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摘要： 由于进油管与回油管内压力不同，喷油器内的回油不能直接连接到进油管上供柴油机燃烧，只能将回油管连接到废油桶或其它容器中，因回油被污染所以不能继续使用，长期积累造成很大的燃油浪费。本论文着重于研究钻井柴油机回油回收利用技术。
Abstract： Due to the different pressures in the oil inlet pipe and the oil return pipe， the oil return in the fuel injector cannot be directly connected to the oil inlet pipe for diesel engine combustion. Only the oil return pipe can be connected to a waste oil drum or other container because the oil return is contaminated. Therefore， it cannot be used continuously， and long-term accumulation will cause a lot of fuel waste. This dissertation focuses on the research of oil recovery and utilization technology of drilling diesel engine.
關键词： 钻井柴油机;回油技术;回收技术;利用
Key words： drilling diesel engine;oil return technology;recovery technology;utilization
中图分类号：TE951 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）18-0215-02
0 引言
当钻井柴油机处于运行状态的时候，在喷油器内剩有一些燃油需要回收，避免造成浪费。通常回油存放容器一般都存放在机房后台底座下面或柴油机底座上，经常需要查看容器中油的液面并及时清理，以防止溢出[1]。为了对燃油合理利用，就需要采用钻井柴油机回油回收利用技术。
1 柴油机喷油器回油回收装置的研究以及取得的成果
1.1 研究内容以及技术指标 柴油机喷油器回油回收装置的研究中，重点研究柴油机喷油器回油回收装置，优化设计柴油机燃油系统进油管线及回油管线，同时对单流阀作用机理进行研究。在研究的过程中，所涉及到的技术指标涵盖四个方面：研制1套钻井柴油机回油回收装置，解决喷油器回油回收及环境污染等难题;相对于改造前节约燃油消耗1‰;通过对柴油机燃油系统进、回油管线优化设计，提高现场管理水平;申报实用新型专利一项[2]。
1.2 取得的成果 所研究的回油回收装置适用于济柴2000系列钻井柴油机，优化设计柴油机燃油系统进油管线金额回油管线，使单流阀作用机理研究工作完成并现场选型配套。
2 钻井柴油机回油回收利用技术的研究
2.1 方案设计 方案一：在柴油机进、回油管路上加装一个三通管，直接将柴油机喷油器及喷油泵回油管线连接到柴油机进油管线上。因柴油机喷油器内的回油压力低，进油管线中的压力高，进回油管线联通后，进油管线中的燃油会压到回油管线中，使喷油器中多余的燃油无法流出，因此该方案不可行。方案二：将多台柴油机喷油器内的回油均通过管线连接到一个回收容器中，在容器中增加供油泵及过滤装置，过滤后的燃油通过供油泵及管线连接到柴油机进油管线中。该方案容易设计制作，但是存在增加设备较多，故障点多，需要人工维护等缺点[3]。方案三：设计一个带有减压、防止回流作用的回油装置。在原来的柴油机油路中加装一个带进、回油三通接头的回油装置，将进油管线与回油管线连接到一起，柴油机在运转时喷油器内的回油可以通过管线在减压装置及节流阀的作用下直接流到柴油机进油管路中，供柴油机燃烧做功用。（图1：回油装置）
在柴油机停止运转时，进油管路内的燃油被单流阀阻隔，不会串流到回油管路中。该方案无需增加过多的设备、设施，无需人工操作、维护，可以省掉回油回收容器，防止燃油被二次污染，节省人工及燃油成本，防止环境污染，因此该方案可行。（图2：方案三的设计图）
2.2 单向阀机理研究 单流阀的作用是解决进油管路油压高回油管线压力低的问题，可以防止燃油串入回油管中。但是单流阀的开启压力、适用流体、温度、弹簧及密封材料的材质、连接方式等需要满足柴油机油路使用要求[4]。单向阀的开启压力要略低于上油管线处产生的吸力，因此选用了尺寸较小、压力较低的微型节流阀。为避免腐蚀和渗漏，弹簧及密封材料优选了不锈钢材质。（图3：单流阀）
