分析鉆井機(jī)械設(shè)備故障成因及維修保養(yǎng)措施

方傳峰

摘 要：在我國(guó)，石油鉆井已實(shí)現(xiàn)了較高的機(jī)械化水平，表明鉆井機(jī)械設(shè)備的安全使用將變得尤為關(guān)鍵。但因使用方法不得當(dāng)或維修保養(yǎng)不及時(shí)，導(dǎo)致石油鉆井機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)使用故障。一般可將這些故障劃分為六類 ：一是變形、斷裂等損壞型故障 ；二是老化、非正常磨損等退化型故障 ；三是行程失調(diào)、壓力異常等失調(diào)型故障 ；四是松動(dòng)、脫落等松脫型故障 ；五是漏油等堵塞型和滲漏型故障 ；六是過熱、功能喪失等衰退型故障。針對(duì)上述故障，一旦維修保養(yǎng)不及時(shí)，將不利于石油鉆井生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

關(guān)鍵詞：鉆井機(jī)械設(shè)備；故障；排除與維修；保養(yǎng)

1 石油鉆井機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)維修的重要性分析

機(jī)械設(shè)備的維修與保養(yǎng)都是以延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用性能與壽命為目的的。于石油鉆井機(jī)械設(shè)備而言，非常有必要做好設(shè)備的維修與保養(yǎng)工作。從某種意義而言，鉆井機(jī)械設(shè)備的維修與保養(yǎng)都屬于一種常規(guī)行為。在使用機(jī)械設(shè)備過程，故障無可避免，尤其是因?yàn)楣收隙苯訉?dǎo)致的事故會(huì)給生產(chǎn)與作業(yè)帶來嚴(yán)重的損失。從另一角度而言，維修與保養(yǎng)屬于另一種潛在投資方式。對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的維修與保養(yǎng)，不僅可以提升機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，有效提高了作業(yè)質(zhì)量，無形中增加了企業(yè)生存與發(fā)展的幾率。當(dāng)然，維修與保養(yǎng)可以確保機(jī)械設(shè)備的正常使用，而規(guī)范使用與愛護(hù)機(jī)械設(shè)備比任一維修或保養(yǎng)都來得重要。

2 鉆井機(jī)械設(shè)備故障的排除與維修

2.1 軸承與主螺栓斷裂

鉆井泵的軸承蓋與主螺栓斷裂一般表明其母螺紋受損。在主螺栓中，母螺紋一般設(shè)在機(jī)殼上。因此，一旦母螺紋受損，便應(yīng)返廠及用大型鏜床進(jìn)行修復(fù)，以保證其技術(shù)參數(shù)達(dá)標(biāo)，即 ：曲軸孔同軸度小于 0.03mm、傳動(dòng)軸孔與曲軸孔的平行度小于 0.076 mm、導(dǎo)板孔中心線與曲軸軸心線的垂度小于 0.127 mm。

2.2 齒與齒圈變形或斷裂

在交變負(fù)荷載荷的作用下，齒圈一旦出現(xiàn)疲勞破損，齒與齒圈將發(fā)生塑性變形或直接斷裂。針對(duì)這一故障，其一般由主螺栓斷裂所致，因此在修理時(shí)，應(yīng)將整副齒圈換掉及按需換掉小齒輪軸。

2.3 機(jī)殼斷裂

在實(shí)際工作中，鉆井泵所承受的沖擊載荷非常大。因此，一旦受力不均，便會(huì)因應(yīng)力集中而使薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)疲勞損傷。一般來講，可通過補(bǔ)焊來修理小裂紋，而當(dāng)裂縫寬度大于 10 mm 時(shí)，則需換掉鉆井泵。

2.4 導(dǎo)板或十字頭磨損拉傷

導(dǎo)板或十字頭磨損拉傷指的是接觸面在 2～3 h 內(nèi)因深槽的影響而失效。其中，全磨拉傷發(fā)生在 3/4～1的接觸面上，其持續(xù)時(shí)間短及其槽深、粗糙度分別為 2～4 mm、50～100 μm ；偏磨一般發(fā)生在局部，其持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)及其槽深、粗糙度分別為 1～2mm、25 μm 左右 ；正常磨損的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。針對(duì)上述故障，一是應(yīng)從選材上進(jìn)行控制，即導(dǎo)板與十字頭的材料、硬度應(yīng)分別為 HT200/170-220HB、QT600-2/230-280HB ；二是將十字頭的間隙調(diào)為 0.25～0.50 mm 及改善其潤(rùn)滑條件 ；三是將中心拉桿與十字頭的同軸度控制在 0.381 mm 以下及將導(dǎo)板固定螺栓的旋緊扭矩控制在 200～270 N·m 之間。

