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摘要：柴油机作为石油钻井生产的主要动力源，对其各种故障的掌握将有利于问题的及时处理，缩短维修时间。本文列出了柴油机在运转过程中的几种常见故障发生的原因，根据实践经验，介绍了柴油机故障的判别步骤和方法。
关键词：钻井 柴油机 故障分析 排除方法
0引言
石油钻井施工由于受施工地点的限制，通常情况下都是选择远离人员密集地区施工，因此，在特定的条件下，很难接入工业电网，所以各种型号的钻井设备多选择柴油机作为主要的动力源，用于发电、带泵等工作。柴油机组出现故障问题，如何在第一时间内判断故障产生的原因，是处理解决柴油机故障问题的先决条件，也直接影响柴油机修理时效和钻井成本。
1柴油机故障类型及因素分析
1.1工作机构分析
柴油机超载运转是造成重要零件早期损坏的主要原因。一般认为，超载就是曲轴上载荷超过允许限度。实际上即使曲轴上载荷正常.从应力的角度来说，也可能严重超载。例如，由于主轴承磨损不均而破坏其同轴性时，将使曲轴产生附加弯曲应力，这是因为轴承磨损可引起较大的弯曲变形，可使附加弯曲应力的幅度超过正常工作应力，所以主轴承磨损超过一定限度后，曲轴就经常处于超载状态。这说明工作机构发生故障的基本因素是配合间隙的变化。
1.2 润滑系统故障及分析
润滑系统系统应满足三项基本条件：机油泵的出口压力和流量满足需要；各润滑点的流量分配满足需要；润滑油的理化性能满足要求要保证柴油机运转可靠，这三项条件必须同时满足通常情况，主油道的油压和油温正常，润滑系统的工作就是正常的，但这只能说明机油泵工作正常并不能反映流量分配是否正常。齿轮泵出口安装有溢流阀，如并联油路中某一条受阻，流量的变化就不可能从主油道的油压指示得到判断.发生这种情形时，由于个别轴承的不正常磨损而形成事故隐患，严重时可发生烧瓦事故。润滑油的温度与磨损存在密切联系。温度较低时，润滑油粘度高增加流动阻力，可能发生供油不足造成半干磨；温度较高时。润滑油粘度低可能破坏油膜，也会发生半干磨。油温过高和过低不但损伤轴承，还会加速润滑油的氧化变质，进而引起意外损伤甚至烧瓦。
1.3燃料系统故障及分析
燃料系统工作不正常的结果是直接降低功率和热效率。功率下降后，必须增加供油量以满足增大功率的需要；热效率降低则使废热大量增加。增加的废热往往成为引发一些重大故障的根源，如活塞过热、排气门烧蚀、润滑油结焦和水温、润滑油温异常升高等。
1.4 冷却系统故障及分析
冷却系统工作不正常的影响是引起柴油机的过热故障，如功率下降、气缸活塞受强烈摩擦而损坏以及缸盖产生裂纹等。据资料介绍，水冷系统影响可靠性的一个特殊问题是缸套穴蚀，但不是所有水冷柴油机都存在穴蚀问题。
1.5 使用维护规程得不到有效贯彻
柴油机在使用维护规程中制定了相应的技术措施.如果严格实施维护规程的规定，一般来说柴油机的运转是可靠的，但使用维护规程在实际生产工作中往往难以全面有效贯彻，运转可靠性也就难以保证。因此，柴油机经常发生故障甚至重大事故。
2柴油机故障的判别步骤和方法
2.1 弄清故障现象
在故障发生之前出现过哪些症状？ 在这之前进行过哪些修理和保养工作？ 以前是否出现过类似故障？
2.2 判断故障发生部位
异常声响判断法。用一根细长的金属棒或长螺丝刀，将尖端触到被检查部位表面，另一端贴近耳旁，可较清晰地监听到异常声响产生的部位、声响大小和性质。不同部位所发出的声响往往不同，如主轴承间隙过大时，发出冲击作用时的声响是沉重而发闷，而气门碰活塞的声响是清脆的。
部分停止法。经分析怀疑故障是由某一工作部位所引起时，可使该部分局部停止工作，观察故障现象是否消失，从而可断定故障发生部位。
