论文部分内容阅读
摘 要：柴油机是石油钻井工作中使用的关键设备，为钻井工作提供了强大动力。但随着钻井工作规模的日趋扩大，柴油机等关键设备的使用频率不断增多，因而柴油机使用的高效性、寿命周期的长短等，对于钻井工作进度产生巨大影响。现阶段，由于操作不当、钻井工作环境复杂以及柴油机自身结构特殊等原因，使得钻井柴油机故障的发生不可避免，本文从当前产生的主要故障展开分析，探究其具体原因，并提出针对性的预防对策，为今后钻井柴油机的可靠、高效运转提供参考依据。
关键词：钻井柴油机；故障；预防对策；
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-03-00-01
一、钻井柴油机使用故障分析
（一）工作机构发生故障。钻井柴油机工作机构故障主要表现在曲柄连杆机构的故障，其原因多是配合间隙变化造成的，柴油机间隙变化在于装配或调整错误引起的配合间隙与标准要求不符。在钻井工作中，人们通常将曲轴上的载荷超过允许限度这一现象称为超载，其实不然，从应力角度分析，即便曲轴载荷符合常规要求，也可能已经出现超载。举例来说，若主轴承和连杆轴承配合间隙或扭紧力未达到标准要求，那么柴油机主轴承会磨损，同时产生弯曲变形，那么则会对曲轴造成影响，使其产生附加弯曲应力，长此以往，主轴磨损情况严重，就会将曲轴置于超载状态，情况严重则会产生“烧瓦抱轴”，例如钻井施工中，卡钻、顿钻事故就是因为柴油机突然失去动力造成的。
（二）润滑系统发生故障。钻井柴油机的润滑系统与柴油机使用寿命有着紧密联系，它的作用是将充足的机油传输到传动件摩擦表面，减少了摩擦力，对于柴油机使用寿命的延长起着至关重要的作用。若润滑系统出现故障，则会增加钻井柴油机零部件的磨损，严重情况下可能造成抱瓦、烧瓦。例如，机油压力过高或过低，机油温度异常、消耗量变大等，都是润滑系统故障的表现。对于钻井柴油机而言，机油压力过低，可能是主油道油量供给减少或漏油造成的。而压力过高，则可能表明主油道堵塞。其次，正常机油温度在80℃——95℃，若机油温度不属于这一范围，则会造成轴承损伤，也会使润滑油氧化变质，造成不必要的损失。机油消耗量变大，问题可能出在活塞与缸壁之间，例如：轴颈、活塞表面的划痕可能使密封装置失效，使得机油消耗量增多。
（三）燃料系统发生故障。钻井柴油机燃料系统不断的提供燃料和空气，使设备处于持续运转状态，若燃料系统发生故障，会直接导致功率和热效率的降低。比如柴油机无法启动或启动困难，排气烟色异常等，都是燃料系统故障的外在表现。在钻井工作过程中，钻井柴油机时有发生发动不着或发动后又熄火的现象，这可能是油路堵塞、输油泵故障等多种因素造成的。另外，燃料系统发生故障，还会存在柴油机冒黑烟、白烟、蓝烟等外观异常等现象，这是由于供油提前角不正确造成的。从以往经验总结得出，柴油机冒白烟是由于水温过低（<67℃），加上供油提前角过小，导致柴油燃烧不充分，最终以白色雾滴状排出，形成白色烟雾。相反，若供油提前角过大，也会影响燃烧效率，使得燃油过早燃烧，消耗量不断增加，最终导致爆燃，产生黑烟。而冒蓝烟的原因是由于机油误入了燃烧腔，例如油底壳机油过多、活塞、涡轮增压器等处的机油窜入，都是使柴油机冒蓝烟的主要因素。
（四）冷却系发生故障。冷却系统工作异常会使柴油机过热，功率极大降低，还会对活塞、气缸套等零部件造成损伤。由于柴油机在钻井工作过程中，燃烧温度高达1800——2000℃，若不对其冷却，则会造成零部件的膨胀，破坏其间隙，此时的润滑油会在高温下迅速氧化变质，严重情况下会造成卡死。而过度冷却也是不利于钻井柴油机工作的，温度低零部件间隙变大，润滑油粘度增加，摩擦受阻，也会降低钻井柴油机的功率。
二、钻井柴油机故障排除及预防论述
（一）增强钻井柴油机的日常维护。在长时间钻井工作后，应对柴油机进行维护和检修。保证柴油机怠速运转时间。同时避免柴油机的装配与调整错误，将主轴承与连杆轴承按照标准要求安装，使其间隙符合规定，才能避免严重磨损，能极大提升柴油机的使用寿命。在对钻井柴油机的使用中，做到对辅助装置的日常巡检，看有无螺丝松动、机油泄漏、油路堵塞等现象，柴油机有异常应立即停止钻井工作进行检查维护。