2.5 潤(rùn)滑不良

在鉆井泵的運(yùn)轉(zhuǎn)中，一旦潤(rùn)滑不良，將造成運(yùn)轉(zhuǎn)部位失效。其中，造成潤(rùn)滑不良的原因有三個(gè) ：一是潤(rùn)滑管堵塞或斷裂 ；二是冷卻水或泥漿滲入動(dòng)力端 ；三是潤(rùn)滑油變質(zhì)。鉆井泵的潤(rùn)滑方式一般包括脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑兩種，其中在油潤(rùn)滑時(shí)，應(yīng)按規(guī)定選用油品及以 1 次/180 d 的頻度進(jìn)行更換 ；在脂潤(rùn)滑時(shí)，應(yīng)以 1 次 /7 d的頻度注射潤(rùn)滑脂，并在大修時(shí)進(jìn)行徹底清理。另外，在保養(yǎng)鉆井泵時(shí)，用黃油槍將黃油注滿每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。

3 鉆井機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)

3.1 提升機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)技術(shù)，做好日常保養(yǎng)維護(hù)工作

在實(shí)際維修保養(yǎng)工作中，為了改善機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行工況，需要保持設(shè)備表面的清潔和干燥狀態(tài)。設(shè)備表面在日常使用的過程中，容易出現(xiàn)沉淀物遺留在設(shè)備表面的狀況，因此，應(yīng)做好常規(guī)檢查工作。要求在常規(guī)檢查工作中，應(yīng)將機(jī)械設(shè)備相互摩擦的部分及軸承部分作為檢查重點(diǎn)，同時(shí)密切關(guān)注液壓油箱、齒輪箱溫度變化情況。若檢查中發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的溫度超過 70℃，應(yīng)立即停機(jī)，直到機(jī)械設(shè)備溫度達(dá)到 70℃以下，則可重新恢復(fù)運(yùn)行。在日常保養(yǎng)維護(hù)工作中，還有一項(xiàng)工作是關(guān)注機(jī)械設(shè)備是否出現(xiàn)異常聲響。此外，在日常保養(yǎng)維護(hù)工作中，還應(yīng)當(dāng)定期檢查機(jī)械設(shè)備的密封狀況，避免出現(xiàn)滲漏或堵塞故障。檢查維護(hù)機(jī)械設(shè)備中安裝的各類軟管也是重要內(nèi)容。經(jīng)常檢查油箱中的油品、機(jī)械設(shè)備中液壓系統(tǒng)等。在保養(yǎng)與維護(hù)鉆井機(jī)械設(shè)備時(shí)，注意一級(jí)、二級(jí)保養(yǎng)工作的有效銜接。一級(jí)保養(yǎng)工作需要做到，設(shè)備每運(yùn)轉(zhuǎn) 600h，實(shí)施一次一級(jí)維護(hù)保養(yǎng)。具體保養(yǎng)包括：①檢查、拆卸及清洗機(jī)械設(shè)備的局部配件；②疏通油路；③更換密封性不良的配件或質(zhì)量不符合要求的氈墊；④調(diào)整設(shè)備間隙；⑤維修設(shè)備的電氣部分。二級(jí)保養(yǎng)需要做到，機(jī)械設(shè)備每運(yùn)行 3000h，實(shí)施一次二級(jí)維護(hù)保養(yǎng)。且具體保養(yǎng)交由專職檢修人員完成，具體保養(yǎng)措施包括：①解體局部；②擦洗設(shè)備；③調(diào)整設(shè)備測(cè)量精度；④修復(fù)或更換易損配件；⑤清洗設(shè)備中的潤(rùn)滑系統(tǒng)；⑥檢查修理設(shè)備中的電氣系統(tǒng)；⑦刮研處理磨損較輕的部件。通常，機(jī)械設(shè)備的中修每隔 1 年～3 年安排 1 次；幾年或十幾年進(jìn)行 1 次機(jī)械設(shè)備的大修。

