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摘要：柴油机是钻井过程中的重要设备之一，为钻井提供能源和动力。在钻井的实际操作过程中会由于柴油的结构或使用环境等因素导致出现故障，从而严重影响钻井工程的进展。本文就钻井中柴油机常常出现的故障谈谈如何进行排除。
关键词：钻井 柴油机 故障
柴油机是一种复杂的热力机械，钻井过程中工况复杂，工作条件恶劣。因此，经常发生故障。由于柴油机的结构和使用环境不同，引起柴油机的故障原因、故障现象也不相同。对待具体故障，应根据不同情况具体分析。下面谈谈钻井用柴油机常见的故障诊断和如何正确保养使用。
一、柴油机故障产生的因素
1.工作机构分析。柴油机超载运转是导致重要零件早期损坏的主要原因。通常认为，超载就是曲轴上载荷超过允许限度。实际上即使曲轴上载荷正常.从应力的角度来说，也可能严重超载。例如，由于主轴承磨损不均而破坏其同轴性时，将使曲轴产生附加弯曲应力，这是因为轴承磨损可引起较大的弯曲变形，可使附加弯曲应力的幅度超过正常工作应力，所以主轴承磨损超过一定限度后，曲轴就经常处于超载状态。这说明工作机构发生故障的基本因素是配合间隙的变化。
2.润滑系统故障及分析。该系统应满足三项基本条件：机油泵的出口压力和流量满足需要；各润滑点的流量分配满足需要；润滑油的理化性能满足要求要保证柴油机运转可靠，这三项条件必须同时满足通常情况，主油道的油压和油温正常，润滑系统的工作就是正常的，但这只能说明机油泵工作正常并不能反映流量分配是否正常。齿轮泵出口安装有溢流阀，如并联油路中某一条受阻，流量的变化就不可能从主油道的油压指示得到判断.发生这种情形时，由于个别轴承的不正常磨损而形成事故隐患，严重时可发生烧瓦事故。润滑油的温度与磨损存在密切联系。温度较低时，润滑油粘度高增加流动阻力，可能发生供油不足造成半干磨；温度较高时。润滑油粘度低可能破坏油膜，也会发生半干磨。油温过高和过低不但损伤轴承，还会加速润滑油的氧化变质，进而引起意外损伤甚至烧瓦。
3.燃料系统故障及分析。该系统工作不正常的结果是直接降低功率和热效率。功率下降后，必须增加供油量以满足增大功率的需要；热效率降低则使废热大量增加。增加的废热往往成为引发一些重大故障的根源，如活塞过热、排气门烧蚀、润滑油结焦和水温、润滑油温异常升高等。
4.冷却系统故障及分析。该系统工作不正常的影响是引起柴油机的过热故障，如功率下降、气缸活塞受强烈摩擦而损坏以及缸盖产生裂纹等。据资料介绍，水冷系统影响可靠性的一个特殊问题是缸套穴蚀，但不是所有水冷柴油机都存在穴蚀问题。
5.使用维护规程得不到有效贯彻。各系列柴油机在使用维护规程中制定了相应的技术措施.如果严格实施维护规程的规定，一般来说柴油机的运转是可靠的，但使用维护规程在实际生产工作中往往难以全面有效贯彻，运转可靠性也就难以保证。因此，柴油机经常发生故障甚至重大事故。
二、钻井柴油机的科学使用保养工艺
1.正确使用润滑油。润滑油具有润滑、冷却、清洗、密封、防锈和缓冲等作用，其中润滑作用是主要的。润滑油通过油泵、管道采用压力和飞溅等方法到达各个摩擦部位，把金属机件的干摩擦变为机油层之间的液体摩擦，可显著地减少机件的磨损，既能节约燃料，又能更好发挥机械的有效功率。
