降低LEAP測井平臺D4CG儀器故障率

長城鉆探工程有限公司測井公司LEAP儀修QC小組

（遼寧盤錦124010）

降低LEAP測井平臺D4CG儀器故障率

長城鉆探工程有限公司測井公司LEAP儀修QC小組

（遼寧盤錦124010）

1 小組概況

LEAP儀修QC小組由10人組成，成員都是來自生產一線的儀修工，具有豐富的現場操作經驗和夯實的理論基礎。以解決生產難題、降低儀器故障率為立足點，開展了一系列的PDCA活動（表1）。

表1 LEAP儀修QC小組概況表

2 選擇課題

隨著長城鉆探工程有限公司業務的不斷擴大，LEAP測井平臺系統已經成為測井公司服務國內外市場的主力儀器。根據儀器保養維修記錄統計，2013年LEAP四臂獨立液壓井徑儀的故障率為19.5%（表2，數據來源于2013年維修記錄本，編號CJ-7.5.2-1JL-53），是LEAP測井平臺系統中故障率最高的儀器。而測井公司《TnPM全面規范化生產維護管理體系—要求》中規定：儀器故障率控制在10%以下。因此選定2014年度PDCA活動課題是：降低LEAP測井平臺D4CG儀器故障率。

3 設定目標

根據測井公司《TnPM全面規范化生產維護管理體系——要求》中規定：儀器故障率控制在10%以下，因此設定的目標是：將LEAP測井平臺D4CG儀器故障率由19.5%降低到8%。

4 目標可行性分析

4.1 測算分析一

由表2可以看出，D4CG儀器歷史最低故障率為7.8%。

表2 2013年LEAP測井平臺儀器故障頻次統計表

4.2 測算分析二

小組成員統計出2013年D4CG儀器上井故障（表3），并對60次故障因素進行了統計分類（表4），確定推靠系統故障是造成D4CG儀器故障的主要因素。如果將D4CG儀器中推靠系統的故障解決，那么依據公式推算，D4CG儀器的故障率將降低到7.5%：（60-37）/308×100%=7.5%。

表3 D4CG儀器2013年上井故障統計表

續表3

表4 D4CG儀器故障分類調查表

綜合以上分析，小組將D4CG儀器的故障率降低至8%是可以實現的。

5 分析原因

針對“推靠系統故障率高”這一癥結，小組成員采用頭腦風暴法，從人員、設備、材料、方法、環境5個方面進行了調查分析，做出了因果分析圖（圖1）。

6 確定主要原因

小組對9個末端原因采用調查分析、現場驗證、現場測量等方法逐一進行了確認。確認標準：測井公司《TnPM全面規范化生產維護管理體系—要求》，儀器故障率控制在10%以下。

圖1 推靠系統故障因果分析圖

井

6.1 井口工違反操作規程

小組采用調查分析的方法，在測井現場共調查了5名井口工，要求其按照標準操作規程連接儀器，他們操作正確，且無通訊故障率為：2/37×100%= 5.4%，低于確認標準，因此為非要因。

6.2 技術培訓少

小組采用調查分析的方法，通過查閱培訓檔案確認，2013年4月針對操作人員進行了技能培訓，并考核合格，達到正確操作儀器的水平，且由于技術培訓少導致的支撐臂折斷的故障率為：1/37×100%= 2.7%，低于確認標準，因此為非要因。

6.3 支撐臂磨損

小組成員作為配隊人員，采用現場驗證的方法，在井場現場驗證8次，確定磨損支撐臂18個（表5）,且支撐臂磨損的故障率為：9/37×100%=24.3%，高于確認標準，因此為要因。

表5 支撐臂磨損現場驗證統計表

6.4 電阻電容斷路

小組采用現場驗證的方法，隨機抽取5個轉換短接放入測井工程車，模擬井場劇烈晃動顛簸的路況，連續試驗5次，每次試驗時長2h，累計試驗時間20h，有4支出現了電阻電容松動、虛焊、脫焊的故障現象（圖2），且電阻電容斷路故障率為：7/37×100%= 18.9%，高于確認標準，因此為要因。

圖2 電路板斷路組圖

6.5 密封圈破損

小組采用現場驗證的方法，隨機抽取5支D4CG儀器拆開后，抽查了2-230、2-231等不同型號的密封圈共50個，僅有1個密封圈有裂痕，密封圈破損的故障率為：2/37×100%=5.4%，低于確認標準，因此為非要因。

6.6 閥芯損壞

小組采用現場驗證的方法，從上井現場取回5個電磁閥閥芯，在調試缸進行保壓實驗（表6），僅有1個電磁閥滿足考核標準，閥芯損壞的故障率為：5/37×100%=13.5%，高于確認標準，因此為要因。

