钻井柴油机故障诊断及解决措施

韩青桂 李新跃

摘要：当今社会对石油需求量不断增加，对石油钻井工作有着越来越高的要求。在石油钻井过程中，为使其工作效率得到进一步提升，应保证石油钻井相关设备正常运行，其中钻井柴油机作为动力源在钻井作业中起着至关重要的作用。钻井柴油机是以往复运动机构利用热能

做功的动力机械，其主要零件，如活塞、连杆、曲轴及其轴承等的受力和运动情況极其复杂，其正常工作条件不仅依靠零件本身的优良质量和合理配合来保证，还需要配气、润滑、燃料、冷却等系统的协调来保证，外载和各系统任一环节离开正常状态，柴油机都会发生故障。本文分析了常见的柴油机故障原因和预防措施，具有一定的工程价值。

关键词：石油钻井;钻井柴油机;动力机械;故障原因;预防措施

钻井柴油机在当前石油钻探工作中属于常用的一种机械设备，保证钻井柴油机正常运转具有十分重要的作用及意义。在钻井柴油机实际工作过程中会有一定故障出现，应当对其故障原因进行充分分析，及时有效的解决故障同时应注意对钻井柴油机的合理利用，保证设备正常运转，节能降耗。在钻井柴油机实际运行过程中，相关工作人员应当对其常见故障原因进行合理分析、判断、处理，做到合理应用，保证设备正常运转。

1 钻井柴油机常见故障原因分析

（1）工作机构故障

在钻井柴油机实际运行过程中，超载运转会造成一些零部件出现早期损坏。通常情况下，超载运转是柴油机在实际运转过程中曲轴载荷超出其最大限度，即便曲轴载荷能够保持正常，就应力角度而言，也可能会导致发生严重超载情况。比如，主轴承磨损不均匀，其同轴性将会受到破坏，这将会导致曲轴有附加弯曲应力产生，这主要是由于轴承在出现磨损情况下会有较大弯曲变形产生，最终导致附加弯曲应力幅度大于正常工作状态下应力，因此主轴承磨损在超出一定限度之后，则曲轴经常会呈现出超载状态。由上述内容可知，工作机构中有故障发生的根本因素为配合间隙出现变化。

（2）润滑系统故障

润滑系统的功能是让活塞、活塞环与气缸套，活塞销、销座与连杆两端衬套，齿轮、各轴与轴承等部位形成一层有效的油膜，实现液体摩擦，达到减少机器零部件之间的摩擦力。润滑系统的故障一般表现为以下几个方面：①机油牌号、质量不符合规定要求;②润滑系统泄漏;③油底壳油量不足;④机油稀释;⑤调压阀卡死或控制压力调整不当;⑥机油泵磨损严重或损坏。

（3）燃料系统故障

如果燃料系统工作异常，将直接造成柴油机功率及热效率降低。功率下降之后，必须增加供油量来满足增大功率的需要，热效率降低则使废热大量增加，而这些增加的废热往往会导致很多故障出现。

（4）冷却系统故障

若柴油机冷却系统未能够正常工作，将导致柴油机出现过热故障，其常见原因为长期使用非标准冷却液，柴油机内水套以及散热器内部出现结垢情况。在粉尘较严重地区，可观察到散热器外部积累大量污物，如不及时处理，气缸活塞等摩擦副会因温度过高导致配合间隙过小而加剧磨损，缸盖产生裂纹等。

2 钻井柴油机合理使用分析

（1）科学合理使用润滑油

润滑油能够对机械部件进行润滑、冷却及清洗，并且还能够起到密封、防锈、缓冲的作用，但其主要作用就是润滑。在钻井柴油机实际运行过程中，可利用管道及油泵通过飞溅以及压力等相关方法使润滑油能够达到不同摩擦部位，从而可使机械内不同金属器件之间所存在干摩擦转变为液体摩擦，使机件之间存在磨损得以明显减少。不但能够节约燃料，还能够使机械有效功率得以充分发挥。在实际运用过程中，应当对润滑油正确选择并做到及时更换。

（2）合理控制加速加载及停车

通常情况下，钻井柴油机在实际运转过程中不可过快加速加载，一旦加速加载过快，机械负荷以及热负荷均出现较快变化，机器振动加剧，最终导致损坏机器内零件，柴油冒烟量增大，对环境加重污染。因此，在加载时应当注意速度缓慢，柴油机启动之后应先进行预热，在润滑油温度上升至70℃以上时才能全负荷运转。另外，在停车时应先使柴油机卸载，使其速度逐渐降低，进行一段时间怠速运转，在油温及水温降低至60℃之下时才能完全停车。

（3）利用余热利用装置，节能降耗

用管路将多台发动机水套的进出水口分别相连，并在管路上用管道泵使其强制循环，用工作柴油机的多余热量来加热不工作的柴油机使其预热，并且在此系统中加入一个电加热装置，在所有车未启动时为系统加热。

利用工作中的柴油机的余热为没有启动的柴油机进行预热，减少预启动柴油机的启动时间，达到降低能耗的目的，同时也可以在所有车未启动时为系统加热（尤其室外温度低时）缩短柴油机的启动及跑温（暖车） 时间，提高生产效率。

3 结语

钻井柴油机使用的有效性、合理性、机修时率及使用寿命等因素直接制约着钻井生产的连续性。钻井柴油机的正常使用可以通过及时保养、定期检查加以控制，而产生故障后，第一时间对故障机组进行分析判断是及时准确恢复故障机组的基础。同时做到科学使用，合理改造，达到节能降耗的目的。

参考文献：

[1]赵守山，刘胜男，樊林军，吴茂安.钻井柴油机故障分析与预防措施[J].科技致富向导，2015，（17）.