油田機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)分析

吳景昆

（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163513）

基于油田生產(chǎn)需求量的不斷提高，若僅通過(guò)對(duì)油田機(jī)械設(shè)備既有功能的運(yùn)用開(kāi)展生產(chǎn)作業(yè)，很難與生產(chǎn)需求相適應(yīng)。要想確保設(shè)備安全性能作用的發(fā)揮，不斷優(yōu)化油田機(jī)械設(shè)備的耐用性，避免易燃易爆問(wèn)題的發(fā)生，必須要實(shí)現(xiàn)油田機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化發(fā)展。為此，在油田生產(chǎn)環(huán)境下，必須對(duì)油田機(jī)械設(shè)備功能加以?xún)?yōu)化，定期安排專(zhuān)業(yè)工作人員監(jiān)測(cè)并診斷機(jī)械設(shè)備故障十分必要，盡量節(jié)省維修費(fèi)用，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，深入研究并分析油田機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與鎖開(kāi)關(guān)，取下電磁驅(qū)動(dòng)器，拔出電磁驅(qū)動(dòng)器保險(xiǎn)銷(xiāo)，按下手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，試驗(yàn)電磁鐵聯(lián)動(dòng)鐵心是否動(dòng)作。同時(shí)觀察相關(guān)動(dòng)作信號(hào)及聯(lián)動(dòng)設(shè)施是否正常。故障診斷技術(shù)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 油田機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

1.1 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

目前階段，聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的范圍主要體現(xiàn)于油田生產(chǎn)過(guò)程中，在石油平臺(tái)、管道以及壓力容器監(jiān)測(cè)方面，科學(xué)評(píng)價(jià)處理監(jiān)測(cè)結(jié)果的完整程度。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多油田實(shí)施了壓力容器檢驗(yàn)工作，對(duì)現(xiàn)代化大型聲發(fā)射監(jiān)測(cè)儀器合理應(yīng)用，能夠使聲發(fā)射監(jiān)控質(zhì)量不斷提高。通過(guò)對(duì)聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠?qū)扔泄收线\(yùn)行壓力容器發(fā)生爆炸事件的幾率加以控制，全面優(yōu)化壓力容器的運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，在運(yùn)用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，也使得壓力容器檢驗(yàn)的周期明顯縮短，并創(chuàng)造更為可觀的油田生產(chǎn)效益。

1.2 噪聲監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

在監(jiān)測(cè)油田機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，對(duì)噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，將注水泵站的高壓電機(jī)與通井機(jī)等相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)加以監(jiān)測(cè)。面對(duì)不同的油田生產(chǎn)環(huán)境，所應(yīng)用的噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)也有明顯差異。如果選擇實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展噪聲檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，所選用的檢測(cè)儀器應(yīng)盡量具有較高的精密程度。若處于油田工作現(xiàn)場(chǎng)，要想更好地實(shí)現(xiàn)作業(yè)目標(biāo)，要選用便攜式的測(cè)量設(shè)備。針對(duì)穩(wěn)態(tài)的環(huán)境，需要選擇使用普通的聲級(jí)器。如果是相反的環(huán)境，要想保證監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量，應(yīng)選用積分升級(jí)器，針對(duì)噪聲統(tǒng)計(jì)參量進(jìn)行有效地測(cè)量。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，因其監(jiān)測(cè)的面積相對(duì)廣泛，所以要合理添加聲級(jí)器與不同通道數(shù)據(jù)處理裝置。

1.3 振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

所謂的振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體指的就是借助設(shè)備檢測(cè)震動(dòng)參數(shù)以及特征，系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，是一種現(xiàn)代化的檢測(cè)技術(shù)。一般來(lái)講，當(dāng)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)與信息加以顯示的過(guò)程中，也是反應(yīng)故障設(shè)備特征的主要承載，能夠?qū)τ吞餀C(jī)械設(shè)備加以全面化監(jiān)測(cè)。通常情況下，振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要參數(shù)就是振幅，而表現(xiàn)的形式集中體現(xiàn)為3 種，即位移、速度與加速度。其中，位移就是振動(dòng)快慢的變化，而速度就是振動(dòng)快慢，加速度則為振動(dòng)快慢的變化[2]。

但需要注意的是，故障類(lèi)型不同，其監(jiān)測(cè)工作參數(shù)也存在明顯差異。如果振動(dòng)的頻率每分鐘不超過(guò)600 轉(zhuǎn)，就可以斷定為剛性破壞，將位移作為監(jiān)測(cè)工作重點(diǎn)。如果振動(dòng)的頻率每分鐘控制在600 ～1200 轉(zhuǎn)之間，即可斷定為疲勞性破壞，將速度作為監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)。如果振動(dòng)的頻率每分鐘超過(guò)12000 轉(zhuǎn)，即可斷定為慣性力破壞，將加速度作為監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)。

