龐應(yīng)剛 李志武 王荊滕

摘 要：針對(duì)目前臨盤油田普遍使用的機(jī)械式鉆機(jī)的強(qiáng)制潤(rùn)滑系統(tǒng)監(jiān)控方面存在的不足，設(shè)計(jì)了潤(rùn)滑油壓力監(jiān)控報(bào)警裝置，實(shí)時(shí)顯示潤(rùn)滑油壓力，同時(shí)在潤(rùn)滑油壓力過(guò)低或過(guò)高時(shí)報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，提醒操作人員及時(shí)排除潤(rùn)滑油路故障，保證設(shè)備可靠潤(rùn)滑，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，為鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：鉆井；潤(rùn)滑；油壓；報(bào)警系統(tǒng)

一、設(shè)備潤(rùn)滑故障分析

潤(rùn)滑油是用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦、保護(hù)機(jī)械和加工件的液體潤(rùn)滑劑，主要起潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封以及緩沖等作用。油路阻斷、供油量小、油質(zhì)不潔和用油不當(dāng)是構(gòu)成工程機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑故障的四大要素。隨著公司標(biāo)準(zhǔn)化管理和監(jiān)管力度的加強(qiáng)，潤(rùn)滑油品使用不當(dāng)和油質(zhì)不潔造成設(shè)備潤(rùn)滑故障的情況基本可以杜絕，要求井隊(duì)定期檢測(cè)潤(rùn)滑油質(zhì)量，做到按質(zhì)換油。為加強(qiáng)機(jī)械鉆機(jī)設(shè)備潤(rùn)滑油路阻斷和供油量少的問(wèn)題的監(jiān)控，新型電動(dòng)鉆機(jī)安裝有潤(rùn)滑系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而對(duì)于機(jī)械式鉆機(jī)這方面一直欠缺。

二、 機(jī)械式鉆機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)存在的缺陷

鉆井設(shè)備常采用的潤(rùn)滑方式主要有強(qiáng)制潤(rùn)滑、帶油環(huán)潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑和復(fù)合潤(rùn)滑幾種。其中強(qiáng)制潤(rùn)滑因其油壓穩(wěn)定、冷卻潤(rùn)滑效果好、可靠性的優(yōu)點(diǎn)，在鉆機(jī)絞車和傳動(dòng)箱是重要的鉆井設(shè)備普遍使用。以ZJ50L鉆機(jī)為例，其絞車、傳動(dòng)箱、鉆井泵的鏈條和軸承采用強(qiáng)制潤(rùn)滑系統(tǒng)。在絞車和傳動(dòng)箱的輸入軸上裝有驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油泵的鏈輪，潤(rùn)滑油泵安裝在動(dòng)力機(jī)組機(jī)架上。齒輪潤(rùn)滑油泵將潤(rùn)滑油從油箱內(nèi)抽出后輸入潤(rùn)滑油路，通過(guò)噴嘴對(duì)鏈條、直角箱、軸承進(jìn)行潤(rùn)滑，保障設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。潤(rùn)滑油壓力應(yīng)在設(shè)備規(guī)定的壓力范圍內(nèi)，才能使設(shè)備可靠潤(rùn)滑，充分發(fā)揮設(shè)備的效能。為保證油路系統(tǒng)內(nèi)壓力恒定，在管路上設(shè)有壓力表和節(jié)流閥。油路中的濾清器，應(yīng)經(jīng)常清洗，保證吸油暢通。在使用過(guò)程中由于潤(rùn)滑油泄漏、缺油、潤(rùn)滑油泵故障以及潤(rùn)滑油路堵塞等原因造成潤(rùn)滑油壓力過(guò)低或過(guò)高，使軸承、直角箱、鏈條得不到充分潤(rùn)滑，致使磨損加劇、溫度升高甚者產(chǎn)生干摩擦。實(shí)踐證明，干摩擦在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量足以使金屬熔化，造成機(jī)件的損壞甚至卡死（軸承在缺油時(shí)出現(xiàn)抱軸等故障，主要原因就在于此）。若司鉆或司機(jī)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)使軸承等過(guò)度磨損，縮短設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)燒壞設(shè)備，如果在鉆井過(guò)程中作業(yè)設(shè)備突然發(fā)生故障，后果不堪設(shè)想。

三、 潤(rùn)滑系統(tǒng)監(jiān)控改進(jìn)

1、結(jié)構(gòu)和工作原理

報(bào)警系統(tǒng)組成：繼氣器、中壓管線、調(diào)壓閥、氣喇叭、氣開關(guān)組成。如圖1所示。其中兩用繼氣器為主要的控制原件。

繼氣器工作原理：繼氣器由控制室、常閉氣室、常開氣室和一個(gè)活動(dòng)閥芯構(gòu)成，是利用氣體壓力來(lái)使閥芯運(yùn)動(dòng)而使氣體改變流向的。按控制方式不同分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。加壓控制是指所加的控制信號(hào)K端壓力是逐漸上升的.當(dāng)氣壓增加到閥芯的動(dòng)作壓力時(shí)，主閥便換向，I口與G口接通；卸壓控制是指所加的氣控信號(hào)K端壓力是減小的，當(dāng)減小到某一壓力值時(shí)，主閥換向Ⅱ口與G口接通；差壓控制是使主閥芯在兩端壓力差（K口-Ⅱ口）的作用下?lián)Q向。如圖2。