2.3 现场回油管线改造 使用现场钻井柴油机喷油泵和燃油滤清器内多余的燃油，回流到输油泵进口供柴油机继续使用。但各缸喷油器内多余的回油因喷油泵、喷油泵支架及喷油器回油管线均放置到同一个容器中，柴油、机油、水等混合后无法作为柴油机燃料继续使用，只能作清洗或者作为废油回收，长期积累造成很大的燃油浪费[5]。且有的钻井队在机房底座下面放置回收容器，有的在柴油机底座上放置回收容器，既不美观又不符合柴油机安全使用规定。通过对回油管路进行改造，使柴油机进、回油管路更加整齐规范，连接更加方便、快速，可有效的防止柴油渗漏[6]。 通过现场多口井的试验发现，因现场柴油机振动较大，快速易拆装的连接接头，并不适用于现场使用环境容易产生渗漏，因此最终选用了丝扣式接头进行连接，效果更好[7]。
3 柴油机喷油器回油回收装置研究成果试验
3.1 试验成果 在50622、50537钻井队对柴油机喷油器回油回收装置试验6个月，对现场的试验情况跟踪分析，在技术上不断改进，使装置的功能更加完善。
本次实验获得三项成果，具体如下：①针对该项目存在的技术难题，针对项目的主要技术难点，陆续开展了柴油机喷油器回油装置的设计制造工作，经过现场试验与不断改进，最终制造出符合现场安装要求，且不改变原设备结构，节油环保的回油再利用装置。该回油回收装置节油效果明显，每天每台柴油机可节约柴油5-10升，节约燃油消耗1‰。②通过对回油单流阀的机理研究，优选回油单流阀压力、流量等参数，解决了柴油机进油管路中柴油的流量、压力均大于回油管路，容易造成柴油机进油管路与回油管路串流、憋压的问题。③对原柴油机部分进油管线、回油管线重新设计制作，使管线走向合理、整洁，便于安装、拆卸，消除柴油渗流现象，防止环境污染[8]。
3.2 结论 ①节油效果明显。在第三钻井公司50622队、50537队现场6台柴油机试用6个月。在50622队现场3台G12V190PZL-3柴油机上安装使用，每台柴油机每天节约4升柴油;在50537队现场3台A12V190PZL电控柴油机上安装使用，每台柴油机每天节油8至10升柴油。②经过现场操作使用，节省了人工观察回油回收容器是否溢出的工作，以及每天清理容器中的柴油的时间及工作量，减轻了现场操作人员的工作强度，提高了工作效率。
③改善作业环境，降低环境污染风险。通过对回油管线重新设计改造，使管路走向更加合理、美观，可有效的防止渗漏和溢出风险。柴油机回油直接被利用后减少了废油回收费用，降低了废物排放和环境污染。④形成适用于2000系列钻井柴油机的回油回收装置，对柴油机燃油系统进、回油管线进行优化设计，提高了现场管理水平[9]。
使用钻井柴油机90%以上均为济柴或胜动制造的钻井柴油机，存在柴油机喷油器回油回收利用问题，该方案可以达到省时、省力，减少环境污染，降低燃油成本，能够产生良好的经济效益和社会效益，具有一定的推广价值。
4 经济效益和社会效益
钻井柴油机回油回收利用技术经过6个月的现场试验，在平均井深与项目实施前相当的情况下，取得了一定的经济效益。经现场计量，一台2000系列机械喷油泵钻井柴油机运转24小时，各缸喷油器回油约为4升/天，按每年运转250天计算，250天×4升=1000升，约840公斤。每年每台柴油机可节约燃油费用0.84×7000=5880元。渤海钻探在用钻井柴油机约为500台，每年可节约燃油费用：500台×0.588万元=294万元。另加上人工费用及废油回收处理费用等至少每年可节约费用300余万元。电控钻井柴油机每天回油约为8升/天，每年可节约燃油费用月500余万元。达到了预期的节能环保效果，取得了可观的经济效益和社会效益。
5 结束语
通过上面的研究可以明确，应用钻井柴油机回油回收利用技术，可以使进油、回油三通装置利用减压自吸原理，在柴油机进油管路存在油压低、流量小的问题情况下，使回油管处产生较大吸力以克服单流阀的开启压力，将回油管中的燃油吸走。在使用回油回收装置的时候，其单流阀所发挥的作用是解决进油管路油压高回油管线压力低的问题，可以防止燃油串入回油管中，单流阀的开启压力要低于上油管产生的吸力。
参考文献：
[1]范强，孟海玉，杨涛，等.石油钻井与柴油机的匹配研究[J].建设机械技术与管理，2019（7）：71-72.
[2]王帮林.油基钻屑热脱附处理后回收柴油的再利用技术[J].江汉石油职工大学学报，2020（5）：52-54.
[3]None.环保钻井液与水基废弃物再利用获突破[J].流程工业，2019（7）：11-12.
[4]李胜.塔河深侧钻井油基钻井液完井技术[J].矿山工程， 2021，009（1）：7-8.
[5]李春棟.浅析油田伴生气回收利用技术的运用[J].清洗世界，2019，035（10）：48-49.
[6]张庆春，冯硕.海上废弃钻井物回收处理技术优选研究[J].化工管理，2020（11）：61-62.
[7]张羽臣，岳明，陈毅，等.渤海油田钻井废物处置技术适用性分析[J].油气田环境保护，2019，029（1）：34-36，44，69.
