Совершенствование методики управления качеством установок скважинного штангового насоса на этапе эксплуатации с использованием CALS-среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат технических наук Митина, Мария Владимировна

• Митина, Мария Владимировна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Митина, Мария Владимировна

Введение

Глава 1. Состояние вопроса по проблеме управления качеством объектов нефтегазового комплекса

1.1 Система менеджмента качества ИСО

1.1.1 Законодательная база систем качества

1.1.2 Общие требования к созданию СМК

1.2 Система управления качеством продукции «цикл Деминга»

1.3 Современная система управления качеством (TQM) 20 Выводы по разделу

Глава 2. Стандартизация - основа построения методики управления качеством

2.1 Анализ российской и зарубежной нормативной документации на скважинные штанговые насосы

Выводы по анализу стандартов

2. 2 Анализ российской и зарубежной нормативной документации на построение CALS-среды

Выводы по анализу стандартов

2. 3 Основные этапы построения методики управления качеством скважинных насосов на этапе эксплуатации

2.3.1 Оценка и диагностика процессов предприятия на основе стандарта ГОСТ Р ИСО 9001

2.3.2 Разработка документации СМК на процессы предприятия на основе стандарта ГОСТ Р ИСО 9001

2.3.3 Формирование требований к CALS-среде

2.3.4 Ведение CALS-среды на основе стандартов предприятия 70 Выводы по разделу

Глава 3. Выбор CALS-системы для реализации разработанной методики

3.1 Обзор CALS-инструментов среди российских и зарубежных производителей

3.2 Написание технического задания (ТЗ) на доработку системы, учитывая требования нормативных документов

3.2.1 Предпроектное обследование

3.2.2 Реинжиниринг бизнес-процессов

3.2.3 Разработка комплекса нормативной документации

3.2.4 Написание технического задания на доработку систему в результате обследования

3.3 Ввод данных с внешних носителей о показателях надежностей изучаемого объекта, характеристика внешней среды (месторождения) 82 Выводы по разделу

Глава 4. Апробация методики с применением CALS-инструмента

4.1 Накопление, систематизация, анализ и обобщение полученных статистических данных

4.2 Выбор и обоснование количественных показателей для оценки надежности штанговых насосов

4.2.1 Влияние внутренних факторов на долговечность штангового насоса

4.2.2 Влияние внешних факторов на долговечность штангового насоса

4.3 Математическая обработка полученных эмпирических данных для определения закономерностей отказов штанговых насосов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методики управления качеством установок скважинного штангового насоса на этапе эксплуатации с использованием CALS-среды»

Задачами стратегического развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) РФ на ближайшие годы определены три направления: переход на инновационное развитие, создание конкурентной рыночной среды и интеграция в мировую энергетическую систему. Все это взаимосвязано с задачами повышения конкурентоспособности оборудования отечественного производства, возобновления утраченного технического потенциала, развития отечественного машиностроения, включая возможности ремонта и обслуживания скважин, насосных установок и т.п. Создание и укрепление собственного производства, собственных брендов, подобных Schlumberger, Halliburton, Weatherford, гармонизация отечественных стандартов с европейскими, обмен технологиями, внедрение успешного зарубежного опыта - все это основа инновационного развития нашей страны и как следствие, повышение эффективности нефтегазового производства.

Для нефтегазовых предприятий, использующих дорогостоящее и сложное оборудование, каким является скважиная установка штангового насоса (СШНУ), вопросы поддержания качества работоспособности оборудования играют важную роль. Это связано не только с тем, что любые поломки - это непредвиденные затраты (срочные закупки запчастей, вызов подрядных организаций, сверхурочные работы), но и с тем, что простои оборудования приводят к невыполнению производственного плана добычи нефти.