報(bào)警器的工作原理充分利用繼氣器工作原理，以被控設(shè)備機(jī)油壓所產(chǎn)生的力對(duì)繼氣器控制閥產(chǎn)生控制伸縮氣缸向左動(dòng)作，迫使主氣流作用于氣笛，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備潤(rùn)滑油欠壓高壓的自動(dòng)報(bào)警。潤(rùn)滑油報(bào)警由低壓報(bào)警部分和高壓報(bào)警部分兩部分組成。

1）、低壓報(bào)警部分：中壓油管線接繼氣器控制端K，繼氣器氣源端I封住。原工作進(jìn)氣端G接氣喇叭，排氣端Ⅱ接氣源。當(dāng)潤(rùn)滑油壓正常時(shí)油壓平衡氣源壓力。當(dāng)絞車齒輪油泵發(fā)生故障或絞車停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)閥芯移動(dòng)，改變氣體流動(dòng)方向，氣體就會(huì)進(jìn)入司鉆控制臺(tái)內(nèi)控制喇叭的氣路，喇叭就會(huì)響起來(lái)。因?yàn)闈?rùn)滑油壓在0.08～0.15MPa 之間，氣源壓力為0.8-1MPa，油壓無(wú)法平衡氣源壓力，使報(bào)警裝置失效。為此在氣源管線上在增加了調(diào)壓閥，調(diào)節(jié)氣源壓力，使其報(bào)警壓力為0.1MPa。

2）、高壓報(bào)警部分：中壓油管線接繼氣器控制端K，繼氣器原氣源端I 口接氣喇叭，工作進(jìn)氣端G口接調(diào)壓氣源，排氣端Ⅱ口堵住，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥使其報(bào)警壓力0.3MPa（由于不同型號(hào)設(shè)備的噴嘴直徑不同，夏季、冬季采用的潤(rùn)滑油粘度不同，潤(rùn)滑油壓力報(bào)警范圍不同，可以通過(guò)調(diào)壓閥調(diào)節(jié)不同的報(bào)警范圍）。

絞車潤(rùn)滑油管線上接中壓管線至司鉆房?jī)?nèi)分成兩路，一路安裝潤(rùn)滑壓力表，用于監(jiān)控該潤(rùn)滑系統(tǒng)壓力，另一路接壓力報(bào)警系統(tǒng)。傳動(dòng)箱潤(rùn)滑油管線上直接接壓力報(bào)警系統(tǒng)。對(duì)氣喇叭進(jìn)行改進(jìn)使其聲音與井控長(zhǎng)鳴信號(hào)區(qū)分。這樣，操作人員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題加以解決，從而避免了因潤(rùn)滑、冷卻不好而引起的設(shè)備故障。

2、技術(shù)要求

工作氣源壓力0.8～l MPa，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥低壓起控壓力不大于0.1MPa，高壓起控壓力0.3MPa。

3.操作要求

（1）被控設(shè)備每次啟動(dòng)前，需對(duì)本監(jiān)控器做1～ 3次報(bào)警檢查。

（2）被控設(shè)備啟動(dòng)后，應(yīng)將氣開關(guān)手柄扳至開位。

（3）被控設(shè)備停運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)將氣開關(guān)手柄扳至關(guān)位。

（4 ）隨時(shí)觀察各外接接頭是否緊固，管線是否不破不裂，發(fā)現(xiàn)外接接頭松動(dòng)或管線破裂時(shí)應(yīng)及時(shí)維修。

4.主要故障與排除方法

（1）調(diào)壓閥漏氣。漏氣原因出于閥芯與閥座密封不良或調(diào)壓閥調(diào)整不當(dāng)。應(yīng)更換閥件、更換密封件和重新調(diào)節(jié)調(diào)壓閥。

（2）排氣孔漏油漏油原因出于活塞的O形橡膠圈損壞，及時(shí)更換。

（3）繼氣器長(zhǎng)期排氣的原因出于閥芯被卡、密封件受塤或上次檢修時(shí)安錯(cuò)了方向等。應(yīng)清洗閥芯、更換密封件和重新正確安裝，甚至更換整個(gè)繼氣器。

（4）報(bào)警氣喇叭不呼鳴氣笛失靈的原因出于風(fēng)鳴元件損壞或調(diào)節(jié)不當(dāng)、或氣開關(guān)損壞。應(yīng)檢修、更換氣喇叭元件或開關(guān)。

四、 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械式鉆機(jī)潤(rùn)滑油壓力報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組成的元器件性能穩(wěn)定、耐用、安全可靠，現(xiàn)場(chǎng)工人一般都可掌握安裝和維修工作且維護(hù)費(fèi)用低。

該裝置已經(jīng)在臨盤油田普遍使用的機(jī)械式鉆機(jī)安裝使用，在使用期間該報(bào)警功能發(fā)揮正常，避免了絞車與傳動(dòng)箱因缺潤(rùn)滑油和油管堵塞等將釀成的隱患事故發(fā)生，保證傳動(dòng)箱、絞車可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，起到了很好的監(jiān)控作用，保證了設(shè)備的安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，解決了設(shè)備監(jiān)控設(shè)計(jì)方面存在的不足，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。