比较法。根据故障分析，怀疑为某部件或零件所造成的。此时可将该零件更换一合格新件，然后比较更换零件前后柴油机工作状况是否有变化，从而找出故障的原因。
试探法。用改变局部范围内的技术状况，观察其对柴油机工作性能的影响，以判断故障原因。
2.3 故障检查
故障检查的一般程序是：先易后难，由表及里，从简到繁，按系分段，有顺序有步骤地进行检查、分析判断。
2.4 找出并消除故障的基本原因
在故障的部位确定后，除应采取措施进行修复，使其恢复正常工作外，还要将故障的基本原因找出并加以消除，以免今后重复发生相同的故障。
3钻井用柴油机的维护保养对策
3.1 正确使用润滑油
润滑油具有润滑、冷却、清洗、密封、防锈和缓冲等作用，其中润滑作用是主要的。润滑油通过油泵、管道采用压力和飞溅等方法到达各个摩擦部位，把金属机件的干摩擦变为机油层之间的液体摩擦，可显著地减少机件的磨损，既能节约燃料，又能更好发挥机械的有效功率。
正确选用并及时更换润滑油。选用润滑油牌号主要考虑两个条件：根据柴油机工作条件的苛刻程度选用适当的润滑油品种：根据所在地区季节气温，结合柴油机的性能和技术报告，选用适当的润滑油牌号。虽然有规定的换油周期但因柴油机的磨损程度不同，润滑油质量有差异，再加上地区气候与作业条件的不同，都会影响润滑油的更换周期。换早了造成浪费，换迟了又因润滑油老化而引起柴油机其他的故障。
3.2 严防水分、柴油流入油底壳
若缸盖、机体有裂纹，缸套阻水圈老化失效或缸垫冲坏，或水冷式机油散热器芯子损坏，都会使冷却水流入油底壳。另外，柴油机在做功过程中总有一些废气窜入油底壳，若通气管被堵，废气中的冷凝水会滴人润滑油中，拆卸缸盖时一定要先将水放净，防止水流入油底壳：更换或添加润滑油时也应防止雨雪或其他水进入润滑油，润滑油遇水后会很快变质，必须立即更换。
3.3防止沙尘杂质进入
沙尘进入润滑油后，会侵入各运动件的配合面，加速机件的磨损，同时产生的许多金属碎屑进入润滑油后将缩短其更换周期。因此，在润滑油存放、加注和更换柴油滤清器时防止灰尘侵人按时保养空气滤清器，以防止由气缸窜入油底壳。若润滑油滤清器过脏被堵，未经过滤的润滑油就会从旁通阀直接流入主油道，既加速机件磨损，也会使润滑油过早脏污失效，因此要按时保养润滑油滤清器。
3.4 严防怠速运转过长
柴油机长期怠速运转，柴油机热负荷低，活塞和缸套间隙大，造成柴油机窜机油，使机油消耗量增大。柴油机长期怠速运转，此时由于喷油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油机各缸作功不均匀，特别是此时由于燃烧不好，废气中HC和CO含量增加造成对环境的污染。
柴油机长期怠速运转，柴油机窜机油严重和燃烧不良，所以造成柴油机结碳严重，严重者将导致气阀卡死现象和活塞与缸套之间余隙消除，以至于柴油机无法运转。
3.5 柴油机的加速加载和停车要缓
一般情况下，柴油机加速加载不要太快。否则将由于柴油机机械负荷和热负荷变化太快.柴油机振动加剧，加速加载越快，柴油机振动越大，烟度越大将导致柴油机零部件的损坏，并使柴油机冒烟增大污染环境，所以一般情况下，应缓慢加载。柴油机启动后应先预热，待润滑油温度高于七十摄氏度时，才允许全负荷运转。在停车过程中，柴油机应先卸载，逐渐降速在怠速运转一段时间，待机油温度、水温降到六十摄氏度后再停车。
4结束语
随着油田钻井工作量的持续增加，对钻井装备的要求也越来越高。钻井装备使用的有效性、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。设备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判断是及时准确恢复故障机组的基础。柴油机的使用保养最重要，等到出现了故障再去修理对生产影响很大，应该尽力避免。