Для лучшего взаимодействия и, следовательно, для получения более эффективного результата на предприятиях, занимающихся проектированием, производством, монтажом и эксплуатацией объектов нефтегазового комплекса, разрабатываются различные методы управления качеством на различных этапах жизненного цикла оборудования. Качество оборудования (включая новизну, технический уровень, отсутствие дефектов при исполнении, надежность в эксплуатации) является одним из важнейших средств конкурентной борьбы, завоевания и удержания позиций на рынке. Поэтому управление качествомоборудования стало основной частью производственного процесса и направлено, в том числе, на проверку качества оборудования в процессе его эксплуатации.

В настоящее время много говорится о необходимости использования современных методологий управления основными фондами и поддерживающих их информационных систем известны как CALS-системы (Continuous Acquisition and Life cycle Support). Это нужно для повышения фондоотдачи, поддержания основных фондов в максимальной готовности, сокращения времени простоев и снижения издержек на ремонты оборудования. Однако к разработке и внедрению новых стандартов управления качеством оборудования, равно как и к применению CALS-систем для обеспечения этого качества, следует подходить ответственно: чтобы минимизировать риски в ходе внедрения, предприятие должно быть подготовлено к решению такой задачи.

Теоретически обосновано и практически подтверждено, что наибольший эффект в решении проблем дают не отдельные мероприятия, а системный подход. Использование в нефтегазопромысловом сервисе систем управления качеством органично отвечает вышеупомянутым направлениям развития ТЭК, что обусловлено следующими факторами:

- во-первых, управление качеством является мощным стимулом для активного внедрения инноваций в сферу нефтегазопромысловых работ (НГПР);

- во-вторых, наличие сертифицированной системы управления качеством НГПР повышает конкурентоспособность отечественных сервисных компаний на внутреннем рынке;

- в-третьих, наличие сертифицированной по международным стандартам системы управления качеством создает условия для успешного —выхода -отечественных .сервисных компаний на высокодоходный мировой рынок нефтегазового оборудования.

В нашей стране деятельность по развитию систем и методов управления качеством имеет глубокие корни. Становление отечественного системного подхода к управлению качеством продукции базируется на всесторонних научных разработках. Фундаментальные экономические основы эффективного управления качеством эксплуатации нефтегазового оборудования заложили выдающиеся отечественные ученые: Г. Г. Азгальдов, Б. JI. Бенцман, Б. В. Бойцов В. Г. Версан, В. А. Винокуров, A.B. Гличев, Б. И. Дубовиков, В.Я. Кершенбаум, С. В. Кривенков, М. И. Круглов. В. М. Ларин, Д. С. Львов, В. В. Окрепилов, В. Н. Протасов, В. И. Синько, Б. 3. Султанов, Л. Я. Шухгальтер и др.

В контексте эволюции зарубежного опыта управления качеством выделяются имена таких видных исследователей, как Э. Деминг, Дж. Джуран, К. Исикава, Ф. Кросби, Дж. Стинг, А. Фейгенбаум, Дж. Харрингтон, В. Шухарт и др.

К сожаленью, отечественные нефтегазовые и сервисные компании не имеют достаточного опыта эффективного использования систем управления качеством с учетом специфики нефтегазового оборудования. Особое отставание при этом проявляется в области методологии управления качеством нефтегазового оборудования. В силу указанных сложившихся обстоятельств возникает необходимость целенаправленной постановки работы по созданию методики управления качеством на объект исследования - установки скважинного штангового насоса на этапе эксплуатации с применением современных методов - CALS-систем.

Цель работы. Совершенствование процесса управления качеством нефтегазового оборудования (на примере скважинных штанговых насосных установок (СШНУ)) на этапе эксплуатации -с применением САЬ8-систем, нацеленного на повышение эффективности эксплуатации с учетом характеристики скважины и показателей надежности насосов различных производителей (Рисунок 1).

Рисунок 1. Цели и задачи работы

Для достижения поставленной цели в представленной диссертационной работе решаются следующие основные задачи:

1. Выполнить анализ и обобщение существующих методик в области управления качеством продукции. Выявить их недостатки.

