树分析中顶事件的失效概率是利用逻辑门算子对基本事件发生的概率进行运算获得的.当事件发生的概率采用“安全—中介—失效”三级工作模式处理时，算子采用模糊逻辑门算子[7-10].这里仅对与门和或门进行讨论。取事件发生的概...