正确选用并及时更换润滑油。选用润滑油牌号主要考虑两个条件：根据柴油机工作条件的苛刻程度选用适当的润滑油品种：根据所在地区季节气温，结合柴油机的性能和技术报告，选用适当的润滑油牌号。虽然有规定的换油周期但因柴油机的磨损程度不同，润滑油质量有差异，再加上地区气候与作业条件的不同，都会影响润滑油的更换周期。换早了造成浪费，换迟了又因润滑油老化而引起柴油机其他的故障。
2.严防水分、柴油流入油底壳。若缸盖、机体有裂纹，缸套阻水圈老化失效或缸垫冲坏，或水冷式机油散热器芯子损坏，都会使冷却水流人油底壳。另外，柴油机在做功过程中总有一些废气窜入油底壳，若通气管被堵，废气中的冷凝水会滴人润滑油中，拆卸缸盖时一定要先将水放净，防止水流入油底壳：更换或添加润滑油时也应防止雨雪或其他水进入润滑油，润滑油遇水后会很快变质，必须立即更换。柴油机喷油泵的供油量过大、供油压力过低或喷油器滴油、雾化不良时，会使喷人缸内的柴油得不到充分燃烧，其中一部分将沿缸壁流入油底壳，致使润滑油变稀，粘度下降过早失去润滑作用。因此要定期检查喷油泵与喷油器，及早更换磨损超限的柱塞，出油阀与喷油咀偶件。
3.防止沙尘杂质进入。沙尘进入润滑油后，会侵入各运动件的配合面，加速机件的磨损，同时产生的许多金属碎屑进入润滑油后将缩短其更换周期。因此，在润滑油存放、加注和更换柴油滤清器时防止灰尘侵人按时保养空气滤清器，以防止由气缸窜入油底壳。若润滑油滤清器过脏被堵，未经过滤的润滑油就会从旁通阀直接流入主油道，既加速机件磨损，也会使润滑油过早脏污失效，因此要按时保养润滑油滤清器。
4.严防怠速运转过长。怠速运转，指柴油机在最低空载低速下运转。这种运转时间不能过长。有些井队在柴油机安装后进行几十小时的怠速磨合；还有的井队在钻机较长时间不工作情况下，也使柴油机继续怠速运转，这无论对性能指标还是寿命指标都是不利的。
柴油机长期怠速运转，柴油机热负荷低，活塞和缸套间隙大，造成柴油机窜机油，使机油消耗量增大。柴油机长期怠速运转，此时由于喷油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油机各缸作功不均匀，特别是此时由于燃烧不好，废气中HC和CO含量增加造成对环境的污染。
柴油机长期怠速运转，柴油机窜机油严重和燃烧不良，所以造成柴油机结碳严重，严重者将导致气阀卡死现象和活塞与缸套之间余隙消除，以至于柴油机无法运转。
5.柴油机的加速加载和停车要缓。一般情况下，柴油机加速加载不要太快。否则将由于柴油机机械负荷和热负荷变化太快.柴油机振动加剧，加速加载越快，柴油机振动越大，烟度越大将导致柴油机零部件的损坏，并使柴油机冒烟增大污染环境，所以一般情况下，应缓慢加载。柴油机启动后应先预热，待润滑油温度高于七十摄氏度时，才允许全负荷运转。在停车过程中，柴油机应先卸载，逐渐降速在怠速运转一段时间，待机油温度、水温降到六十摄氏度后再停车。否则，将由于润滑油温太高。粘度太小，润滑部位形不成油膜，而使柴油机再次启动时造成润滑部的异常磨损。另外，要合理控制冷却水温。
三、结束语
综上，笔者主要围绕钻井柴油机易存在的故障进行了分析。柴油机的使用保养最重要，等到出现了故障再去修理毕竟不是上策。所以文中结合笔者的工作经验谈了钻井用柴油机的科学保养和使用方法，以便增强柴油机的使用寿命。
参考文献：
[1]周莉莉；可重组制造系统设备诊断指标体系及方法探讨[J]；机械设计与制造；2008年07期
[2]李韬；油井钻机关键部件的维修与保养技术研究[J]；中国石油和化工标准与质量；2012年01期