[8]王海军，杨砚杭，吴欣.提高柴油机燃料使用经济性的技术措施[J].山东工业技术，2019（14）：8-9.
[9]夏福军，何伟民，孟祥春.污油回收处理技术在某油田的应用[J].油气田环境保护，2019（5）：74-75.
Abstract： Due to the different pressures in the oil inlet pipe and the oil return pipe， the oil return in the fuel injector cannot be directly connected to the oil inlet pipe for diesel engine combustion. Only the oil return pipe can be connected to a waste oil drum or other container because the oil return is contaminated. Therefore， it cannot be used continuously， and long-term accumulation will cause a lot of fuel waste. This dissertation focuses on the research of oil recovery and utilization technology of drilling diesel engine.
關键词： 钻井柴油机;回油技术;回收技术;利用
Key words： drilling diesel engine;oil return technology;recovery technology;utilization
中图分类号：TE951 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）18-0215-02
0 引言
当钻井柴油机处于运行状态的时候，在喷油器内剩有一些燃油需要回收，避免造成浪费。通常回油存放容器一般都存放在机房后台底座下面或柴油机底座上，经常需要查看容器中油的液面并及时清理，以防止溢出[1]。为了对燃油合理利用，就需要采用钻井柴油机回油回收利用技术。
1 柴油机喷油器回油回收装置的研究以及取得的成果
1.1 研究内容以及技术指标 柴油机喷油器回油回收装置的研究中，重点研究柴油机喷油器回油回收装置，优化设计柴油机燃油系统进油管线及回油管线，同时对单流阀作用机理进行研究。在研究的过程中，所涉及到的技术指标涵盖四个方面：研制1套钻井柴油机回油回收装置，解决喷油器回油回收及环境污染等难题;相对于改造前节约燃油消耗1‰;通过对柴油机燃油系统进、回油管线优化设计，提高现场管理水平;申报实用新型专利一项[2]。
1.2 取得的成果 所研究的回油回收装置适用于济柴2000系列钻井柴油机，优化设计柴油机燃油系统进油管线金额回油管线，使单流阀作用机理研究工作完成并现场选型配套。
2 钻井柴油机回油回收利用技术的研究
2.1 方案设计 方案一：在柴油机进、回油管路上加装一个三通管，直接将柴油机喷油器及喷油泵回油管线连接到柴油机进油管线上。因柴油机喷油器内的回油压力低，进油管线中的压力高，进回油管线联通后，进油管线中的燃油会压到回油管线中，使喷油器中多余的燃油无法流出，因此该方案不可行。方案二：将多台柴油机喷油器内的回油均通过管线连接到一个回收容器中，在容器中增加供油泵及过滤装置，过滤后的燃油通过供油泵及管线连接到柴油机进油管线中。该方案容易设计制作，但是存在增加设备较多，故障点多，需要人工维护等缺点[3]。方案三：设计一个带有减压、防止回流作用的回油装置。在原来的柴油机油路中加装一个带进、回油三通接头的回油装置，将进油管线与回油管线连接到一起，柴油机在运转时喷油器内的回油可以通过管线在减压装置及节流阀的作用下直接流到柴油机进油管路中，供柴油机燃烧做功用。（图1：回油装置）
在柴油机停止运转时，进油管路内的燃油被单流阀阻隔，不会串流到回油管路中。该方案无需增加过多的设备、设施，无需人工操作、维护，可以省掉回油回收容器，防止燃油被二次污染，节省人工及燃油成本，防止环境污染，因此该方案可行。（图2：方案三的设计图）
2.2 单向阀机理研究 单流阀的作用是解决进油管路油压高回油管线压力低的问题，可以防止燃油串入回油管中。但是单流阀的开启压力、适用流体、温度、弹簧及密封材料的材质、连接方式等需要满足柴油机油路使用要求[4]。单向阀的开启压力要略低于上油管线处产生的吸力，因此选用了尺寸较小、压力较低的微型节流阀。为避免腐蚀和渗漏，弹簧及密封材料优选了不锈钢材质。（图3：单流阀）