参考文献
[1]周莉莉；可重组制造系统设备诊断指标体系及方法探讨[J]；机械设计与制造；2008年07期
关键词：钻井 柴油机 故障分析 排除方法
0引言
石油钻井施工由于受施工地点的限制，通常情况下都是选择远离人员密集地区施工，因此，在特定的条件下，很难接入工业电网，所以各种型号的钻井设备多选择柴油机作为主要的动力源，用于发电、带泵等工作。柴油机组出现故障问题，如何在第一时间内判断故障产生的原因，是处理解决柴油机故障问题的先决条件，也直接影响柴油机修理时效和钻井成本。
1柴油机故障类型及因素分析
1.1工作机构分析
柴油机超载运转是造成重要零件早期损坏的主要原因。一般认为，超载就是曲轴上载荷超过允许限度。实际上即使曲轴上载荷正常.从应力的角度来说，也可能严重超载。例如，由于主轴承磨损不均而破坏其同轴性时，将使曲轴产生附加弯曲应力，这是因为轴承磨损可引起较大的弯曲变形，可使附加弯曲应力的幅度超过正常工作应力，所以主轴承磨损超过一定限度后，曲轴就经常处于超载状态。这说明工作机构发生故障的基本因素是配合间隙的变化。
1.2 润滑系统故障及分析
润滑系统系统应满足三项基本条件：机油泵的出口压力和流量满足需要；各润滑点的流量分配满足需要；润滑油的理化性能满足要求要保证柴油机运转可靠，这三项条件必须同时满足通常情况，主油道的油压和油温正常，润滑系统的工作就是正常的，但这只能说明机油泵工作正常并不能反映流量分配是否正常。齿轮泵出口安装有溢流阀，如并联油路中某一条受阻，流量的变化就不可能从主油道的油压指示得到判断.发生这种情形时，由于个别轴承的不正常磨损而形成事故隐患，严重时可发生烧瓦事故。润滑油的温度与磨损存在密切联系。温度较低时，润滑油粘度高增加流动阻力，可能发生供油不足造成半干磨；温度较高时。润滑油粘度低可能破坏油膜，也会发生半干磨。油温过高和过低不但损伤轴承，还会加速润滑油的氧化变质，进而引起意外损伤甚至烧瓦。
1.3燃料系统故障及分析
燃料系统工作不正常的结果是直接降低功率和热效率。功率下降后，必须增加供油量以满足增大功率的需要；热效率降低则使废热大量增加。增加的废热往往成为引发一些重大故障的根源，如活塞过热、排气门烧蚀、润滑油结焦和水温、润滑油温异常升高等。
1.4 冷却系统故障及分析
冷却系统工作不正常的影响是引起柴油机的过热故障，如功率下降、气缸活塞受强烈摩擦而损坏以及缸盖产生裂纹等。据资料介绍，水冷系统影响可靠性的一个特殊问题是缸套穴蚀，但不是所有水冷柴油机都存在穴蚀问题。
1.5 使用维护规程得不到有效贯彻
柴油机在使用维护规程中制定了相应的技术措施.如果严格实施维护规程的规定，一般来说柴油机的运转是可靠的，但使用维护规程在实际生产工作中往往难以全面有效贯彻，运转可靠性也就难以保证。因此，柴油机经常发生故障甚至重大事故。
2柴油机故障的判别步骤和方法
2.1 弄清故障现象
在故障发生之前出现过哪些症状？ 在这之前进行过哪些修理和保养工作？ 以前是否出现过类似故障？
2.2 判断故障发生部位
异常声响判断法。用一根细长的金属棒或长螺丝刀，将尖端触到被检查部位表面，另一端贴近耳旁，可较清晰地监听到异常声响产生的部位、声响大小和性质。不同部位所发出的声响往往不同，如主轴承间隙过大时，发出冲击作用时的声响是沉重而发闷，而气门碰活塞的声响是清脆的。
部分停止法。经分析怀疑故障是由某一工作部位所引起时，可使该部分局部停止工作，观察故障现象是否消失，从而可断定故障发生部位。
比较法。根据故障分析，怀疑为某部件或零件所造成的。此时可将该零件更换一合格新件，然后比较更换零件前后柴油机工作状况是否有变化，从而找出故障的原因。