2. Выявить основные требования к методике управления качеством нефтегазового оборудования (на примере СШНУ) на основе стандарта ГОСТ Р

1.5-2004 «Стандартизация в РФ. Стандарты национальные РФ. Правила построения, изложения, оформления и обозначения».

- — 3. Выполнить анализнормативной документации на скважинные штанговые насосы - ГОСТ Р и API, сделать выводы об уровне гармонизации стандартов.

4. Заложить основные требования по построению CALS-среды с учетом требований действующей нормативной документации и специфики исследуемого объекта - штангового насоса.

5. Провести обзор существующей российской и зарубежной нормативной документации в области CALS-систем, сделать выводы об уровне гармонизации документов.

6. Обзор существующих программных продуктов на рынке. Выбрать информационно-аналитическую CALS-систему, интегрирующую средства менеджмента качества и системного анализа данных в механизмы управления качеством оборудования в процессе эксплуатации, учитывая показатель конкурентоспособности и требования нормативной документации.

7. Заполнить справочники CALS-среды по показателям надежности штангового насоса за 2005-2011 гг, используя принцип каталогизации. Найти слабые узлы СШНУ, приводящие к отказам. Установить закономерности действия совокупности характеристик скважины на долговечность и безотказность штанговых насосов по производителям. Определить минимально достаточные требования к персоналу для ведения CALS-среды.

8. Построить математическую модель процесса подбора штангового насоса с учетом характеристики скважины и показателей надежности насосов различных производителей.

9. Разработать практические рекомендации управления качеством эксплуатации СШНУ в виде алгоритмов по принятию решений об использовании/замене оборудования в CALS-среде, алгоритма присвоения категории группы производителям штанговых насосов, алгоритма распределения оборудования в зависимости от коэффициента сложности скважины, выполнение которых в процессе эксплуатации позволит сделать качественный рывок в деле повышения наработки штанговых насосов на отказ, оптимально—подбирая- производителя штангового насоса^ под конкретные условия скважины.

Объект исследований. Объектом исследования являются СШНУ, предметом - методологические и организационные основы повышения качества их эксплуатации путем увеличения межремонтного периода на основе оптимального подбора типоразмера, производителя под заданные условия скважины, автоматизация сбора данных по отказам штанговых насосов посредством CALS-среды*.

Методы исследований. При решении поставленных в работе задач использовались методы системного анализа и научных обобщений, статистическая обработка и анализ фактических промысловых данных, при построении математической модели использованы научно-методические принципы современной науки в областях квалиметрии, метрологии, экспертных методов, методов математической статистики, методов управления качеством, а также принцип каталогизации по сбору информации в CALS-среде.

Научная новизна. Разработана методика управления качеством эксплуатации нефтегазового оборудования (на примере СШНУ) путем построения математической модели плотности распределения наработок штанговых насосов в зависимости от коэффициента сложности скважины и показателей надежности различных производителей, результаты которой были положены в основу практических рекомендаций.

Примечание. Данные о фактических наработках насосов сформированы на базе анапиза результатов эксплуатации реальных объектов, полученных непосредственно нами на различных промыслах, а также заимствованных из опубликованных материалов конференций, источников научно-технической периодической литературы.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в виде алгоритмов по принятию решений об использовании/замене оборудования в CALS-среде, -алгоритма—присвоения - категории группы производителям штангового насоса, алгоритма распределения оборудования в зависимости от коэффициента сложности скважины, выполнение которых в процессе эксплуатации позволит сделать качественный рывок в деле повышения наработки штанговых насосов на отказ, оптимально подбирая производителя штангового насоса под конкретные условия скважины.

•S Рекомендации к стандарту ГОСТ Р 51896-2002 «Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования» в части гармонизации требований с API Specs 11 АХ.

•S Рекомендации по созданию стандарта на построение CALS-среды

S Рекомендации к ведению модуля «Справочник оборудования»

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в Перечень, 2 доклада на конференциях.