2.3 现场回油管线改造 使用现场钻井柴油机喷油泵和燃油滤清器内多余的燃油，回流到输油泵进口供柴油机继续使用。但各缸喷油器内多余的回油因喷油泵、喷油泵支架及喷油器回油管线均放置到同一个容器中，柴油、机油、水等混合后无法作为柴油机燃料继续使用，只能作清洗或者作为废油回收，长期积累造成很大的燃油浪费[5]。且有的钻井队在机房底座下面放置回收容器，有的在柴油机底座上放置回收容器，既不美观又不符合柴油机安全使用规定。通过对回油管路进行改造，使柴油机进、回油管路更加整齐规范，连接更加方便、快速，可有效的防止柴油渗漏[6]。 通过现场多口井的试验发现，因现场柴油机振动较大，快速易拆装的连接接头，并不适用于现场使用环境容易产生渗漏，因此最终选用了丝扣式接头进行连接，效果更好[7]。
3 柴油机喷油器回油回收装置研究成果试验
3.1 试验成果 在50622、50537钻井队对柴油机喷油器回油回收装置试验6个月，对现场的试验情况跟踪分析，在技术上不断改进，使装置的功能更加完善。
本次实验获得三项成果，具体如下：①针对该项目存在的技术难题，针对项目的主要技术难点，陆续开展了柴油机喷油器回油装置的设计制造工作，经过现场试验与不断改进，最终制造出符合现场安装要求，且不改变原设备结构，节油环保的回油再利用装置。该回油回收装置节油效果明显，每天每台柴油机可节约柴油5-10升，节约燃油消耗1‰。②通过对回油单流阀的机理研究，优选回油单流阀压力、流量等参数，解决了柴油机进油管路中柴油的流量、压力均大于回油管路，容易造成柴油机进油管路与回油管路串流、憋压的问题。③对原柴油机部分进油管线、回油管线重新设计制作，使管线走向合理、整洁，便于安装、拆卸，消除柴油渗流现象，防止环境污染[8]。
3.2 结论 ①节油效果明显。在第三钻井公司50622队、50537队现场6台柴油机试用6个月。在50622队现场3台G12V190PZL-3柴油机上安装使用，每台柴油机每天节约4升柴油;在50537队现场3台A12V190PZL电控柴油机上安装使用，每台柴油机每天节油8至10升柴油。②经过现场操作使用，节省了人工观察回油回收容器是否溢出的工作，以及每天清理容器中的柴油的时间及工作量，减轻了现场操作人员的工作强度，提高了工作效率。
③改善作业环境，降低环境污染风险。通过对回油管线重新设计改造，使管路走向更加合理、美观，可有效的防止渗漏和溢出风险。柴油机回油直接被利用后减少了废油回收费用，降低了废物排放和环境污染。④形成适用于2000系列钻井柴油机的回油回收装置，对柴油机燃油系统进、回油管线进行优化设计，提高了现场管理水平[9]。
使用钻井柴油机90%以上均为济柴或胜动制造的钻井柴油机，存在柴油机喷油器回油回收利用问题，该方案可以达到省时、省力，减少环境污染，降低燃油成本，能够产生良好的经济效益和社会效益，具有一定的推广价值。
4 经济效益和社会效益
钻井柴油机回油回收利用技术经过6个月的现场试验，在平均井深与项目实施前相当的情况下，取得了一定的经济效益。经现场计量，一台2000系列机械喷油泵钻井柴油机运转24小时，各缸喷油器回油约为4升/天，按每年运转250天计算，250天×4升=1000升，约840公斤。每年每台柴油机可节约燃油费用0.84×7000=5880元。渤海钻探在用钻井柴油机约为500台，每年可节约燃油费用：500台×0.588万元=294万元。另加上人工费用及废油回收处理费用等至少每年可节约费用300余万元。电控钻井柴油机每天回油约为8升/天，每年可节约燃油费用月500余万元。达到了预期的节能环保效果，取得了可观的经济效益和社会效益。
5 结束语
通过上面的研究可以明确，应用钻井柴油机回油回收利用技术，可以使进油、回油三通装置利用减压自吸原理，在柴油机进油管路存在油压低、流量小的问题情况下，使回油管处产生较大吸力以克服单流阀的开启压力，将回油管中的燃油吸走。在使用回油回收装置的时候，其单流阀所发挥的作用是解决进油管路油压高回油管线压力低的问题，可以防止燃油串入回油管中，单流阀的开启压力要低于上油管产生的吸力。
参考文献：
[1]范强，孟海玉，杨涛，等.石油钻井与柴油机的匹配研究[J].建设机械技术与管理，2019（7）：71-72.
[2]王帮林.油基钻屑热脱附处理后回收柴油的再利用技术[J].江汉石油职工大学学报，2020（5）：52-54.
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[4]李胜.塔河深侧钻井油基钻井液完井技术[J].矿山工程， 2021，009（1）：7-8.
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[6]张庆春，冯硕.海上废弃钻井物回收处理技术优选研究[J].化工管理，2020（11）：61-62.
[7]张羽臣，岳明，陈毅，等.渤海油田钻井废物处置技术适用性分析[J].油气田环境保护，2019，029（1）：34-36，44，69.
[8]王海军，杨砚杭，吴欣.提高柴油机燃料使用经济性的技术措施[J].山东工业技术，2019（14）：8-9.
[9]夏福军，何伟民，孟祥春.污油回收处理技术在某油田的应用[J].油气田环境保护，2019（5）：74-75.