石油鉆井機(jī)械常見故障分析及保養(yǎng)策略

周密 韓家員 翟學(xué)偉 胡興峰

摘要：隨著石油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，石油鉆井機(jī)械應(yīng)用得越來越廣泛。石油鉆井機(jī)械正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)對石油開采有著重要的影響。本文首先分析了石油鉆井機(jī)械常見的故障及原因，并有針對性地提出了日常保養(yǎng)維護(hù)的策略，以確保石油鉆井機(jī)械的正常運(yùn)行，保證石油開采工程的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：石油鉆井；機(jī)械；故障；原因；保養(yǎng)

引言

石油化工是關(guān)系到國計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)，我國的經(jīng)濟(jì)騰飛也與石油化工行業(yè)的發(fā)展有著密切聯(lián)系。鉆井機(jī)械又是石油化工行業(yè)至關(guān)重要的開采設(shè)備，因此，鉆井機(jī)械能否保持穩(wěn)定和高效，將是保持石油化工行業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展的第一要素。石油開采通常在氣候惡劣的野外進(jìn)行，具有周期長、工作強(qiáng)度大的特點(diǎn)，再加上國內(nèi)大部分鉆井機(jī)械自動化程度與國際先進(jìn)水平還存在一定差距。因而，在自然因素和設(shè)備因素雙重影響下，鉆井機(jī)械設(shè)備在開采作業(yè)時的故障率較高，一定程度上阻礙了我國石油化工行業(yè)的發(fā)展。

1.石油鉆井機(jī)械常見故障分析

鉆井機(jī)械常出現(xiàn)下列故障：①鉆井機(jī)械是大型設(shè)備，常常會在儲存、運(yùn)輸或鉆井作業(yè)時，機(jī)械表面受到外力作用而出現(xiàn)開裂和壓痕等損壞性故障；②鉆井設(shè)備在進(jìn)行鉆探作業(yè)時，容易受到如劇烈震動等外部環(huán)境因素干擾，而發(fā)生故障；③除了外部因素干擾，鉆井機(jī)械也時常受到來自設(shè)備內(nèi)部的不穩(wěn)定因素干擾，重型設(shè)備都是以液壓來完成機(jī)械力傳送，介質(zhì)液滲漏是造成鉆井機(jī)械故障的重要原因；④由于氣候因素造成的鉆井機(jī)械發(fā)生過渡磨損，機(jī)械精密度下降，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障；⑤鉆井設(shè)備是由多個部件組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，假如某一部分出現(xiàn)功能下降情況會直接造成整機(jī)故障。

2.石油鉆井機(jī)械常見故障的原因

筆者通過總結(jié)多年的工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，造成鉆井機(jī)械故障率偏高的主要原因有以下三點(diǎn)：①零配件過渡磨損。由于我國石油開采行業(yè)的管理模式較為粗放，機(jī)械操作人員對鉆井機(jī)械設(shè)備的零部件磨損不夠重視。要改變這種局面必須從提高企業(yè)管理效率和機(jī)械維護(hù)人員素質(zhì)兩方面著手，首先是企業(yè)要制定詳細(xì)的設(shè)備操作和維護(hù)規(guī)范；其次，機(jī)械維護(hù)人員要熟知鉆井機(jī)械的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并對原材料的品質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)檢查。②鉆井機(jī)械潤滑不達(dá)標(biāo)。潤滑油的存在從四個方面提高了機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，降低了故障率：第一，減小機(jī)械內(nèi)部各零部件的磨損；第二，減緩?fù)饨珉s質(zhì)進(jìn)入鉆井機(jī)械內(nèi)部；第三，維持鉆井機(jī)械內(nèi)部溫度，避免過度摩擦導(dǎo)致的高溫；第四，維持各零部件之間的間距。③鉆井機(jī)械操作人員操作不當(dāng)。在野外鉆井作業(yè)時，常常由于操作人員的操作失誤，而造成鉆井承受荷載波動較大，導(dǎo)致鉆井機(jī)械所受負(fù)荷接近甚至超過極限值而出現(xiàn)故障。這就要求操作人員必須不斷提高自身素質(zhì)，加強(qiáng)責(zé)任心，并充分掌握鉆井設(shè)備的工作原理。