Апробация работы. Основные результаты и положения настоящей диссертационной работы были доложены на следующих конференциях: IX Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России, Москва, 4-7 октября 2011 г.; IX Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, 30 января - 1 февраля 2012 года.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы. Работа изложена на 110 страницах машинописного текста, в том числе 17 рисунков в виде схем и графиков, 12 таблиц, список использованных источников, включающий 77 наименований.

Заключение диссертации по теме «Стандартизация и управление качеством продукции», Митина, Мария Владимировна

Основные выводы по работе: Разработана методика управления качеством нефтегазового оборудования (на примере СШНУ) в CALS-cpede, нацеленная на повышение эффективности эксплуатации с учетом характеристики скважины, производителя и показателей надежности насосов.

1. Выполнен анализ и обобщение существующих методик в области управления качеством продукции.

2. Выявлены основные требования к методике управления качеством нефтегазового оборудования (на примере СШНУ) на основе стандарта ГОСТ Р 1.5-2004 «Стандартизация в РФ. Стандарты национальные РФ. Правила построения, изложения, оформления и обозначения».

3. Выполнен анализ нормативной документации на скважинные штанговые насосы ГОСТ Р и API, сделан выводы об уровне гармонизации стандартов.

4. Заложены основные требования по построению CALS-среды с учетом требований действующей нормативной документации и специфики исследуемого объекта - штангового насоса.

5. Проведен обзор существующей российской и зарубежной нормативной документации в области CALS-систем, сделаны выводы об уровне гармонизации документов.

6. Проведен обзор существующих программных продуктов на рынке. Выбрана информационно-аналитическую CALS-система, интегрирующую средства менеджмента качества и системного анализа данных в механизмы управления качеством оборудования в процессе эксплуатации, учитывая показатель конкурентоспособности и требования нормативной документации.

7. Были заполнены справочники CALS-среды по показателям надежности штангового насоса за 2005-2011 гг, используя принцип каталогизации. Найдены слабые узлы СШНУ, приводящих к отказам.

Установлены закономерности действия совокупности характеристик скважины на долговечность и безотказность штанговых насосов по производителям.

8. Построена математическая модель процесса подбора штангового насоса с учетом характеристики скважины и показателей надежности насосов различных производителей.

9. Разработаны практические рекомендации на основе математической модели управления качеством эксплуатации СШНУ в виде алгоритмов по принятию решений об использовании/замене оборудования в САЬ8-среде, алгоритма присвоения категории качества в зависимости от показателей надежности производителей штанговых насосов, алгоритма распределения оборудования в зависимости от коэффициента сложности скважины, выполнение которых в процессе эксплуатации позволит сделать качественный рывок в деле повышения наработки штанговых насосов на отказ, оптимально подбирая производителя штангового насоса под конкретные условия скважины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Митина, Мария Владимировна, 2012 год

1. Барт Т.В. Управление качеством. Учебный курс / Т.В. Барт. М.: МИЭМП, 2008.-42 с.

2. Багаутдинова Н. Формирование системы менеджмента качества. // Проблемы теории и практики управления. 2006. -№ 1.-е. 17-21.

3. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Модели и механизмы систем в управлении качеством. // Проблемы теории и практики управления. -2005. №4.-с. 18-23.

4. Варакута С. А. Управление качеством продукции: Учебное пособие. М.: ИНФРА - М, 2001. -207 с. - ( Серия " Вопрос - Ответ")

5. Варгина М.К. Направления совершенствования работ по управлению качеством в регионах мира. //Сертификация.-1995.- №1.- с.10.

6. Версан В.Г. Интеграция управления качеством, сертификация. Новые возможности и пути развития.// Сертификация. 1994.-№3.-с.З.

7. Владимиров А.И., Кершенбаум В.Я. «Конкурентоспособность и проблемы нефтегазового комплекса». // Москва, 2004.

