海洋液压钻机综合评价模型及应用

沈理旭，袁 征，罗 衡

（中海油安全技术服务有限公司 湛江分公司，广东 湛江524057）①

海洋液压钻机由于其传动简单、操作集成、作业自动化、占用空间小等特点，使其成为海洋钻修机发展的新方向［1-3］。海洋液压钻机主要包括管子处理装置、液压鼠洞、液压转盘、动力卡瓦、动力大钳、井架、顶驱、液压吊卡、司钻房、液压站等设备，可完成自动上钻、甩钻、起下钻、钻进、倒划眼等主要钻井工序［4］。其中，能集中代表液压钻机传动简约化、操作集成化、作业自动化特点的设备有液压站、井架、司钻房、管子处理装置等。目前，中国海洋首套液压钻机已在我国南海西部油田成功应用［5］。

为了保障钻修井作业过程中人员安全及设备设施的安全运行，使人员伤害和设备损坏降到最低程度，提高本质安全程度，就需要定期地对海洋液压钻机进行风险评估。本文利用模糊综合评价理论［6-8］对影响液压钻机作业安全的因素进行分析，采用“层次分析法”［7-10］确定各评价因素的权重，在此基础上建立海洋液压钻机综合评价模型。通过实例分析，对南海西部油田海洋液压钻机进行了客观的评价，提出了下一步的改进措施和建议，为现场作业提供了参考。

1 海洋液压钻机综合评价模型建立

模糊综合评价法是将模糊的、难以量化的评价因素定量化，从而实现风险的定量评价，应用该方法时，首先需要建立评价指标集［7］。

1.1 建立评价指标集

根据海洋液压钻机部件结构的特点，建立的评估指标如表1所示。

表1 海洋液压钻机评估指标

一级评价因素集为：

1.2 建立评价级别

海洋液压钻机评价级别划分为4 个等级，如表2。

表2 评价级别

计算评价级别向量V。

式中：aj、bj分别为评价区间最大值和最小值。

其实别人的幸福也只是一种表面，关起门来，各人过的日子只有自己清楚，“人无远虑，必有近忧”，也许他没你这样的烦恼，但他肯定有那样的烦恼。日子还得靠自己慢慢过，与其仰望，不如低头好好生活，好好面对，想办法解决。

1.3 建立各指标权重

按照层次分析法中的1-9 标度法［7］，建立各评价指标的初始权重判断矩阵P。

判断矩阵归一化：

则权重向量为：

式中：Wi为各评价指标的权重。

组织5位液压钻机专家，用上述方法对海洋液压钻机一级指标Ui建立判断矩阵，如表3。

表3 判断矩阵

通过计算，可得到相应的权重。

W（Ui）=（0.12，0.26，0.05，0.57），i=1，2，…，4

同理，可计算得出海洋液压钻机二级指标Uij的权重

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 建立单指标评价矩阵

计算评价矩阵：

式中：rij为评价指标i 归属级别j 的概率，其中：ri1+ri2+ri3+…+rim=1。

1.5 综合评价结果

评价向量B 等于权重向量W 乘以单指标评价矩阵R。

综合评价结果G 为

2 实例分析

以南海西部油田某液压钻机为例，组成4位专家成员，制定现场检查表，对该平台液压钻机主机进行评价。

整理汇总专家现场评价表，计算出各个评价指标相对于评语级别的比例数，得到一级指标U1的单因素评价矩阵为：

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

同理，可得其他一级指标的评估向量。

进而可得出总体评价目标U 的评估向量为：

综合评估结果G=0.433 811 25，处于评价级别区间［0.25～0.5］，因此该海洋液压钻机的整体安全性较好。

3 结论

1） 通过建立的海洋液压钻机综合评价模型，可定期对海洋液压钻机主机进行风险评估，及时处理识别出的风险隐患，可提高后续钻修井作业过程的时效性和安全性。

2） 通过对南海西部油田某液压钻机的实例分析，结果表明该液压钻机主机整体安全性较好，日常应加强巡检。

3） 海洋液压钻机各二级指标权重的计算结果表明，电控系统、液压站、司钻房的安全性对海洋液压钻机的影响程度最大，其次是天车、平衡液缸、井架、管子处理装置。权重越大的指标，现场日常巡检过程中越要格外关注。