[3]雷晓程；国伟；郭庆钢；；浅谈钻井机械设备的维修保养[J]；中国石油和化工标准与质量；2012年1期
[4]彭世英；王长虹；梁熊；；浅谈石油钻井机械设备保养维修[J]；中国井矿盐；2011年01期
关键词：钻井 柴油机 故障
柴油机是一种复杂的热力机械，钻井过程中工况复杂，工作条件恶劣。因此，经常发生故障。由于柴油机的结构和使用环境不同，引起柴油机的故障原因、故障现象也不相同。对待具体故障，应根据不同情况具体分析。下面谈谈钻井用柴油机常见的故障诊断和如何正确保养使用。
一、柴油机故障产生的因素
1.工作机构分析。柴油机超载运转是导致重要零件早期损坏的主要原因。通常认为，超载就是曲轴上载荷超过允许限度。实际上即使曲轴上载荷正常.从应力的角度来说，也可能严重超载。例如，由于主轴承磨损不均而破坏其同轴性时，将使曲轴产生附加弯曲应力，这是因为轴承磨损可引起较大的弯曲变形，可使附加弯曲应力的幅度超过正常工作应力，所以主轴承磨损超过一定限度后，曲轴就经常处于超载状态。这说明工作机构发生故障的基本因素是配合间隙的变化。
2.润滑系统故障及分析。该系统应满足三项基本条件：机油泵的出口压力和流量满足需要；各润滑点的流量分配满足需要；润滑油的理化性能满足要求要保证柴油机运转可靠，这三项条件必须同时满足通常情况，主油道的油压和油温正常，润滑系统的工作就是正常的，但这只能说明机油泵工作正常并不能反映流量分配是否正常。齿轮泵出口安装有溢流阀，如并联油路中某一条受阻，流量的变化就不可能从主油道的油压指示得到判断.发生这种情形时，由于个别轴承的不正常磨损而形成事故隐患，严重时可发生烧瓦事故。润滑油的温度与磨损存在密切联系。温度较低时，润滑油粘度高增加流动阻力，可能发生供油不足造成半干磨；温度较高时。润滑油粘度低可能破坏油膜，也会发生半干磨。油温过高和过低不但损伤轴承，还会加速润滑油的氧化变质，进而引起意外损伤甚至烧瓦。
3.燃料系统故障及分析。该系统工作不正常的结果是直接降低功率和热效率。功率下降后，必须增加供油量以满足增大功率的需要；热效率降低则使废热大量增加。增加的废热往往成为引发一些重大故障的根源，如活塞过热、排气门烧蚀、润滑油结焦和水温、润滑油温异常升高等。
4.冷却系统故障及分析。该系统工作不正常的影响是引起柴油机的过热故障，如功率下降、气缸活塞受强烈摩擦而损坏以及缸盖产生裂纹等。据资料介绍，水冷系统影响可靠性的一个特殊问题是缸套穴蚀，但不是所有水冷柴油机都存在穴蚀问题。
5.使用维护规程得不到有效贯彻。各系列柴油机在使用维护规程中制定了相应的技术措施.如果严格实施维护规程的规定，一般来说柴油机的运转是可靠的，但使用维护规程在实际生产工作中往往难以全面有效贯彻，运转可靠性也就难以保证。因此，柴油机经常发生故障甚至重大事故。
二、钻井柴油机的科学使用保养工艺
1.正确使用润滑油。润滑油具有润滑、冷却、清洗、密封、防锈和缓冲等作用，其中润滑作用是主要的。润滑油通过油泵、管道采用压力和飞溅等方法到达各个摩擦部位，把金属机件的干摩擦变为机油层之间的液体摩擦，可显著地减少机件的磨损，既能节约燃料，又能更好发挥机械的有效功率。
正确选用并及时更换润滑油。选用润滑油牌号主要考虑两个条件：根据柴油机工作条件的苛刻程度选用适当的润滑油品种：根据所在地区季节气温，结合柴油机的性能和技术报告，选用适当的润滑油牌号。虽然有规定的换油周期但因柴油机的磨损程度不同，润滑油质量有差异，再加上地区气候与作业条件的不同，都会影响润滑油的更换周期。换早了造成浪费，换迟了又因润滑油老化而引起柴油机其他的故障。
