鉆井柴油機(jī)回油回收利用技術(shù)研究

王金廣 楊硯杭 朱亞峰

摘要： 由于進(jìn)油管與回油管內(nèi)壓力不同，噴油器內(nèi)的回油不能直接連接到進(jìn)油管上供柴油機(jī)燃燒，只能將回油管連接到廢油桶或其它容器中，因回油被污染所以不能繼續(xù)使用，長(zhǎng)期積累造成很大的燃油浪費(fèi)。本論文著重于研究鉆井柴油機(jī)回油回收利用技術(shù)。

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(guān)鍵詞： 鉆井柴油機(jī);回油技術(shù);回收技術(shù);利用

Key words： drilling diesel engine;oil return technology;recovery technology;utilization

中圖分類號(hào)：TE951? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）18-0215-02

0? 引言

當(dāng)鉆井柴油機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，在噴油器內(nèi)剩有一些燃油需要回收，避免造成浪費(fèi)。通?；赜痛娣湃萜饕话愣即娣旁跈C(jī)房后臺(tái)底座下面或柴油機(jī)底座上，經(jīng)常需要查看容器中油的液面并及時(shí)清理，以防止溢出[1]。為了對(duì)燃油合理利用，就需要采用鉆井柴油機(jī)回油回收利用技術(shù)。

1? 柴油機(jī)噴油器回油回收裝置的研究以及取得的成果

1.1 研究?jī)?nèi)容以及技術(shù)指標(biāo)? 柴油機(jī)噴油器回油回收裝置的研究中，重點(diǎn)研究柴油機(jī)噴油器回油回收裝置，優(yōu)化設(shè)計(jì)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)油管線及回油管線，同時(shí)對(duì)單流閥作用機(jī)理進(jìn)行研究。在研究的過(guò)程中，所涉及到的技術(shù)指標(biāo)涵蓋四個(gè)方面：研制1套鉆井柴油機(jī)回油回收裝置，解決噴油器回油回收及環(huán)境污染等難題;相對(duì)于改造前節(jié)約燃油消耗1‰;通過(guò)對(duì)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)、回油管線優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高現(xiàn)場(chǎng)管理水平;申報(bào)實(shí)用新型專利一項(xiàng)[2]。

1.2 取得的成果? 所研究的回油回收裝置適用于濟(jì)柴2000系列鉆井柴油機(jī)，優(yōu)化設(shè)計(jì)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)油管線金額回油管線，使單流閥作用機(jī)理研究工作完成并現(xiàn)場(chǎng)選型配套。

2? 鉆井柴油機(jī)回油回收利用技術(shù)的研究

2.1 方案設(shè)計(jì)? 方案一：在柴油機(jī)進(jìn)、回油管路上加裝一個(gè)三通管，直接將柴油機(jī)噴油器及噴油泵回油管線連接到柴油機(jī)進(jìn)油管線上。因柴油機(jī)噴油器內(nèi)的回油壓力低，進(jìn)油管線中的壓力高，進(jìn)回油管線聯(lián)通后，進(jìn)油管線中的燃油會(huì)壓到回油管線中，使噴油器中多余的燃油無(wú)法流出，因此該方案不可行。方案二：將多臺(tái)柴油機(jī)噴油器內(nèi)的回油均通過(guò)管線連接到一個(gè)回收容器中，在容器中增加供油泵及過(guò)濾裝置，過(guò)濾后的燃油通過(guò)供油泵及管線連接到柴油機(jī)進(jìn)油管線中。該方案容易設(shè)計(jì)制作，但是存在增加設(shè)備較多，故障點(diǎn)多，需要人工維護(hù)等缺點(diǎn)[3]。方案三：設(shè)計(jì)一個(gè)帶有減壓、防止回流作用的回油裝置。在原來(lái)的柴油機(jī)油路中加裝一個(gè)帶進(jìn)、回油三通接頭的回油裝置，將進(jìn)油管線與回油管線連接到一起，柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噴油器內(nèi)的回油可以通過(guò)管線在減壓裝置及節(jié)流閥的作用下直接流到柴油機(jī)進(jìn)油管路中，供柴油機(jī)燃燒做功用。（圖1：回油裝置）