8. Галеев В.И., Дворук Т.Ю. В помощь предприятиям, готовящим продукцию к сертификации. //Сертификация. 1994.- №2.- с.4.

9. Галеев В.И. Проблемы внедрения стандартов ИСО серии 9000 на примере опыта ряда предприятий. // Сертификация .- 1998.- №3.-с.15.

10. Ю.Гличев A.B. Современное представление о механизме управления качеством продукции. // Стандарты и качество. 1995.- №3.

11. ГОСТ Р 1.0-2004. Государственная система стандартизации РФ. Основные положения.

12. ГОСТ Р 1.5-2004. Стандартизация в РФ. Стандарты национальные РФ. Правила построения, изложения, оформления и обозначения.

13. ГОСТ Р 51896-2002. Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования.

14. ГОСТ 19.201-78. Техническое задание. Требование к содержанию и оформлению.

15. ГОСТ Р 34.601-90. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания;

16. ГОСТ Р ИСО 9001-2008. Системы менеджмента качества. Требования.

17. ГОСТ Р ИСО 9004-2008 Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности.

18. ГОСТ Р ИСО 9000-2008 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

19. ГОСТ Р 1.4-2004. Стандартизация в РФ. Стандарты организаций. Общие положения.

20. ГОСТ Р 1.5-2004. Стандартизация в РФ. Стандарты национальные в РФ. Правила построения, изложения, оформления и обозначения.

21. ГОСТ Р 1.12-2004. Стандартизация в РФ. Термины и определения.

22. ГОСТ 19.201-78. Техническое задание. Требование к содержанию и оформлению.

23. Замятина О., Самойлова О. Ведение секретариатов технических комитетов ИСО: тяжкое бремя или трамплин для прыжка?// Стандарты и качество. 2002. № 3. С. 40-44.

24. Иткин В. Ю., Рыков В. В. «Основы компьютерного моделирования». -М., 2006

25. Как писать СТО?. Пособие под ред. Р. М. Хвастунова

26. Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация / В.Н. Фомин. -М.: ИНФРА-М, 2005 г. 384 с.

27. Кершенбаум В.Я. Дубицкий JI. Г. «Сертификаиция в нефтегазовом машиностроении» М., 2001.

28. Концепция системы стандартизации Российской Федерации. М.: Изд- во стандартов, 1992.

29. Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. М., Изд-во стандартов, 1977.

30. Метрология, стандартизация и сертификация / А.Д. Никифоров, Т.А. Бакиев М: ИНФРА-М, 2005 г. - 422 с.

31. Метрология, стандартизация и сертификация / A.A. Гончаров, В.Д. Копылов. М.: ИНФРА-М, 2006 г. - 240 с.

32. Мюллер К. Некоторые аспекты внедрения систем качества в промышленности// Стандарты и качество. 1998. № 3. С. 58-63.

33. Митина М. В. Наше инновационное решение реализации CALS-технологий у Вас на предприятии единое информационное пространство на базе системы Lotsia PDM Р1ш//САПР И ГРАФИКА, октябрь 2010, с. 50-52

34. Митина М. В. Результат внедрения системы менеджмента качества по ISO 9000 ЗАО «БЮРО САПР» автоматизация бизнес-процессов группы компаний «Русский САПР»//САПР И ГРАФИКА, февраль 2010, с. 50-51

35. Митина М. В., Кершенбаум В. Я. Постановка задачи об управлении качеством штанговых грубинных насосов// Управление качеством внефтегазовом комплексе. М.:2011, №4. - с. 16-18.

36. MC ИСО 10013-95 Руководящие указания по разработке руководств по качеству.

37. Никифоров А. Д.Управление качеством: Уч. пос. для вузов. М.: Дрофа, 2004, 720 с.

38. Ноулер Д., Дж. Хауэлл и др. Статистические методы контроля качества продукция/Пер. с англ.2-е рус. изд. М.: Изд-во стандартов, 1989.43.0гвоздин В.Ю. Управление качеством: основы теории и практики. Уч. пос. М.:Дело и сервис, 2002.