（二）做到对润滑油的正确使用。润滑系统对于钻井柴油机的作用显而易见，因此对于柴油机润滑系统故障应及时排除，并做好预防。首先正确做好润滑油的选择与使用，定期更换机油，由于钻井工作开展所处的地区环境不同，温度气候也不相同，因此润滑油的使用应结合气温来及时更换，选用适合的牌号。其次，润滑油应避免水分、柴油混入，目的是防止润滑油变质。最后还要避免沙尘杂质的进入，在进行钻井工作时，对柴油机做好防护措施，钻井产生较多的沙尘，混入润滑油内，会加速运动件的磨损，也会使润滑油实效，因此应做好滤清器的保护工作。
（三）做好燃料系统的故障排除及预防。燃料系统是钻井柴油机的主要动力来源，应做好日常部件的维护，对供油管路、输油泵等及时清洗、更换，如因杂质堵塞造成柴油机无法启动，可以采取排出空氣和水分或更换燃油滤清器，同时清理堵塞物，这样能使燃油系统正常运转。此外，针对喷油雾化不良、排烟异常等，可以通过调节供油提前角和维修解决。最后，对于柴油机做好季节性故障预防，如冬季或者钻井工作温度较低时，必须选用冬季适用的燃油和机油，避免结冻现象。
（四）加强冷却系统的合理控制。在钻井柴油机使用中，要将冷却水温保持在75——85℃。这样不会出现水温过低，冷却效果达不到，且套缸穴蚀严重，造成其他部件的烧蚀等现象。也不会因水温过低，导致水液化流入油底壳混入润滑油内。此外，工作人员应保证水温在合理范围内，这样能避免冷却不良导致的拉缸等严重事故。因此在钻井工作中，柴油机的加速应尽量缓慢，这样能减少柴油机的震动，也不会产生较大烟雾。同样，停车过程也要慢，经由卸载——怠速运转——停车一系列过程，才能减轻柴油机的磨损，确保柴油机使用寿命。
三、结束语
对于钻井柴油机故障的分析，目的是实现对柴油机科学、合理的运用，为钻井工作的进度提升和成本节约打下基础，实际钻井工作中面临的故障各种各样，本文尚不能详尽阐述，但是通过实践经验的总结，及时做好故障排除和预防工作，定能使钻井柴油机的使用处于高效、节能状态中，为钻井工作的安全及质量保驾护航。
参考文献：
[1]黄宇强.浅析钻井柴油机故障原因与合理使用[J].中国井矿盐.2011（05）
[2]曹胜民.钻井柴油机故障分析与预防[J].中国石油和化工标准与质量.2012（S1）
[3]王峰.谈柴油机常见故障诊断与排除[J].新疆有色金属.2013（02）
关键词：钻井柴油机；故障；预防对策；
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-03-00-01
一、钻井柴油机使用故障分析
（一）工作机构发生故障。钻井柴油机工作机构故障主要表现在曲柄连杆机构的故障，其原因多是配合间隙变化造成的，柴油机间隙变化在于装配或调整错误引起的配合间隙与标准要求不符。在钻井工作中，人们通常将曲轴上的载荷超过允许限度这一现象称为超载，其实不然，从应力角度分析，即便曲轴载荷符合常规要求，也可能已经出现超载。举例来说，若主轴承和连杆轴承配合间隙或扭紧力未达到标准要求，那么柴油机主轴承会磨损，同时产生弯曲变形，那么则会对曲轴造成影响，使其产生附加弯曲应力，长此以往，主轴磨损情况严重，就会将曲轴置于超载状态，情况严重则会产生“烧瓦抱轴”，例如钻井施工中，卡钻、顿钻事故就是因为柴油机突然失去动力造成的。
（二）润滑系统发生故障。钻井柴油机的润滑系统与柴油机使用寿命有着紧密联系，它的作用是将充足的机油传输到传动件摩擦表面，减少了摩擦力，对于柴油机使用寿命的延长起着至关重要的作用。若润滑系统出现故障，则会增加钻井柴油机零部件的磨损，严重情况下可能造成抱瓦、烧瓦。例如，机油压力过高或过低，机油温度异常、消耗量变大等，都是润滑系统故障的表现。对于钻井柴油机而言，机油压力过低，可能是主油道油量供给减少或漏油造成的。而压力过高，则可能表明主油道堵塞。其次，正常机油温度在80℃——95℃，若机油温度不属于这一范围，则会造成轴承损伤，也会使润滑油氧化变质，造成不必要的损失。机油消耗量变大，问题可能出在活塞与缸壁之间，例如：轴颈、活塞表面的划痕可能使密封装置失效，使得机油消耗量增多。
