石油鉆井機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)策略

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摘要：石油是我國(guó)的重要能源，同時(shí)也是不可再生資源，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越來(lái)越快的背景下，石油的需求量也在顯著提升，加快石油事業(yè)的發(fā)展十分必要。在石油事業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，需要將更多的精力和心思放在石油開(kāi)采方面，鉆井機(jī)械設(shè)備是開(kāi)采石油的關(guān)鍵所在，更與石油產(chǎn)量、石油質(zhì)量直接掛鉤，所以做好石油鉆井機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)至關(guān)重要。基于此，圍繞石油鉆井機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)展開(kāi)探討，并提出相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：石油；鉆井機(jī)械設(shè)備；管理；維護(hù)

1石油鉆井機(jī)械設(shè)備及其輔助設(shè)備的組成

1.1石油鉆井機(jī)械設(shè)備的組成

鉆井設(shè)備也被稱之為鉆機(jī)，鉆井機(jī)械設(shè)備是石油、天然氣鉆井過(guò)程中所需要的各種機(jī)械設(shè)備的統(tǒng)稱。現(xiàn)代石油鉆機(jī)屬于一整套大型聯(lián)合機(jī)組（見(jiàn)圖1），結(jié)合鉆井工藝中鉆進(jìn)、洗井及起下鉆等不同工序要求，一整套完整大型聯(lián)合鉆機(jī)必須要具有起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、動(dòng)力設(shè)備、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、底座以及輔助設(shè)施。起升系統(tǒng)功能：起、下鉆具，為后續(xù)鉆頭在鉆井中發(fā)揮作用做好準(zhǔn)備。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)功能：帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，打破巖石等地層結(jié)構(gòu)，加深井眼。循環(huán)系統(tǒng)功能：循環(huán)鉆井液并達(dá)到清潔井底效果，清除被破碎巖屑，保持鉆井進(jìn)度。動(dòng)力設(shè)備功能：主要提供動(dòng)能，用以驅(qū)動(dòng)各類設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，包括驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵等。傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力機(jī)和傳動(dòng)機(jī)組組成，功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)的能量向轉(zhuǎn)盤、驅(qū)動(dòng)絞車等傳遞，多為柴油機(jī)組驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鏈條或萬(wàn)向軸等傳動(dòng)裝置，也有交流或直流電驅(qū)動(dòng)裝置等傳遞動(dòng)力。控制系統(tǒng)功能：協(xié)調(diào)各設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在鉆井行業(yè)中較為常見(jiàn)且占據(jù)一定分量，控制設(shè)備主要涉及液動(dòng)、機(jī)械或點(diǎn)控制裝置，并配備智能觀測(cè)記錄設(shè)施與集中控制臺(tái)。優(yōu)點(diǎn)是智能化程度高、速度快，可以更好地指揮各系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成工作。底座：即一切底座的統(tǒng)稱，涉及井架及機(jī)房底座、泥漿泵底座等。輔助設(shè)備：可以為正常鉆井作業(yè)提供輔助或配套支持的相關(guān)設(shè)備。

1.2鉆井輔助設(shè)備的組成

鉆井輔助設(shè)備主要由發(fā)電機(jī)、泥漿儲(chǔ)存設(shè)備、氣源裝置、鉆井儀表等部分組成。其中發(fā)電機(jī)是由自主發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁系統(tǒng)組成，鉆機(jī)多采用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，提高柴油機(jī)運(yùn)行效率是降低鉆井成本的有效方法，以柴油機(jī)作為動(dòng)力是當(dāng)下比較常見(jiàn)的方式；泥漿儲(chǔ)存設(shè)備包括吸入罐、循環(huán)罐、儲(chǔ)備罐等；氣源裝置包括空氣壓縮機(jī)及儲(chǔ)氣瓶組、干燥機(jī)等，目前幾乎所有的鉆機(jī)都會(huì)配套有帶儲(chǔ)氣瓶組的電動(dòng)空氣壓縮機(jī)組，便于向不同設(shè)備輸送氣源動(dòng)力；鉆井儀表是各種鉆井參數(shù)儀表的總稱，主要包含指重表、參數(shù)顯示器、壓力表等，以及其他儀器如大鉗扭矩表、鉆井參數(shù)儀、記錄儀等。

2石油鉆井機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)故障及維護(hù)管理中存在的問(wèn)題