在柴油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)油管路內(nèi)的燃油被單流閥阻隔，不會(huì)串流到回油管路中。該方案無(wú)需增加過(guò)多的設(shè)備、設(shè)施，無(wú)需人工操作、維護(hù)，可以省掉回油回收容器，防止燃油被二次污染，節(jié)省人工及燃油成本，防止環(huán)境污染，因此該方案可行。（圖2：方案三的設(shè)計(jì)圖）

2.2 單向閥機(jī)理研究? 單流閥的作用是解決進(jìn)油管路油壓高回油管線壓力低的問(wèn)題，可以防止燃油串入回油管中。但是單流閥的開(kāi)啟壓力、適用流體、溫度、彈簧及密封材料的材質(zhì)、連接方式等需要滿足柴油機(jī)油路使用要求[4]。單向閥的開(kāi)啟壓力要略低于上油管線處產(chǎn)生的吸力，因此選用了尺寸較小、壓力較低的微型節(jié)流閥。為避免腐蝕和滲漏，彈簧及密封材料優(yōu)選了不銹鋼材質(zhì)。（圖3：?jiǎn)瘟鏖y）

2.3 現(xiàn)場(chǎng)回油管線改造? 使用現(xiàn)場(chǎng)鉆井柴油機(jī)噴油泵和燃油濾清器內(nèi)多余的燃油，回流到輸油泵進(jìn)口供柴油機(jī)繼續(xù)使用。但各缸噴油器內(nèi)多余的回油因噴油泵、噴油泵支架及噴油器回油管線均放置到同一個(gè)容器中，柴油、機(jī)油、水等混合后無(wú)法作為柴油機(jī)燃料繼續(xù)使用，只能作清洗或者作為廢油回收，長(zhǎng)期積累造成很大的燃油浪費(fèi)[5]。且有的鉆井隊(duì)在機(jī)房底座下面放置回收容器，有的在柴油機(jī)底座上放置回收容器，既不美觀又不符合柴油機(jī)安全使用規(guī)定。通過(guò)對(duì)回油管路進(jìn)行改造，使柴油機(jī)進(jìn)、回油管路更加整齊規(guī)范，連接更加方便、快速，可有效的防止柴油滲漏[6]。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多口井的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，因現(xiàn)場(chǎng)柴油機(jī)振動(dòng)較大，快速易拆裝的連接接頭，并不適用于現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境容易產(chǎn)生滲漏，因此最終選用了絲扣式接頭進(jìn)行連接，效果更好[7]。

3? 柴油機(jī)噴油器回油回收裝置研究成果試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)成果? 在50622、50537鉆井隊(duì)對(duì)柴油機(jī)噴油器回油回收裝置試驗(yàn)6個(gè)月，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)情況跟蹤分析，在技術(shù)上不斷改進(jìn)，使裝置的功能更加完善。

本次實(shí)驗(yàn)獲得三項(xiàng)成果，具體如下：①針對(duì)該項(xiàng)目存在的技術(shù)難題，針對(duì)項(xiàng)目的主要技術(shù)難點(diǎn)，陸續(xù)開(kāi)展了柴油機(jī)噴油器回油裝置的設(shè)計(jì)制造工作，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與不斷改進(jìn)，最終制造出符合現(xiàn)場(chǎng)安裝要求，且不改變?cè)O(shè)備結(jié)構(gòu)，節(jié)油環(huán)保的回油再利用裝置。該回油回收裝置節(jié)油效果明顯，每天每臺(tái)柴油機(jī)可節(jié)約柴油5-10升，節(jié)約燃油消耗1‰。②通過(guò)對(duì)回油單流閥的機(jī)理研究，優(yōu)選回油單流閥壓力、流量等參數(shù)，解決了柴油機(jī)進(jìn)油管路中柴油的流量、壓力均大于回油管路，容易造成柴油機(jī)進(jìn)油管路與回油管路串流、憋壓的問(wèn)題。③對(duì)原柴油機(jī)部分進(jìn)油管線、回油管線重新設(shè)計(jì)制作，使管線走向合理、整潔，便于安裝、拆卸，消除柴油滲流現(xiàn)象，防止環(huán)境污染[8]。