2 油田機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)研究

在油田機(jī)械設(shè)備故障診斷的過(guò)程中，最常見(jiàn)的診斷技術(shù)就是油液分析技術(shù)與無(wú)損探傷技術(shù)。

2.1 油液分析技術(shù)的應(yīng)用

所謂的油液分析技術(shù)，涵蓋了氣相色譜分析技術(shù)、光譜分析技術(shù)、機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑油理化指標(biāo)測(cè)試技術(shù)與鐵譜分析技術(shù)等等。而油液分析技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，則將監(jiān)測(cè)對(duì)象選擇為油田機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)、齒輪箱與電力變壓器等等。目前階段，國(guó)內(nèi)在研究開(kāi)發(fā)油液分析技術(shù)方面，以油液監(jiān)測(cè)智能診斷系統(tǒng)、線油液分析和磨粒自動(dòng)甄別技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值為主。特別是在應(yīng)用線油液分析技術(shù)的過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)油田機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的態(tài)勢(shì)，能夠長(zhǎng)時(shí)間地監(jiān)測(cè)。而對(duì)于磨粒自動(dòng)甄別技術(shù)而言，則是以既有鐵譜分析技術(shù)的應(yīng)用為重要基礎(chǔ)，通過(guò)優(yōu)化與整合，結(jié)合磨粒識(shí)別的特征準(zhǔn)確記錄磨粒形態(tài)，構(gòu)建特征參數(shù)的體系數(shù)據(jù)庫(kù)。而在識(shí)別期間，對(duì)磨粒特征量加以利用，即可獲取最終的診斷分析結(jié)果。所謂油液監(jiān)測(cè)智能診斷系統(tǒng)，就是對(duì)既有油液分析技術(shù)加以利用，在智能化處理的基礎(chǔ)上，對(duì)全新技術(shù)加以整合。而此技術(shù)研發(fā)的最初目標(biāo)就是油液本身信息量十分復(fù)雜，為不斷優(yōu)化監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量與效率，應(yīng)當(dāng)將智能化信息處理手段的輔助價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。只有這樣，才能夠使監(jiān)測(cè)速度不斷提高，進(jìn)一步增強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量。

2.2 無(wú)損探傷技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于油田生產(chǎn)企業(yè)而言，無(wú)損探傷技術(shù)是十分關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)，且實(shí)際運(yùn)用范圍體現(xiàn)為大型儲(chǔ)罐設(shè)備、石油化工裝置、長(zhǎng)輸管道等多個(gè)方面。一般情況下，無(wú)損檢測(cè)含有以下幾方面監(jiān)測(cè)技術(shù)：

超聲檢測(cè)故障診斷技術(shù)。在超聲探傷方面，需要借助超聲波和試件互相作用，有效地達(dá)到檢測(cè)目標(biāo)。隨后，深入研究并分析反射、散射波與透射，在宏觀層面診斷油田構(gòu)件存在的故障。此外，超聲檢測(cè)故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，只能夠以特定的應(yīng)用性能做出評(píng)價(jià)，因而需在實(shí)踐應(yīng)用中給予高度重視。

射線檢測(cè)故障診斷技術(shù)。一般來(lái)講，監(jiān)測(cè)金屬構(gòu)件故障的過(guò)程中，也可以對(duì)射線探傷技術(shù)加以利用。在檢測(cè)金屬設(shè)備針孔、氣孔與裂紋等缺陷的同時(shí)，能夠使金屬構(gòu)件價(jià)值得以提高。另外，射線檢測(cè)故障診斷技術(shù)也可以應(yīng)用于檢測(cè)非金屬構(gòu)件方面，效果也十分明顯。

磁粉探傷故障診斷技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用磁粉探傷故障診斷技術(shù)的過(guò)程中，需針對(duì)鋼鐵類(lèi)制品表面和近表面的缺陷磁導(dǎo)幾率、標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵類(lèi)制品的磁導(dǎo)率進(jìn)行比較分析，以達(dá)到診斷故障的目標(biāo)。在故障點(diǎn)磁化的基礎(chǔ)上，材料當(dāng)中沒(méi)有連續(xù)位置磁場(chǎng)即可發(fā)生畸變，進(jìn)而在部分磁通的泄露位置形成露磁場(chǎng)，并對(duì)鐵粉進(jìn)行更新，進(jìn)而在光照的情況下，就能夠在短時(shí)間內(nèi)確定故障點(diǎn)，貫徹落實(shí)后期維修工作。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以上針對(duì)油田機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)與故障診斷技術(shù)展開(kāi)了系統(tǒng)化分析與研究，并且了解到，要想規(guī)避既有油田機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生，全面提高油田的產(chǎn)量，最關(guān)鍵的就是要對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)施定期檢測(cè)，以保證設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。只有這樣，才能夠在短時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)油田機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的故障加以解決，使得油田生產(chǎn)工作設(shè)備得到有效維護(hù)，不斷提高設(shè)備維護(hù)工作的效率，創(chuàng)造可觀的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。