3.石油鉆井機(jī)械日常保養(yǎng)維護(hù)策略

石油鉆井機(jī)械屬于重型設(shè)備，維修成本較高，而且耗費(fèi)時間長，如發(fā)生故障，會嚴(yán)重干擾野外作業(yè)的工程進(jìn)度。因此，石油開采企業(yè)應(yīng)該以日常維護(hù)為主，定期檢修，排查造成設(shè)備故障的隱患。目前，主流的故障排查技術(shù)和養(yǎng)護(hù)方式主要有：

3.1模糊識別診斷技術(shù)與共振解調(diào)診斷技術(shù)

在石油開采中，常用的故障排查方法是共振解調(diào)診斷技術(shù)，此種技術(shù)的原理是基于鉆井泵軸的轉(zhuǎn)動都在固定的頻率范圍，該項(xiàng)技術(shù)能很好地探測和計(jì)算鉆井泵軸的故障頻率。因此，該項(xiàng)技術(shù)可以排查出許多造成鉆井泵軸故障的潛在因素。但在實(shí)際操作中，特別是野外作業(yè)時，外界環(huán)境惡劣、振源多、噪聲大以及每根軸承的尺寸存在一定差異，共振解調(diào)診斷技術(shù)的準(zhǔn)確性往往無法保證。因此，工程人員通常將模糊識別技術(shù)與之配合使用，來識別鉆井泵軸的故障頻率，有效加強(qiáng)了對故障頻率的識別能力，技術(shù)人員再對應(yīng)故障頻率來排除故障源，從而保證整臺設(shè)備的良性運(yùn)行。

3.2以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為主的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)

目前，國際上最先進(jìn)的鉆井設(shè)備故障診斷技術(shù)是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和振動頻率結(jié)合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)十分先進(jìn)，不僅能大大提高設(shè)備故障的診斷精度，還能清晰顯示出明確的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目和隱層。通過這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，系統(tǒng)開發(fā)人員搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，建立起一套先進(jìn)的智能故障診斷系統(tǒng)。此系統(tǒng)基于知識子塊理論，集合了信息查詢、網(wǎng)絡(luò)咨詢、數(shù)據(jù)庫管理等功能，極大地豐富了對鉆井機(jī)械設(shè)備的診斷方式。此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)和相關(guān)系統(tǒng)的建立，將極大地改善當(dāng)前鉆井機(jī)械故障診斷的難題。

3.3鉆井機(jī)械日常保養(yǎng)策略

隨著科技的進(jìn)步，故障診斷技術(shù)飛速發(fā)展。但操作鉆井機(jī)械、使用診斷技術(shù)的始終是人。只有提升企業(yè)管理水平，增強(qiáng)職工道德水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，才能充分發(fā)揮出先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢。因此，企業(yè)不可忽視對于工作人員的日常管理工作，要求操作人員務(wù)必做到以下幾點(diǎn)：①做好鉆井機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)工作，定期進(jìn)行故障排查，發(fā)現(xiàn)小問題及時處理；②做好機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作，以應(yīng)對野外作業(yè)環(huán)境惡劣；③加強(qiáng)鉆井設(shè)備故障診斷小組的道德修養(yǎng)和責(zé)任心對保證鉆井機(jī)械的長期穩(wěn)定運(yùn)行也有著關(guān)鍵作用，只有對企業(yè)具有認(rèn)同感的員工才能在診斷時認(rèn)真、負(fù)責(zé)地完成每項(xiàng)診斷任務(wù)；④不斷提升故障診斷人員的業(yè)務(wù)水平?？梢圆扇±蠁T工帶新員工的辦法，讓新員工在實(shí)踐中學(xué)習(xí)診斷技術(shù)，除此之外，企業(yè)要定期開展專業(yè)的診斷技術(shù)培訓(xùn)，讓所有員工都不斷更新對診斷技術(shù)的認(rèn)識，及時掌握最新的技術(shù)動態(tài)。

4.小結(jié)

石油是國家最重要的戰(zhàn)略資源，石油開采事業(yè)關(guān)系到國家命脈。石油鉆井機(jī)械是石油開采最重要的設(shè)備，始終保持其高效、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)直接決定石油開采工程能否順利進(jìn)行。因此，對于石油機(jī)械的故障分析和日常養(yǎng)護(hù)工作是石油開采事業(yè)的重中之重，只有努力提升故障診斷人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，輔以最科學(xué)合理的診斷技術(shù)，才能真正確保石油化工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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