石油钻井机械设备的故障分析与维护

  作为从事石油装备制造行业的一员,我对石油钻井机械设备的应用和维护进行了认真的分析与总结。石油钻井机械设备是构成石油钻井生产的重要因素;机械设备在使用过程中,由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响,其零部件会逐渐地被磨损、变形、断裂、蚀损等。随着零部件磨损程度的逐渐增大,设备的技术状态将会产生劣化,不可避免地将出现各种各样的故障,设备的功能和精度降低,甚至整机丧失使用价值。保持现场机械设备经常处于良好的状态,提高利用率,延长使用寿命,是机械设备管理者追求的目标,也是企业提高经济效益的需要。

  机械设备常见故障有以下6种:损坏型故障:如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等;退化型故障:如老化、变质、剥落、异常磨损等;松脱型故障:如松动、脱落等;失调型故障:如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等;堵塞与渗漏型故障:如堵塞、漏水、漏气、渗油等;性能衰退或功能失效型故障:如功能失效、性能衰退、过热等。

  造成的故障后果有下列4类: 隐蔽性故障后果:隐蔽性故障没有直接的影响,但它有可能导致严重的、经常是灾难性的多重故障后果;安全性和环境性后果:如果故障会造成人员伤亡,就具有安全性后果;如果由于故障导致企业违反了行业、地方、国家或国际的环境标准,则故障具有环境性后果;使用性后果:如果故障影响生产,就认为具有使用性后果;非使用性后果:划分到这一类里的是明显功能故障,它们既不影响安全也不影响生产,它只涉及直接维修费用。

  对于机械设备,一要尽可能减少零部件的磨损,预防故障的产生;二要灵活运用修理方法,不断探索和研究新的维修方法。石油钻井机械设备维修,由于有配件、材料、吊装设备等的困难,要求维修人员充分发挥聪明才智来尽快解除故障。

  在现场应急维修时,可以采取以下方法:零件修理法:采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件。例如一台输送泵,料斗的搅拌轴因磨损严重突然不能工作,配件一时又难以买来。这种情况下,可将搅拌轴拆下,采用堆焊及车床加工的方法,迅速恢复机械的作业,同时也节省了资金;零件换用或替代修理法。用完好备件替换已经损坏的配件,在大修及现场维修时均可采用。同时可以充分利用身边材料,替代机械设备已经损坏的零部件。如用普通钢板制作的垫片代替缺损的垫圈,用塑料布代替水泵中密封的石棉绳等,可临时解决应急维修的需要;零件弃置法。过已经产生故障的零部件,将管路或电路连接起来,快速恢复机械设备作业。

  机械设备故障85%以上是由磨损产生的。解决零部件的磨损,除了采用优良的材料,选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外,最重要的一点就是保证机械的合理润滑,还需要操作人员的细心操作等。

  保证机械的合理润滑。机械设备的故障50%以上是由润滑不良引起的。由于机械设备各零部件配合的精密性,良好的润滑可以保持其正常的工作间隙和适宜的工作温度,防止灰尘等杂质进入机械内部,从而降低零件的磨损,减少机械故障。正确合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此,一是要合理使用润滑剂,根据机械结构的不同,选用不同的润滑剂类别,按照环境和季节的不同,选择合适的润滑剂牌号。不可任意替代,更不可使用伪劣产品;二是要经常检查润滑剂的数量和质量,数量不足要补充,质量不佳要及时更换。

  细心合理地操作机械。作为机械操作人员,启动机械前均应检查冷却液及机油是否够量,不足要及时补充后再启动机械。机械启动后要进入低速预热阶段,待冷却液及机油达到规定温度后,再开始工作,严禁低温下进行超负荷运转。操作人员在机械运行中,要经常检查各种温度表的数值,发现问题及时解决后再工作。在操作机械设备时,要注意不能在超过机械所能承受的最大负荷下工作,保证机械处于较为平稳的负荷变动,防止发动机、工作装置的大起大落,降低机械的磨损,减少故障的产生。

  充分利用预防维修保养手段,搞好设备的强制保养。“PMS”,即预防维修保养制度,机械设备损坏机理主要是由于能量的作用和设备零部件损坏到一定程度引起的,通过对机械设备故障特征的分析,认为只有加强对设备运行全过程进行维护和检修,才能使设备较长时期处于良好的状态。充分运用PMS系统,做好“强制保养”。现代化工业大生产的装备系统具有大型、连续、高速、复杂、自动化程度高等特点。因此,当发生非预知性故障时,会造成巨大的停机损失。若利用现代设备监测与故障诊断技术,做到预知性维护,可使设备系统实现高效、安全、可靠、低成本运行。

  加强教育培训,努力造就一支高素质的专业技术人员队伍。首先要抓好管理人员的选配和培养,通过送出去培训、在职自学、函授等形式,提高业务素质,使之成为具有现代科学管理知识和以法管理的能力,善于在复杂条件下实施有效管理专业管理人员。其次要抓好操作人员的教育训练,要结合本单位实际,采取集中学习与分散自学相结合、定时辅导与集中测试相结合的方式,分层次地进行政治理论学习和专业技术培训,积极开展评先创优、岗位练兵和技术比武活动,多手段培养职工的爱岗敬业的精神,对于未按规定使用、维护设备的要进行严厉的处罚,同时对严格执行机械设备管理规程、工作认真负责、成绩突出的给予奖励。真正把机械设备管好、用好、维护好,确保生产的安全、高效、低耗。最后是要抓好维修队伍的建设,通过单位自培、引进中等专业人才等办法,提高国营建筑企业的维修技术力量,通过较好的维护保养作业,努力提高机械设备的活力。

  加强配件质量和油品管理。国家实行市场经济,石油钻井机械设备的维修配件也打断了专营,进入了市场,其利弊众说不一。但有一点,由于受经济利益的影响,在配件市场上,许多鱼目混珠的配件摆上柜台,这些产品并不是不能用,只是使用寿命有限,或强度不够,造成维修工作不力,同时对设备的寿命也有影响。所以管理人员一定要加强配件质量和油品的监理工作。

  搞好设备租赁和索赔工作。在国有体制下,石油钻井机械设备的投资,由于受所谓固定资产旧式概念的影响,基本上采用的模式为:单位购买—单位所有—单位使用。虽然各单位根据自己的实际情况,对现有设备进行一些革新,制定了一些相应的安全管理制度,克服了许多困难,狠抓了机械设备的管理,取得了一定成绩,积累了不少行之有效的经验。但是,也还存在着许多问题。特别是在目前情况下,如何积极主动地适应市场经济体制,通过创新使机械设备焕发出勃勃生机与活力。

  作为钻井设备的维护管理者,应当树立“机械设备使用比占有更重要”的观念,使设备不断处于更加优良的状态下运行,为集团公司建设综合性国际能源公司作出积极的贡献。

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