南加瑞，李照紅，劉萌，王利娜，雍力戈

（1.長(zhǎng)慶油田采油一廠(chǎng)，陜西 延安717409；2.西安宇星石油機(jī)械新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，陜西 西安 710032）

修井機(jī)作業(yè)空間舒適度綜合評(píng)價(jià)研究

南加瑞1，李照紅1，劉萌2，王利娜2，雍力戈2

（1.長(zhǎng)慶油田采油一廠(chǎng)，陜西 延安717409；2.西安宇星石油機(jī)械新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，陜西 西安 710032）

石油修井機(jī)作業(yè)空間的舒適度直接與作業(yè)的可靠性、安全性以及高效性直接關(guān)聯(lián)的。本文針對(duì)石油修井機(jī)作業(yè)空間舒適度的各項(xiàng)指標(biāo)因素，采用模糊數(shù)學(xué)法與層次分析法相結(jié)合的手段計(jì)算各指標(biāo)因素的權(quán)重值與整體舒適度的評(píng)價(jià)分值。評(píng)價(jià)體系的建立及量化的評(píng)價(jià)結(jié)果可以客觀(guān)真實(shí)的反映出石油修井機(jī)作業(yè)空間的舒適度情況，從而有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)。

修井機(jī)；作業(yè)空間；模糊數(shù)學(xué)法；層次分析法

CLC NO.:TE38Document Code:BArticle ID:1671-7988(2015)07-128-03

引言

隨著石油在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與戰(zhàn)略方向中地位的日益突出，修井作業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，使得修井作業(yè)日益嚴(yán)重，修井周期越來(lái)越短[1]。如何提高修井機(jī)作業(yè)的效率，使得作業(yè)更加安全可靠性便成為眾多學(xué)者關(guān)心的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，除修井機(jī)的機(jī)械性能外，其作業(yè)空間的舒適度與作業(yè)的效率、安全和可靠有著最直接的關(guān)聯(lián)性，但目前對(duì)于舒適度的研究大都集中的定性的分析上，很少有進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)工作[2]。特別是因修井機(jī)作業(yè)空間的復(fù)雜性，各類(lèi)數(shù)據(jù)稀少且模糊，使得單一的評(píng)價(jià)方法不足以進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析。根據(jù)此情況，本文采用模糊數(shù)學(xué)法與層次分析法相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，建立評(píng)價(jià)體系，針對(duì)某型號(hào)的石油修井機(jī)進(jìn)行作業(yè)空間舒適度的綜合評(píng)價(jià)研究[3]。

1、作業(yè)空間舒適度指標(biāo)體系的建立

石油修井機(jī)作業(yè)空間舒適度作為一個(gè)評(píng)價(jià)體系，由三個(gè)層次構(gòu)成。第一層為整體評(píng)價(jià)集合A，第二層為4個(gè)評(píng)價(jià)因素Ai，第三層為4個(gè)評(píng)價(jià)因素所包含10個(gè)指標(biāo)因素，其指標(biāo)體系的具體建立結(jié)果如下:

視野舒適度A1={儀表盤(pán)視野N1、大鉤運(yùn)行視野N2、井口狀況視野N3}；

操作舒適度A2={上肢舒適度N4、下肢舒適度N5、}；

空間舒適度A3={容體空間N6，乘坐舒適度N7}；

安全可靠性A4={作業(yè)安全性N8，逃生安全性N9、應(yīng)急操作可靠性N10}；

其后根據(jù)所構(gòu)建的指標(biāo)體系建立作業(yè)空間舒適性的評(píng)分體系，通常將評(píng)分體系分為五個(gè)等級(jí)，用V表示，則有: V={低、較低、一般、較高、高}，其具體評(píng)分表見(jiàn)表1.

表1 作業(yè)空間舒適度評(píng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2、利用層次分析法計(jì)算指標(biāo)因素的權(quán)重值

以本單位生產(chǎn)的某型號(hào)石油修井機(jī)為例，邀請(qǐng)10位權(quán)威專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)因素之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行判斷，利用10分制表示，1、3、5、7、9分別表示重要性相同、后者稍微重要、后者比較重要、后者特別重要、后者極端重要，反之則用1、1/3、1/5、1/7、1/8；處于各重要性之間的用2、4、6、8或其倒數(shù)表示，其后可建立作業(yè)空間舒適度評(píng)價(jià)體系A(chǔ)的權(quán)重關(guān)聯(lián)性，用矩陣M表示[4]。

其后以同樣的標(biāo)準(zhǔn)建立各指標(biāo)因素的權(quán)重矩陣Mn，具體數(shù)值如下所示:

將M與Mn矩陣中的每一列元素相乘，再將相乘后得到的行矩陣中各個(gè)數(shù)值開(kāi)n次方，n為該矩陣的階數(shù)，再將最終的結(jié)果歸一化，可得出風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值U與Un[5]。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以得出修井機(jī)作業(yè)空間的總權(quán)重值U為（0.275，0.138，0.074，0.513）；視野舒適度權(quán)重值U1為（0.163，0.297，0.540）；操作舒適度的權(quán)重值U2為（0.800，0.200）；空間舒適度權(quán)重值U3為（0.333，0.667）；配置風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值U4為（0.081，0.188，0.731）。