试探法。用改变局部范围内的技术状况，观察其对柴油机工作性能的影响，以判断故障原因。
2.3 故障检查
故障检查的一般程序是：先易后难，由表及里，从简到繁，按系分段，有顺序有步骤地进行检查、分析判断。
2.4 找出并消除故障的基本原因
在故障的部位确定后，除应采取措施进行修复，使其恢复正常工作外，还要将故障的基本原因找出并加以消除，以免今后重复发生相同的故障。
3钻井用柴油机的维护保养对策
3.1 正确使用润滑油
润滑油具有润滑、冷却、清洗、密封、防锈和缓冲等作用，其中润滑作用是主要的。润滑油通过油泵、管道采用压力和飞溅等方法到达各个摩擦部位，把金属机件的干摩擦变为机油层之间的液体摩擦，可显著地减少机件的磨损，既能节约燃料，又能更好发挥机械的有效功率。
正确选用并及时更换润滑油。选用润滑油牌号主要考虑两个条件：根据柴油机工作条件的苛刻程度选用适当的润滑油品种：根据所在地区季节气温，结合柴油机的性能和技术报告，选用适当的润滑油牌号。虽然有规定的换油周期但因柴油机的磨损程度不同，润滑油质量有差异，再加上地区气候与作业条件的不同，都会影响润滑油的更换周期。换早了造成浪费，换迟了又因润滑油老化而引起柴油机其他的故障。
3.2 严防水分、柴油流入油底壳
若缸盖、机体有裂纹，缸套阻水圈老化失效或缸垫冲坏，或水冷式机油散热器芯子损坏，都会使冷却水流入油底壳。另外，柴油机在做功过程中总有一些废气窜入油底壳，若通气管被堵，废气中的冷凝水会滴人润滑油中，拆卸缸盖时一定要先将水放净，防止水流入油底壳：更换或添加润滑油时也应防止雨雪或其他水进入润滑油，润滑油遇水后会很快变质，必须立即更换。
3.3防止沙尘杂质进入
沙尘进入润滑油后，会侵入各运动件的配合面，加速机件的磨损，同时产生的许多金属碎屑进入润滑油后将缩短其更换周期。因此，在润滑油存放、加注和更换柴油滤清器时防止灰尘侵人按时保养空气滤清器，以防止由气缸窜入油底壳。若润滑油滤清器过脏被堵，未经过滤的润滑油就会从旁通阀直接流入主油道，既加速机件磨损，也会使润滑油过早脏污失效，因此要按时保养润滑油滤清器。
3.4 严防怠速运转过长
柴油机长期怠速运转，柴油机热负荷低，活塞和缸套间隙大，造成柴油机窜机油，使机油消耗量增大。柴油机长期怠速运转，此时由于喷油泵各缸供油量平衡性差，造成柴油机各缸作功不均匀，特别是此时由于燃烧不好，废气中HC和CO含量增加造成对环境的污染。
柴油机长期怠速运转，柴油机窜机油严重和燃烧不良，所以造成柴油机结碳严重，严重者将导致气阀卡死现象和活塞与缸套之间余隙消除，以至于柴油机无法运转。
3.5 柴油机的加速加载和停车要缓
一般情况下，柴油机加速加载不要太快。否则将由于柴油机机械负荷和热负荷变化太快.柴油机振动加剧，加速加载越快，柴油机振动越大，烟度越大将导致柴油机零部件的损坏，并使柴油机冒烟增大污染环境，所以一般情况下，应缓慢加载。柴油机启动后应先预热，待润滑油温度高于七十摄氏度时，才允许全负荷运转。在停车过程中，柴油机应先卸载，逐渐降速在怠速运转一段时间，待机油温度、水温降到六十摄氏度后再停车。
4结束语
随着油田钻井工作量的持续增加，对钻井装备的要求也越来越高。钻井装备使用的有效性、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。设备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判断是及时准确恢复故障机组的基础。柴油机的使用保养最重要，等到出现了故障再去修理对生产影响很大，应该尽力避免。
参考文献
[1]周莉莉；可重组制造系统设备诊断指标体系及方法探讨[J]；机械设计与制造；2008年07期