Диссертация (Управление качеством противовыбросового оборудования на различных этапах жизненного цикла)

На правах рукописиГусева Татьяна АлексеевнаУПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОТИВОВЫБРОСОВОГООБОРУДОВАНИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛАСпециальность: 05.02.23 – Стандартизация и управление качествомпродукцииАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква 2013Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газаимени И.М.

ГубкинаНаучный руководительКершенбаум Всеволод Яковлевич,заслуженный деятель науки РоссийскойФедерации, доктор технических наук,профессорзаведующий кафедрой стандартизации,сертификации и управления качествомпроизводства нефтегазового оборудованияРГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.Официальные оппоненты:Панкина Галина Владимировна,доктор технических наук, профессорректорФГАОУДПО«Академиястандартизации,метрологииисертификации».Григорьев Леонид Иванович,доктор технических наук, профессорзаведующий кафедрой автоматизированныхсистем управления РГУ нефти и газа имениИ.М. Губкина.Ведущая организацияФГБОУ ВПО «Уфимский государственныйнефтяной технический университет».Защита состоится 17 июня 2013 года в 14:00 на заседании диссертационногосовета Д 212.200.01 при Российском государственном университете нефти игаза имени И.М.

Губкина по адресу: Ленинский проспект, 65, ГСП-1, Москва,119991, ауд.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российскогогосударственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.Автореферат разослан _____ мая 2013 года.Ученый секретарьдиссертационного совета,к.т.н., доцентТ.А. ЧерноваОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальностьтемыисследования.Статистикаобъектовнефтегазодобычи показывает, что основными видами происходящихежегодно аварий являются газонефтяные выбросы и фонтаны, взрывы ипожары - 57% от общего количества инцидентов. Открытые газовые инефтяные фонтаны, возникающие при бурении скважин, представляют собойнаиболее сложные аварии в нефтегазовой промышленности.

Их появление нетолько нарушает процесс строительства скважины, но и приводит кзначительному экономическому и экологическому ущербу.Ярким примером последствий открытого фонтанирования служитвзрыв платформы Deepwater Horizon в 2010 году у побережья США,переросший в техногенную катастрофу регионального масштаба.

Согласноотчету компании-оператора BP убытки составили около 100 млрд. долл.США и продолжают возрастать. Расследование причин показало, что однойиз них являлся отказ противовыбросового оборудования. В свою очередь,согласно статистике Ростехнадзора в России за последние 10 летзарегистрировано 57 открытых фонтанов.В случае рассмотрения противовыбросового оборудования (ОП), каксложной технической системы, можно утверждать, что его качество вомногом определяется надежностью, в особенности безотказностью идолговечностью, так как эти показатели обуславливают безаварийноебурение скважин на сухопутных и морских нефтегазовых месторождениях.Надежность противовыбросового оборудования, предназначенного длягерметизации устья скважины, определяется в процессе установлениятребований к оборудованию (на этапе стандартизации), его конструирования,изготовления и эксплуатации.

Важность каждой из перечисленных стадийжизненного цикла противовыбросового оборудования трудно переоценить,равно, как и представляется сложным выделить приоритетность какого-либоэтапа по сравнению с другими.Вопрос управления качеством противовыбросового оборудования внаучных исследованиях практически не затронут в сфере стандартизации, атакже недостаточно раскрыт в области проектирования и производства ОП.Кроме того, в существующих научных работах не представлены подходы кулучшению качества ОП в контексте оценки рисков при его эксплуатации.Недостаточная степень научной проработки проблемы, ее высокоепрактическоезначениедляповышенияконкурентоспособностиотечественного противовыбросового оборудования и актуальность вусловиях вступления в ВТО обусловили выбор темы диссертационногоисследования и определили его цель.Целями работы являются определение уровня риска отказапротивовыбросового оборудования, приводящего к фонтану, сопоставлениемеждународной, межгосударственной и национальной нормативнойдокументации для создания обновленного стандарта на противовыбросовоеоборудование, рассмотрение особенностей проектирования ОП в части3требований к резервированию и совершенствование FMEA-анализапроизводства противовыбросового оборудования.Для достижения поставленных целей определены следующие задачиисследования:1.

На базе кластерного анализа разработка методики созданияобновленногостандартанапротивовыбросовоеоборудование,гармонизированного с международными подходами и учитывающеготребования региональной, национальной и отраслевой отечественной изарубежной нормативной документации.2. Исследованиеисравнительныйанализмеждународной,региональнойинациональнойнормативнойдокументациинапротивовыбросовое оборудование, основанное на предложенной методике,разработка проекта обновленного стандарта на противовыбросовоеоборудование.3. Исследование влияния требований стандартов различных систем науровни рисков отказов противовыбросового оборудования.4.