3.2 加強(qiáng)維修配件的監(jiān)督工作

隨著鉆井機(jī)械設(shè)備維修對(duì)于目前油氣行業(yè)越來越重要，以及鉆井機(jī)械設(shè)備的維修配件逐漸進(jìn)人市場(chǎng)，一些不法商販?zhǔn)艿嚼骝?qū)使，將一些不合格的配件用于維修設(shè)備，但是這些配件的品質(zhì)沒有達(dá)到使用要求，使用不合格的配件維修鉆井機(jī)械設(shè)備，不僅維修效果不佳而且會(huì)對(duì)設(shè)備造成二次損壞。因此，所以維修人員一定對(duì)維修配件進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量審查，保證每一批人庫的配件的質(zhì)量，從根本上避免機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障。

3.3 加強(qiáng)鉆井設(shè)備管理措施

通過現(xiàn)代化的管理手段對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行管理，監(jiān)督和調(diào)控設(shè)備，使油氣田現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)合理的調(diào)度、正確使用與及時(shí)保養(yǎng)，減少設(shè)備故障，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命。預(yù)防維修保養(yǎng)制度，簡(jiǎn)稱PMS制度，其作用是加強(qiáng)設(shè)備的強(qiáng)制保養(yǎng)，定期進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)和保養(yǎng)。機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障、設(shè)備損壞多數(shù)原因是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致零部件損壞到一定程度，從而引發(fā)了故障，因此可以通過日常維護(hù)來預(yù)防故障，減少機(jī)械零部件磨損。在鉆井機(jī)械設(shè)備的維護(hù)過程中，可以采取一些現(xiàn)代化的檢測(cè)手段檢查故障，并通過故障分析診斷技術(shù)對(duì)故障的原因進(jìn)行探究，定期對(duì)設(shè)備實(shí)施安全檢查，及時(shí)更換破損零件、維修，以避免由于機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致的重大人身財(cái)產(chǎn)傷亡事故。

3.4 對(duì)工作人員進(jìn)行管理培訓(xùn)管理

鉆井機(jī)械設(shè)備的工作人員在人崗后都必須進(jìn)行鉆井機(jī)械設(shè)備維護(hù)方面的管理培訓(xùn)，以讓他們擁有設(shè)備的管理意識(shí)和保養(yǎng)維修意識(shí)。油氣開采企業(yè)應(yīng)該組織設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)的講座和課程.對(duì)新進(jìn)員工進(jìn)行管理培訓(xùn)，通過這些方式以提高工作人員和管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和管理能力，在遇到管理過程中的多種復(fù)雜情況時(shí)能夠妥善處理；企業(yè)在設(shè)備操作者上崗前進(jìn)行培訓(xùn)，使其能夠合理正確使用設(shè)備.有熟練的設(shè)備操作技術(shù)，避免因設(shè)備操作不當(dāng)導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

4 結(jié)束語

綜上，在石油鉆井生產(chǎn)中，除了要及時(shí)排除機(jī)械設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)的故障，還應(yīng)采取有效的預(yù)防措施，具體可從管理、技術(shù)、人員等方面做出努力。另外，在故障排除中，首先應(yīng)通過分析來確定故障的成因和表現(xiàn)形式，然后再提出有效的維修辦法，如此方才能實(shí)現(xiàn)石油鉆井生產(chǎn)效益最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]張勛，賈漢男.淺析石油管道設(shè)備的維修與保養(yǎng)[J].化工管理，2015（33）：147.

[2]何紅偉.淺談機(jī)械設(shè)備的維修與保養(yǎng)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（06）：159.

[3]賈占峰.石油鉆井設(shè)備的維修與保養(yǎng)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013（03）：90.

[4]王奇.工程機(jī)械技術(shù)保養(yǎng)的常見弊病及對(duì)策[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（03）：24.

[5]張友.對(duì)鉆井機(jī)械設(shè)備故障維修保養(yǎng)的分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（21）：172.