6.7 腔體中有臟物和氣泡

小組通過模擬實驗的方法，采用人工注油方式，在儀修工房定量統計給5支D4CG儀器注油，注油完畢后，進行放油，放油過程中，5支液壓腔體均有臟物和氣泡，且腔體中有臟物和氣泡的故障率為：5/37×100%=13.5%，高于確認標準，因此為要因。

表6 閥芯保壓實驗數據表/MPa

6.8 清洗不凈

小組成員模擬小隊人員清洗D4CG儀器的方式，清洗了5支D4CG儀器，清洗完畢后檢查發現，支撐臂接縫處均卡有小石子未清洗干凈，且清洗不凈的故障率為：4/37×100%=10.8%，高于確認標準，因此為要因。

6.9 貫通線絕緣＜200MΩ

小組通過10次抽樣調查發現，對D4CG儀器常規沖洗保養時，護帽擰到底，未出現推靠系統接頭受潮的現象，且貫通線絕緣＜200MΩ的故障率為：2/37×100%=5.4%，低于確認標準，因此為非要因。

7 制定對策

為降低推靠系統故障率制定的對策見表7。

8 對策實施

8.1 制作防磨塊

8.1.1 設計方案

1）方案一：直接將防磨塊用六方螺絲固定在支撐臂底部外端。不選。

優點：硬件改造工作量小。

缺點：改變了支撐臂的開口直徑，技術參數和指標都得做相應改變和調整，軟件工作量大。

安全性：防磨塊易脫落。

2）方案二：支撐臂底部外端切割一個與支撐臂同寬長5cm、高0.7cm的缺口后，將防磨塊用M5*8不銹鋼內六方螺釘固定。可選。

優點：技術參數和指標不需要調整。安全性：防磨塊不易脫落。

8.1.2 材質選擇

通過材料對比（表8），確定鑲嵌鎢鋼塊符合選材的要求。

8.1.3 效果驗證

將改進后的支撐臂，安裝在D4CG儀器8003#上，與原支撐臂進行模擬井實驗對比（表9）。從表9中可以直觀看出，安裝防磨塊之后支撐臂的耐磨周期延長了一倍。

試驗成功之后，小組將將D4CG儀器8003#投入生產使用（表10），上井效果表明：支撐臂使用周期由2口井延長至4口井，達到了預期設計防磨塊的目標，證明對策一支撐臂的改進有效。

表7 降低推靠系統故障率對策表（2014年）

表8 材料對比表

表9 防磨塊模擬井實驗對比

表108003 #防磨塊效果確認

8.2 重新布線

8.2.1 限流電阻R

改進之后如圖3所示，防止儀器因為顛簸撞擊導致限流電阻松動脫落，同時也對電阻兩端的引線起到了保護作用。

8.2.2 移相電容

上接頭中的移相電容向電機提供啟動電源，改進之后如圖4所示,將移相電容固定,防止引線擠壓。

圖3 限流電阻改進前后對比

圖4 移相電容改進圖

8.2.3 效果驗證

小組成員將改進后的轉換短接安裝在D4CG儀器8004#后，放入測井工程車，模擬井場劇烈晃動顛簸的路況，連續試驗10次，每次試驗時長2h，累計試驗20h后，轉換短接無松動斷路故障。

實驗成功后，將D4CG儀器8004#進行上井驗證（表11）。上井效果顯示：改進后的轉換接頭故障率為零，低于10%，達到了預期改進的目標，證明對策二有效。

8.3 改進端面材料

8.3.1 材料性能比較

原電磁閥針閥端面材質為聚四氟乙烯，該材料的缺點是高壓情況下經硬密封來回開合后，密封面容易變形，失去彈性，保不住壓。小組經過調查后發現，高溫硅橡膠具有優良抗老化耐力，回彈性較強，不易變形，比聚四氟乙烯耐冷耐熱，在-70～250℃之間特性保持不變。小組決定用高溫硅橡膠取代聚四氟乙烯。

8.3.2 效果驗證

小組成員在調試缸中將改進前后的2種電磁閥分別開合50次后，進行保壓試驗（表12），從記錄表12中可以看出，改進后的閥針壓力穩定，無液壓油泄露。

試驗成功后，小組成員將改進后的電磁閥安裝在D4CG儀器8003#并投入生產使用（表13），上井效果顯示，改進端面材質后，電磁閥的使用壽命增長了，達到了預期的目的和要求。證明對策三有效。

表1 12014年改進后的轉換接頭上井效果確認

表12 電磁閥保壓試驗記錄表

表13 改進后電磁閥上井效果確認

8.4 改進注油工藝

8.4.1 改進前后工藝特點

活動前傳統人工注油工藝的缺點是：僅憑借儀修工的經驗和主觀判斷，既無法過濾掉液壓油中的雜質，也無法判斷液壓系統中的氣泡是否排凈，因此經常出現液壓油中殘存的氣泡和雜質導致的儀器故障。