2.严防水分、柴油流入油底壳。若缸盖、机体有裂纹，缸套阻水圈老化失效或缸垫冲坏，或水冷式机油散热器芯子损坏，都会使冷却水流人油底壳。另外，柴油机在做功过程中总有一些废气窜入油底壳，若通气管被堵，废气中的冷凝水会滴人润滑油中，拆卸缸盖时一定要先将水放净，防止水流入油底壳：更换或添加润滑油时也应防止雨雪或其他水进入润滑油，润滑油遇水后会很快变质，必须立即更换。柴油机喷油泵的供油量过大、供油压力过低或喷油器滴油、雾化不良时，会使喷人缸内的柴油得不到充分燃烧，其中一部分将沿缸壁流入油底壳，致使润滑油变稀，粘度下降过早失去润滑作用。因此要定期检查喷油泵与喷油器，及早更换磨损超限的柱塞，出油阀与喷油咀偶件。
3.防止沙尘杂质进入。沙尘进入润滑油后，会侵入各运动件的配合面，加速机件的磨损，同时产生的许多金属碎屑进入润滑油后将缩短其更换周期。因此，在润滑油存放、加注和更换柴油滤清器时防止灰尘侵人按时保养空气滤清器，以防止由气缸窜入油底壳。若润滑油滤清器过脏被堵，未经过滤的润滑油就会从旁通阀直接流入主油道，既加速机件磨损，也会使润滑油过早脏污失效，因此要按时保养润滑油滤清器。
4.严防怠速运转过长。怠速运转，指柴油机在最低空载低速下运转。这种运转时间不能过长。有些井队在柴油机安装后进行几十小时的怠速磨合；还有的井队在钻机较长时间不工作情况下，也使柴油机继续怠速运转，这无论对性能指标还是寿命指标都是不利的。
柴油机长期怠速运转，柴油机热负荷低，活塞和缸套间隙大，造成柴油机窜机油，使机油消耗量增大。柴油机长期怠速运转，此时由于喷油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油机各缸作功不均匀，特别是此时由于燃烧不好，废气中HC和CO含量增加造成对环境的污染。
柴油机长期怠速运转，柴油机窜机油严重和燃烧不良，所以造成柴油机结碳严重，严重者将导致气阀卡死现象和活塞与缸套之间余隙消除，以至于柴油机无法运转。
5.柴油机的加速加载和停车要缓。一般情况下，柴油机加速加载不要太快。否则将由于柴油机机械负荷和热负荷变化太快.柴油机振动加剧，加速加载越快，柴油机振动越大，烟度越大将导致柴油机零部件的损坏，并使柴油机冒烟增大污染环境，所以一般情况下，应缓慢加载。柴油机启动后应先预热，待润滑油温度高于七十摄氏度时，才允许全负荷运转。在停车过程中，柴油机应先卸载，逐渐降速在怠速运转一段时间，待机油温度、水温降到六十摄氏度后再停车。否则，将由于润滑油温太高。粘度太小，润滑部位形不成油膜，而使柴油机再次启动时造成润滑部的异常磨损。另外，要合理控制冷却水温。
三、结束语
综上，笔者主要围绕钻井柴油机易存在的故障进行了分析。柴油机的使用保养最重要，等到出现了故障再去修理毕竟不是上策。所以文中结合笔者的工作经验谈了钻井用柴油机的科学保养和使用方法，以便增强柴油机的使用寿命。
参考文献：
[1]周莉莉；可重组制造系统设备诊断指标体系及方法探讨[J]；机械设计与制造；2008年07期
[2]李韬；油井钻机关键部件的维修与保养技术研究[J]；中国石油和化工标准与质量；2012年01期
[3]雷晓程；国伟；郭庆钢；；浅谈钻井机械设备的维修保养[J]；中国石油和化工标准与质量；2012年1期
[4]彭世英；王长虹；梁熊；；浅谈石油钻井机械设备保养维修[J]；中国井矿盐；2011年01期