3.2 結(jié)論? ①節(jié)油效果明顯。在第三鉆井公司50622隊(duì)、50537隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)6臺(tái)柴油機(jī)試用6個(gè)月。在50622隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)G12V190PZL-3柴油機(jī)上安裝使用，每臺(tái)柴油機(jī)每天節(jié)約4升柴油;在50537隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)A12V190PZL電控柴油機(jī)上安裝使用，每臺(tái)柴油機(jī)每天節(jié)油8至10升柴油。②經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作使用，節(jié)省了人工觀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時(shí)間及工作量，減輕了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作強(qiáng)度，提高了工作效率。

③改善作業(yè)環(huán)境，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)回油管線重新設(shè)計(jì)改造，使管路走向更加合理、美觀，可有效的防止?jié)B漏和溢出風(fēng)險(xiǎn)。柴油機(jī)回油直接被利用后減少了廢油回收費(fèi)用，降低了廢物排放和環(huán)境污染。④形成適用于2000系列鉆井柴油機(jī)的回油回收裝置，對(duì)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)進(jìn)、回油管線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了現(xiàn)場(chǎng)管理水平[9]。

使用鉆井柴油機(jī)90%以上均為濟(jì)柴或勝動(dòng)制造的鉆井柴油機(jī)，存在柴油機(jī)噴油器回油回收利用問(wèn)題，該方案可以達(dá)到省時(shí)、省力，減少環(huán)境污染，降低燃油成本，能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有一定的推廣價(jià)值。

4? 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

鉆井柴油機(jī)回油回收利用技術(shù)經(jīng)過(guò)6個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在平均井深與項(xiàng)目實(shí)施前相當(dāng)?shù)那闆r下，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量，一臺(tái)2000系列機(jī)械噴油泵鉆井柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)24小時(shí)，各缸噴油器回油約為4升/天，按每年運(yùn)轉(zhuǎn)250天計(jì)算，250天×4升=1000升，約840公斤。每年每臺(tái)柴油機(jī)可節(jié)約燃油費(fèi)用0.84×7000=5880元。渤海鉆探在用鉆井柴油機(jī)約為500臺(tái)，每年可節(jié)約燃油費(fèi)用：500臺(tái)×0.588萬(wàn)元=294萬(wàn)元。另加上人工費(fèi)用及廢油回收處理費(fèi)用等至少每年可節(jié)約費(fèi)用300余萬(wàn)元。電控鉆井柴油機(jī)每天回油約為8升/天，每年可節(jié)約燃油費(fèi)用月500余萬(wàn)元。達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能環(huán)保效果，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可以明確，應(yīng)用鉆井柴油機(jī)回油回收利用技術(shù)，可以使進(jìn)油、回油三通裝置利用減壓自吸原理，在柴油機(jī)進(jìn)油管路存在油壓低、流量小的問(wèn)題情況下，使回油管處產(chǎn)生較大吸力以克服單流閥的開(kāi)啟壓力，將回油管中的燃油吸走。在使用回油回收裝置的時(shí)候，其單流閥所發(fā)揮的作用是解決進(jìn)油管路油壓高回油管線壓力低的問(wèn)題，可以防止燃油串入回油管中，單流閥的開(kāi)啟壓力要低于上油管產(chǎn)生的吸力。

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