基于QFD和TRIZ的石油钻机顶部驱动概念优化设计

作     者：郭小朋 

作者单位：西安石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闫文辉

授予年度：2010年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主      题：质量功能分析(QFD) 发明问题解决原理(TRIZ) 顶驱装置 概念设计 

摘      要：质量功能分析(QFD)是优良的工程质量管理体系,其理论不仅能够帮助设计者设计产品且可提高产品的理想化水平。发明问题解决原理(TRIZ)是帮助人们解决技术问题的强有力工具,将二者理论融合与集成可满足用户设计的不同需求且可指导人们“如何做、“如何实施。 针对顶部驱动(顶驱)装置传统设计方法在完善功能需求和解决技术冲突方面存在的缺陷,本文采用QFD理论对顶驱装置进行了系统化分析。获取到影响顶部驱动装置功能需求的可靠性、性能、成本、使用和服务共五大类指标十三个参数,其中包括：故障率、过载性能、环境适应性、钻井扭矩、传动方式、传动效率、控制精度、噪声、价格、能耗性、安全性、移运行、维修率;得出了顶驱装置系统的功能需求与技术特征QFD质量屋图;分析了由用户需求程度重要性得出的十三个参数技术措施及其权重影响;得出改进所需的技术措施,主要包括：控制系统、钻井马达、上卸扣装置、水龙头、自动化程度、平衡系统、冷却系统、运行监控系统、设备管理因素、重量、体积、长度、可安装性等;依据TRIZ理论,得出解决顶驱装置技术冲突的方法及其概念设计的创新点及总体设计方案,通过工程实例演示说明问题的解决方法,证明TRIZ理论的可行性,及其在产品创新中的有效性。最终从模糊决策法给予顶驱装置设计不同方案的综合评价,可知其不同设计方案的优劣之处。 本文采用QFD与TRIZ理论能够有效、合理的针对产品的概念设计获取到切实可行的解决方案;提高产品的设计质量,缩短产品的设计周期。