如何通过设计提高钻探机械的可靠性

2018-01-30李钦元

世界有色金属 2018年10期

李钦元

（福建省核工业二九五大队，福建龙岩 364000）

钻探机械属于我国经常使用的工程机械之一，钻探机械对于我国在地质方面的勘探有着直接性的影响，同时也将影响到我国国民经济。对于钻探机械的安全系数来件对其造成影响的因素相对较多，从而造成了钻探机械在设计阶段有着一定程度的风险，以至于使得在进行钻探工作的阶段出现异常状况的出现导致该工程工作不能正常的进行。因此提出了较为科学的办法经过对钻探设计的合理设计从而使得钻探机械的可靠性得到有效的提高。

1 关于可靠性的概述

所谓的可靠性通常指的是产品在标准的时间还有环境下对以特定量的得任务的完成能力。其中的标准时间通常指的是实际工作中的工作时间或者是行驶里程等，同时其环境通常指的是对工作的外部条件例如：温度、空间、地理位置。再具体的工作过程中，将会面对各种各样的外部环境。

2 关于钻探机械系统的构建

近些年来我国在地质领域得到了大幅度的提高，对于勘测技术也随之得到不断地创新以及应用，从而使得钻探机械快速的发展。现阶段我国在钻探机械以不断地完成了计算机辅助设计以及制造，从而使得我国的钻探设备的设计水平得到深化的发展。

3 关于钻探机械故障原因的分析

所谓的机械故障通常指的就是机械之中的其中的结构或者零部件的规格或者其性能出现异常情况的改变从而造成了机械不能够正常的运行。经常出现的机械故障通常有：破断性故障、机械外部形态故障、机械受腐蚀摩擦引起的故障等。从具体的实际工作中进行分析我们能够了解到故障发生频率较高的为破断性故障以及受腐蚀摩擦引起的故障，从而使得机械不能够正常有效的运行。针对该方面的故障进行分析来讲，第一，有设计的视角进行分析，期初进行对建造材料选择上出现不符合科学标准，进行热处理还有规格出现误差，钻探机械在系统上的设计不符合标准从而使得此类故障的出现。第二，从钻机机械的制造来讲，若是出现制造工艺或者安装上的不恰当的操作，也会引起机械故障的出现。通常出现的情况有对部分零件进行制造的过程中对零件的表面的光滑程度与标准不相符，在进行工作阶段将会使得部分零件的尺寸提前进行缩小的变化，以此造成部分零件无法承担机械运转的压力，同样的因为零件的光滑程度未能达到足够的条件，在进行钻井机械的使用过程中引发大量的热量产生，因此使得钻机机械的系统出现整体性的故障。第三，通过钻井机械的具体使用情况来讲，违反规定的操作忽略掉钻探机械的维护与保养也是引发故障出现的重要因素之一。

4 钻探机械可靠性的设计方法

从宏观的角度进行来讲可以将机械的可靠性设计归为定性与定量两种类型。关于钻探机械的定性来讲，关于钻探机械的可靠性设计的定性往往关注的是进行故障方面的提前预测探究，通过对使用对钻探机械专业性的方案从而实现机械产品提升其可靠性的程度。

对于产品的丰富多样因此对于机械可靠性设计方面其方案也存在一定程度的差异，对于钻探机械的设计办法存在着种类相对较多，针对钻探机械来讲因为受到钻探机械外部环境的严重影响能够使用的可靠性设计手段有：

（1）预防性设计。对于钻探机械工作的外部环境来讲相对较为复杂多样，因此为了有效的解决此种情况，提高钻探机械的可靠性。针对属于串联系统的机械产品来讲，一旦出现某一环节出现异常将会导致整体的系统出现失效的情况出现。

（2）简化设计。一般情况下，结构方面的简单化对于其应力方面便更为简单容易控制。所以在进行钻探机械的设计来讲需要考虑到机械的功能的基础情况下，从而要求结构方面的简单化，因此能够使得钻探机械有着重要的影响。

（3）余度设计方法。所谓的余度指的是机械设计上多余或重复的结构，对于钻探机械的余度的实际可以令钻探机械系统里的部分机构发生故障或者系统中出现失效的情况，从而确保钻探机械系统能够保持良好的运行状态。对于钻探机械中的结构的设计尽管可以有效的提高整体的机械系统对于工作的可靠性，然而使得钻探机械的基本可靠性有一定程度的下降的情况出现。

（4）对于环境适应度的设计。对钻探机械的环境适应程度的设计，再展开钻探机械的相关设计阶段应当考量钻探机械的使用周期里面遭遇的不停的环境因素的影响，通常情况下较为突出的是对机械产品的装配还有运输的阶段出现的冲撞情况以及在此过程中对于机械产品进行保存的干燥程度与空气湿度，在展开对钻探机械的使用过程中，其外部环境的气候条件还有地质方面的因素等影响。从钻探机械的具体情况来讲，需要注重考量对机械工作状态的情况下所遭受的不同的恶劣的外部环境通常变现在土壤中的酸性物质的侵蚀以及外部环境的空间温度和潮湿程度，通过合理有效的设计从而使得钻探机械对外部环境的适应程度得到有效的提高。

5 关于钻探机械可靠性设计的意义

对于钻探机械的可靠性设计对于钻探机械的具体使用情况存在着重要的意义所在。首先对于钻探机械的工作环境来讲，相对较为复杂多变，对于钻探机械的使用情况有着重要的影响，极易造成钻探机械出现故障从而影响整体的钻探工作的进行。其次在对钻探机械进行设计阶段成本问题需要着重考虑的一项重要指标，对于其成本的有效控制能够有效的推动我国在地质勘探方面的发展。