改進后采用抽真空注油，其優點是：隨氣泡排出的液壓油經過濾網清潔之后進入真空注油臺油箱，過濾掉進入液壓腔體的臟物，且能循環使用，節約了液壓油成本；同時從真空注油臺的真空管中能很直觀地看出腔體內是否有氣泡排出。

8.4.2 效果驗證

小組成員將2支D4CG儀器采用不同注油方式注油后進行對比實驗（表14），從表中可以直觀看出，改進注油方法后，液壓腔體內部液壓油的質量有了很大的提高。實驗成功后，小組成員將抽真空注油后的D4CG儀器8003#投入生產使用（表15），上井效果顯示：改進注油方式后，臟物和氣泡導致的電磁閥和平衡活塞故障率低于10%，達到了預期的目標。證明對策四有效。

表14 注油方式對比實驗

表15 抽真空注油上井效果確認

8.5 制作控制盒

1）圖5是控制盒電路圖，圖6是控制盒實物圖，圖7是活動前后推收連接對比圖。控制盒的使用簡化了繁瑣的聯機過程，加快了儀器保養和檢查進度，同時降低了人員搬運連接儀器的風險。

圖5 控制盒電路圖

2）效果驗證。小組成員對測試盒的性能進行測試（表16），實驗表明控制盒顯示值正常且穩定，控制盒工作正常。

圖6 控制盒實物

9 效果檢查

9.1 儀器測井情況

改進后D4CG儀器在2014年8～9月份現場應用（表17），出現4次故障，故障率為7.7%。

9.2 問題解決情況

小組對改進后D4CG儀器故障進行了統計（表18），活動后推靠系統的故障率由原來的61.7%降到0，推靠系統的故障得到有效解決。

圖7 活動前后連接對比圖

表16 控制盒實驗表

表17 改進后D4CG儀器測井情況記錄表

表18 改進后D4CG儀器故障統計表

9.3 目標值完成情況

LEAP測井平臺D4CG儀器的故障率，由活動前的19.5%降到了7.7%，實現了故障率將至8%的預期目標值。

9.4經濟效益

根據測井公司財務統計，累計創效107萬元。本次活動創造的產值情況與成本消耗計算如下：

測井產值＝單井產值×測井成功數量

＝12×（13-1）

＝144（萬元）

生產成本＝上井成本+維修成本+人工+

儀器折舊

＝單井上井成本×測井作業數量+維修成本+人工+儀器折舊

＝2×13+0.5+1.5+0.5

＝28.5（萬元）

QC活動費用＝材料費+現場試驗費+其他費用

＝5.5+2+1

＝8.5（萬元）

本次活動創效＝測井產值－生產成本－

QC活動費用

＝144－28.5－8.5

＝107（萬元）

9.5 社會效益

改進后的D4CG儀器提高經濟效益的同時還有4個方面社會效益：①節約清洗維護保養時間，提高工作效率；②節約維修成本；③提高了小隊測井成功率，增強了小隊的服務能力；④提高了測井時效，降低了測井小隊人員勞動強度。

9.6 鞏固期效果檢查

為了驗證本次QC活動取得的成果，小組在2014年10月對D4CG儀器進行了跟蹤統計(表19)。D4CG儀器的故障率為0，證明此次QC活動取得的效果明顯。

表19 D4CG儀器鞏固期效果檢查

10 鞏固措施

為了鞏固本次QC活動的效果，制定以下鞏固措施：

1）將對策一中支撐臂的改進和對策二中轉換短接的改進上報測井公司，進行工藝變更申請。

2）將對策四中抽真空注油流程和對策實施五中控制盒的使用方法寫入《D4CG儀器維修手冊》。

3）編寫了《D4CG標準操作流程SOP》，在員工中進行分批培訓。

11 總結及今后打算

11.1 總結

1）改進后D4CG儀器解決了生產過程中的實際問題，降低了儀器故障率，并取得了良好的經濟效益和社會效益。

2）通過本次QC活動的開展，提高了小組成員分析問題和解決問題的能力，更好地調動了大家的積極性和創造性。活動完成后，小組成員的質量意識、團隊精神、改進意識、QC工具運用、工作熱情和個人能力等均有提高。

11.2 下一步打算

雖然本次QC活動取得的效果比較明顯，D4CG的故障得到了有效的解決，但在本次QC活動中，小組發現LEAP測井平臺絕緣短節儀器存在無法維護保養的問題。針對這一問題，小組下一步將以《LEAP測井平臺可維護絕緣短節的研制》為題，繼續開展QC活動。

王梅

2015-11-09