39. Основные положения стандартизации, метрологии и сертификации нефтегазового оборудования. Под ред. В.Я. Кершенбаума. AHO «ТЕХНОНЕФТЕГАЗ». М 2001 г., с. 250.

40. Пичугин К.В. Принцип «постоянного улучшения» в стандартах ИСО 9000 версии 2000 года// Сертификация. 2001. № 3. С. 20-22.

41. Плетнева Н. Документирование системы качества// Стандарты и качество. 2001. №З.С. 75-78.

42. Плетнева. Н.П. ИСО 9001 2000: Новый подход к созданию системы менеджмента качества// Стандарты и качество. 2001. №8. С. 46.

43. Протасов В. Н., Султанов В. 3., Кривенков С. В. «Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи».- М., Недра, 2004

44. Проников A.C. Основы надежности и долговечности машин. М., Изд-во стандартов, 1986.

45. Прохоров Ю.К. Управление качеством: Учебное пособие / Ю.К.Прохоров. СПб: СПбГУИТМО, 2007. - 144 с.

46. Р50.1.029-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю иоформлению.

47. РД 50-34.698-90. Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.

48. Решетов Д.Н., Иванов A.C., Фадеев В.З. Надежность машин. М., Изд-во стандартов, 2002.

49. Рождественский В. Системы менеджмента качества как составная часть системного менеджмента// Аудитор. 1998. № 9. С. 14-19.

50. Рубанюк Ю.Т. Четырнадцать пунктов Деминга программа действий для выживания производителей России? //Стандарты и качество .-1998,-№8,- с.38.

51. Дарищев В. И., Ивановский Н.Ф. Комплекс работ по исследованию и снижению частоты самопроизвольных рс-отказов скважинных насосных установок/Москва.2000г. ВНИИОЭНГ, С. 70-74.

52. Статистические методы контроля качества продукции. М: Издательство стандартов, 1989.- 96с.

53. Теория экономического анализа: Учебник 2-е изд., доп. / А.Д. Шеремет М.: ИНФРА-М, 2005. - 366с.

54. Теория экономического анализа: Учебное пособие / Р.П. Казакова, C.B. Казаков. М.: ИНФРА-М, 2005. - 239с.

55. Управление качеством. Учебное пособие / Б.И. Герасимов, Н.В. Злобина, С.П. Спиридонов. КноРус, 2006. - 245 с.

56. Управление качеством. 2-е изд., перераб. и доп. / С.Д. Ильенкова. -М.: ИНФРА-М, 2006 г. 334 с.

57. Фатхутдинов P.A. Система обеспечения конкурентоспособности. //Стандарты и качество. 1996.- №1.- с.48.63 .ФЗ № 184 «О техническом регулировании»

58. Экономика организации (предприятия): Учебное пособие / A.A. Раздорожный. М.: РИОР, 2007. - 95с.

59. Экономика предприятия (в схемах, таблицах, расчетах): Учебное пособие / В.К. Скляренко, А.И. Кучеренко, Н.Б. Акуленко и др. -М.:ИНФРА-М, 2006. 256с.

60. Ярцев Д. Сертификация систем качества: проблемы, которые можно избежать//Сертификация. 2000. № 8. С. 80-83.

61. API Specsl 1 АХ («Спецификация на погружные штанговые насосы и детали к ним»).

62. АЕСМА S1000D. International Specification for Technical Publications utilizing a Common Source Database.

63. AECMA S2000M. International Specification for Technical Publications utilizing a Common Source Database.

64. DEF STAN 00-60. INTEGRATED LOGISTIC SUPPORT.

65. ISO/IEC 10303 Standard for the Exchange of Product Model Data (STEP)

66. ISO 13584 Industrial Automation Parts Library.

67. ISO/IEC 15288. Systems and software engineering- System life processes.

68. ISO 11179 Information Technology Basic Data Element Attributes.