（三）燃料系统发生故障。钻井柴油机燃料系统不断的提供燃料和空气，使设备处于持续运转状态，若燃料系统发生故障，会直接导致功率和热效率的降低。比如柴油机无法启动或启动困难，排气烟色异常等，都是燃料系统故障的外在表现。在钻井工作过程中，钻井柴油机时有发生发动不着或发动后又熄火的现象，这可能是油路堵塞、输油泵故障等多种因素造成的。另外，燃料系统发生故障，还会存在柴油机冒黑烟、白烟、蓝烟等外观异常等现象，这是由于供油提前角不正确造成的。从以往经验总结得出，柴油机冒白烟是由于水温过低（<67℃），加上供油提前角过小，导致柴油燃烧不充分，最终以白色雾滴状排出，形成白色烟雾。相反，若供油提前角过大，也会影响燃烧效率，使得燃油过早燃烧，消耗量不断增加，最终导致爆燃，产生黑烟。而冒蓝烟的原因是由于机油误入了燃烧腔，例如油底壳机油过多、活塞、涡轮增压器等处的机油窜入，都是使柴油机冒蓝烟的主要因素。
（四）冷却系发生故障。冷却系统工作异常会使柴油机过热，功率极大降低，还会对活塞、气缸套等零部件造成损伤。由于柴油机在钻井工作过程中，燃烧温度高达1800——2000℃，若不对其冷却，则会造成零部件的膨胀，破坏其间隙，此时的润滑油会在高温下迅速氧化变质，严重情况下会造成卡死。而过度冷却也是不利于钻井柴油机工作的，温度低零部件间隙变大，润滑油粘度增加，摩擦受阻，也会降低钻井柴油机的功率。
二、钻井柴油机故障排除及预防论述
（一）增强钻井柴油机的日常维护。在长时间钻井工作后，应对柴油机进行维护和检修。保证柴油机怠速运转时间。同时避免柴油机的装配与调整错误，将主轴承与连杆轴承按照标准要求安装，使其间隙符合规定，才能避免严重磨损，能极大提升柴油机的使用寿命。在对钻井柴油机的使用中，做到对辅助装置的日常巡检，看有无螺丝松动、机油泄漏、油路堵塞等现象，柴油机有异常应立即停止钻井工作进行检查维护。
（二）做到对润滑油的正确使用。润滑系统对于钻井柴油机的作用显而易见，因此对于柴油机润滑系统故障应及时排除，并做好预防。首先正确做好润滑油的选择与使用，定期更换机油，由于钻井工作开展所处的地区环境不同，温度气候也不相同，因此润滑油的使用应结合气温来及时更换，选用适合的牌号。其次，润滑油应避免水分、柴油混入，目的是防止润滑油变质。最后还要避免沙尘杂质的进入，在进行钻井工作时，对柴油机做好防护措施，钻井产生较多的沙尘，混入润滑油内，会加速运动件的磨损，也会使润滑油实效，因此应做好滤清器的保护工作。
（三）做好燃料系统的故障排除及预防。燃料系统是钻井柴油机的主要动力来源，应做好日常部件的维护，对供油管路、输油泵等及时清洗、更换，如因杂质堵塞造成柴油机无法启动，可以采取排出空氣和水分或更换燃油滤清器，同时清理堵塞物，这样能使燃油系统正常运转。此外，针对喷油雾化不良、排烟异常等，可以通过调节供油提前角和维修解决。最后，对于柴油机做好季节性故障预防，如冬季或者钻井工作温度较低时，必须选用冬季适用的燃油和机油，避免结冻现象。
（四）加强冷却系统的合理控制。在钻井柴油机使用中，要将冷却水温保持在75——85℃。这样不会出现水温过低，冷却效果达不到，且套缸穴蚀严重，造成其他部件的烧蚀等现象。也不会因水温过低，导致水液化流入油底壳混入润滑油内。此外，工作人员应保证水温在合理范围内，这样能避免冷却不良导致的拉缸等严重事故。因此在钻井工作中，柴油机的加速应尽量缓慢，这样能减少柴油机的震动，也不会产生较大烟雾。同样，停车过程也要慢，经由卸载——怠速运转——停车一系列过程，才能减轻柴油机的磨损，确保柴油机使用寿命。
三、结束语
对于钻井柴油机故障的分析，目的是实现对柴油机科学、合理的运用，为钻井工作的进度提升和成本节约打下基础，实际钻井工作中面临的故障各种各样，本文尚不能详尽阐述，但是通过实践经验的总结，及时做好故障排除和预防工作，定能使钻井柴油机的使用处于高效、节能状态中，为钻井工作的安全及质量保驾护航。
参考文献：
[1]黄宇强.浅析钻井柴油机故障原因与合理使用[J].中国井矿盐.2011（05）
[2]曹胜民.钻井柴油机故障分析与预防[J].中国石油和化工标准与质量.2012（S1）
[3]王峰.谈柴油机常见故障诊断与排除[J].新疆有色金属.2013（02）