Проведение сравнительного анализа требований российской,американской и норвежской нормативной документации к управлениюкачеством противовыбросового оборудования на этапе проектирования (напримере резервирования превенторного блока).5. Разработка методики управления качеством противовыбросовогооборудования на технологическом этапе на примере уплотнительного узлакольцевого превентора.Объектом исследования являются методики управления качествомпродукции на различных этапах жизненного цикла.Предметом исследования является система управления качествомнефтегазового оборудования на примере противовыбросового оборудования.Научная новизна настоящего исследования:- впервые предложена формализация и разработана методика созданияпроекта обновленного стандарта на противовыбросовое оборудование,учитывающего на базе кластерного анализа требования международной,региональной, национальной и отраслевой отечественной и зарубежнойстандартизации, для чего предложена схема упорядочения кластерногомножества на субкластерные блоки, что существенно упрощает процессформирования нормативного документа,- впервые установлена зависимость уровней рисков отказовпротивовыбросовогооборудованияоттребованийнормативнойдокументации различных систем стандартизации,- разработан алгоритм управления качеством противовыбросовогооборудования на технологическом этапе, заключающийся в использованиицикла DMAIC концепции «Шесть сигм» и совершенствовании метода FMEA,предполагающего проведение анализа производственного процесса пофункционально-технологическому признаку и определение потенциальных4дефектов элементов ОП, причин их возникновения и последствий прииспытаниях и эксплуатации.Теоретическая и практическая значимость работы.Результаты настоящего исследования способствует развитию теорииуправления качеством оборудования на различных этапах жизненного циклапродукции.Разработанная система управления качеством противовыбросовогооборудования нашла непосредственное практическое воплощение внормативных документах различных уровней, сформированных при нашемучастии:- национальный стандарт ГОСТ Р ИСО 13533 «Нефтяная и газоваяпромышленность.

Оборудование буровое и эксплуатационное. Оборудованиесо стволовым проходом»,- рекомендации в проекте «Правил безопасности при освоении морскихопасных нефтегазовых объектов,- технические условия производства уплотнительных элементовпревентора в условиях единичного и мелкосерийного выпуска.Методология и методы исследования.Научная методология настоящей работы основывается на системномподходе к изучаемой проблеме и комплексном рассмотрении различныхметодик и методов управления качеством с учетом возможности ихприменимости для противовыбросового оборудования.

Методологическойбазой послужили труды отечественных и зарубежных ученых по вопросампроектирования, изготовления и эксплуатации противовыбросовогооборудования.Научные методы, применяемые в настоящей работе, включаюткластерный анализ, в том числе метод парных сравнений и разработанныйнами субкластерный подход к формированию нормативной документацииразличныхсистем(международных,международнопризнанныхрегиональных, национальных и др.), метод функционального моделированияIDEF0, метод анализ рисков, FMEA-анализ, концепцию «Шесть сигм» и циклDMAIC.Исследование проводилось на основе действующей законодательной инормативной базы Российской Федерации, технических регламентовТаможенного союза, межгосударственных документов стран СНГ, а такжезарубежной и международной нормативной документации.Положения, выносимые на защиту:1.

методика проведения кластерного анализа (включая субкластерныйподход) международной, региональной, национальной и отраслевойдокументации и формирование на его основе рекомендаций по созданиюобновленного стандарта на противовыбросовое оборудование,2. метод сравнительного анализа различных документов на базеоценивания научно-технического уровня их требований в рамках разработкиобновленного стандарта на противовыбросовое оборудование,53. метод сопоставительной оценки документов различных системстандартизации покритериюуровня эксплуатационныхрисковпротивовыбросового оборудования,4. методикаопределениявлияниястепенирезервированияпревенторногоблоканаэффективностьуправлениякачествомпротивовыбросового оборудования,5.

алгоритм проведения цикла DMAIC концепции «Шесть сигм» врамках системы управления качеством противовыбросового оборудования наэтапе его производства,6. методика совершенствования FMEA-анализа в рамках системыуправлениякачествомпротивовыбросовогооборудованиянатехнологическом этапе, основанного на предложенном нами функциональнотехнологическом подходе,7. методоцениваниявлияниятехнологическихпараметровпроизводства противовыбросового оборудования на эксплуатационные рискиОП.Степень достоверности и апробация результатов.Достоверность научных результатов и выводов настоящей работыподтверждается результатами анализа значительного по своему объемуинформационного массива зарубежных и отечественных нормативныхдокументов, научно-технических отчетов российского и иностранногопроисхождения, периодической литературы в сопоставлении с даннымисобственных экспериментальных и аналитических исследований и расчетов.Основные положения и результаты диссертационного исследованиядокладывались и получили положительную оценку на пяти всероссийских имеждународных научно-технических конференциях.

В их числе Девятаявсероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов попроблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовойпромышленности» (Москва, 2011), IX Всероссийская научно-техническаяконференция «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплексаРоссии» (Москва, 2012), Международная молодежная научная конференция«Нефть и газ» (Москва, 2009, 2012-2013 гг.). Подходы, полученные внастоящей работе, были применены при подготовке проекта национальногостандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 13533 «Нефтяная и газоваяпромышленность.

Оборудование буровое и эксплуатационное. Оборудованиесо стволовым проходом. Общие технические требования», соавторомкоторого мы являемся.Публикации. Основные результаты работы представлены водиннадцати научных публикациях в различных сборниках научных трудов ипериодических изданиях, в том числе в семи статьях в специализированныхжурналах, рекомендованных ВАК РФ.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из двух томов,включающих введение, четыре главы, общие выводы по работе, списоксокращений и условных обозначений, словарь терминов, список литературы,6представленного 186 источниками (все – 1 том диссертации), а также 15приложений (2 том диссертации).