3、計(jì)算舒適度的模糊評(píng)價(jià)結(jié)果

在完成修井機(jī)作業(yè)空間舒適的權(quán)重值計(jì)算后，繼續(xù)邀請(qǐng)10位專(zhuān)家，按照表1中給出的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)V，來(lái)對(duì)各個(gè)指標(biāo)因素進(jìn)行評(píng)分。其后經(jīng)過(guò)整理歸納，可構(gòu)建修井機(jī)作業(yè)空間的舒適度模糊評(píng)價(jià)矩陣R與Rn。其構(gòu)建準(zhǔn)則為:若10個(gè)專(zhuān)家，分別有0人、1人、4人、3人、2人對(duì)視野舒適度評(píng)分依次為低舒適度、較低、一般、較高、高，則針對(duì)視野舒適度可以構(gòu)建行矩陣[0，0.1，0.4，0.3，0.2]，依次方式四個(gè)評(píng)價(jià)因素便可構(gòu)建一個(gè)四階矩陣R[6]。

完成作業(yè)空間舒適度評(píng)分體系的構(gòu)建之后，可利用公式B=UR計(jì)算出評(píng)分向量，其計(jì)算結(jié)果如下所示:

其后根據(jù)打分的標(biāo)準(zhǔn)V==[低、較低、一般、較高、高]=[1、2、3、4、5]，結(jié)合最終的評(píng)價(jià)公式Z=BVT，則有:

修井機(jī)作業(yè)空間舒適度評(píng)分Z=BVT=(0.029，0.099，0.363，0.404，0.106)(1,2,3,4,5)T=3.462

其中各評(píng)價(jià)因素視野舒適度、操作舒適度、空間舒適度與安全可靠性的評(píng)分為:從所計(jì)算的評(píng)分結(jié)果可以看出，修井機(jī)作業(yè)空間舒適度總評(píng)分為3.462，處于較高的舒適度標(biāo)準(zhǔn)。其評(píng)價(jià)因素視野舒適度為3.073，處于較高舒適度標(biāo)準(zhǔn)；操作舒適度與空間舒適度評(píng)分分別為2.040與2.334，處于一般舒適度標(biāo)準(zhǔn)；安全可靠性評(píng)分為4.237，處于高舒適度標(biāo)準(zhǔn)。

4、結(jié)論

對(duì)于石油修井機(jī)作業(yè)空間舒適度的綜合評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，其舒適度的問(wèn)題存在很大的不確定性與未知性，且數(shù)據(jù)稀少評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)模糊，給作業(yè)空間的設(shè)計(jì)人員帶來(lái)很大的干擾性[7]。層次模糊評(píng)價(jià)法很好的克服了舒適度評(píng)價(jià)很難定量的問(wèn)題，也盡量的將綜合評(píng)價(jià)的主觀(guān)因素降至最低。

經(jīng)過(guò)綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)本企業(yè)所生產(chǎn)的某型號(hào)石油修井機(jī)作業(yè)空間舒適度總評(píng)分處于較高標(biāo)準(zhǔn)，離高標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)空間舒適度還有不少距離。究其原因主要在于操作舒適度與空間舒適度評(píng)分偏低，僅處于一般舒適水準(zhǔn)，同時(shí)視野舒適度評(píng)分也較低，未達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的要求。在其后的作業(yè)空間設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)空間大小、空間布局、操作面板位置、操縱元件排列等方面進(jìn)行改良，力求提高操作舒適度與空間舒適度的標(biāo)準(zhǔn)。之后若人力、物力充足，則應(yīng)該對(duì)作業(yè)空間所處位置、觀(guān)察窗口布置位置等進(jìn)行研究，將視野舒適度提高至高標(biāo)準(zhǔn)。相信，通過(guò)本課題的研究，可以使得修井機(jī)作業(yè)空間的設(shè)計(jì)更加人性化，從而使得修井機(jī)作業(yè)高效性、可靠性以及安全性。

[1] 束奇,王丙剛,崔運(yùn)靜.基于CATIA的修井機(jī)作業(yè)人體分析與優(yōu)化[J].石油機(jī)械.2011,39(5):79～82.

[2] 屈文濤,徐曉航,徐劍波等.石油修井機(jī)操作室人機(jī)分析[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù).2014(2):68～70.

[3] 歐征,馬清明,孫偉.修井機(jī)安全可靠性模糊綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2011(1):43.

[4] 郭金玉,張忠彬,孫慶云.層次分析法的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào).2008,18(5):148～152.

[5] 鄧雪,李家銘,曾浩健.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及應(yīng)用研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí).2012,42(7):93～100.

[6] 李蔚英,賈承輝,李曉健.橋梁健康狀態(tài)模糊綜合評(píng)判[J].河南城建學(xué)院院報(bào).2014,23(5):22～27.

[7] 韓軍.油田修井作業(yè)自動(dòng)化裝置設(shè)計(jì)與仿真[J].鉆采工藝.2014(11):80～83.

Research on the comprehensive evaluation of workover rig operation space comfortableness

Nan Jiarui1, Li Zhaohong1, Liu Meng2, Wang Lina2, Yong Lige2
（1. Changqing Oilfield Oil Production Plant, Shaanxi Yan’an,717409; 2.Xi’an Yuxing Petroleum machinery new technology development Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710032 )

The comfortableness of petroleum workover rigoperation space is directly related to reliability, safety and efficiency in operation. This paper is aimed at kinds of indicators of the comfortableness of petroleum workover rig operation space. Then calculate the weight value of index factors and the evaluation score of the overall comfortableness by the combination of fuzzy mathematics and analytic hierarchy process method. The establishment of the evaluation system and the quantitative results can objectively reflect the comfortableness of petroleum rig workover operation space, and thus to improving it more targeted.

workover rig; workspace; fuzzy mathematics; analytic hierarchy process

TE38

B

1671-7988(2015)07-128-03

南加瑞，工程師，就職于長(zhǎng)慶油田采油一廠(chǎng)，主要從事石油物資采購(gòu)管理工作。