2.1石油鉆井設(shè)備常見(jiàn)的故障

石油鉆井機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)的故障類型主要包括損壞型故障、退化型故障、失調(diào)型故障、堵塞與滲漏型故障、性能衰退或功能失效型故障等。損壞型故障較為常見(jiàn)，究其原因，與鉆井所遭遇的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜脫不開(kāi)關(guān)系。鉆井機(jī)械設(shè)備所碰到的大多都是質(zhì)地堅(jiān)硬的地層和巖屑，機(jī)械設(shè)備使用不當(dāng)或維護(hù)不及時(shí)都易產(chǎn)生拉傷、變形、開(kāi)裂、壓痕等問(wèn)題；退化型故障則是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中保管與儲(chǔ)存不當(dāng)造成，受到風(fēng)吹雨打、日曬雨淋等方面影響，久而久之機(jī)械設(shè)備便會(huì)出現(xiàn)老化、松動(dòng)、外殼剝落等現(xiàn)象；失調(diào)型故障主要指機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中，由于主觀或客觀因素，在壓力過(guò)高或過(guò)低情況下，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常使用，造成了工作優(yōu)勢(shì)無(wú)法發(fā)揮；堵塞故障，即在機(jī)械設(shè)備作業(yè)過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)部油箱進(jìn)入灰塵或機(jī)械磨損的顆粒等物質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的過(guò)濾器或主管道被堵塞，便會(huì)直接干擾作業(yè)的正常進(jìn)行；滲漏故障是由于機(jī)械設(shè)備松動(dòng)或密封性不佳導(dǎo)致的設(shè)備出現(xiàn)漏油、漏氣等現(xiàn)象；性能衰退和功能失效型故障，主要因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備使用過(guò)程中受外力因素影響，致使機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常使用和發(fā)揮出應(yīng)有作用。除了以上所提及的主要故障，還有傳動(dòng)系統(tǒng)頻發(fā)的故障和絞車頻發(fā)的故障。就傳動(dòng)系統(tǒng)頻發(fā)的故障而言，通常表現(xiàn)為聯(lián)動(dòng)機(jī)支承軸承的表面溫度較高，加上設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的自然發(fā)熱，很容易導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行溫度急劇上升。此外，還存在油脂加注量、粉末等原因，比如缺少潤(rùn)滑油脂、油脂內(nèi)存雜物、皮帶較緊等，嚴(yán)重的話會(huì)造成軸承破損。另外減速箱齒輪嚙合不到位，也會(huì)產(chǎn)生較大聲響并伴隨振動(dòng)現(xiàn)象，響聲大小與振動(dòng)大小呈正比，也會(huì)導(dǎo)致軸承損壞愈加嚴(yán)重。此外，軸承油封損壞和支承軸承的不佳運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油自主動(dòng)軸軸頭流出、殼體溫度升高等。就絞車頻發(fā)的故障而言，與剎車塊間隙、冷卻水量以及崗位人員操作習(xí)慣等有關(guān)。鑒于絞車軸長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)且存在較大幅度振動(dòng)這一現(xiàn)狀，必要時(shí)還需及時(shí)干預(yù)并預(yù)防一系列故障產(chǎn)生。

2.2維護(hù)管理中存在的問(wèn)題

就當(dāng)前掌握的情況來(lái)看，石油鉆井機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)中依舊存在大量問(wèn)題，有些問(wèn)題不算嚴(yán)重，有些問(wèn)題已經(jīng)到了必須解決地步，對(duì)兩點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行著重論述。（1）管理制度不合理。制度是企業(yè)做好石油鉆井機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)的準(zhǔn)則，制度的不合理定會(huì)干擾管理與維護(hù)的工作質(zhì)量和實(shí)際效率，雖然有越來(lái)越多的企業(yè)已經(jīng)認(rèn)知到管理制度在機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)中的重要性，但是現(xiàn)存制度與實(shí)際情況不相符問(wèn)題依舊顯著，使得一些管理與維護(hù)方法可行性較低。（2）機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理意識(shí)較低。可能是企業(yè)高層重視和關(guān)注度不夠，也可能是基層人員不夠重視，不管是哪一方面對(duì)機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理較為漠視或不夠細(xì)心，都會(huì)導(dǎo)致石油鉆井機(jī)械設(shè)備得不到實(shí)質(zhì)性維護(hù)和管理，便會(huì)很容易發(fā)生各類故障，抑或?qū)е略O(shè)備直接報(bào)廢，不利于企業(yè)節(jié)約成本和創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也會(huì)延長(zhǎng)鉆井工期。

3石油鉆井機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)策略

3.1發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并制定完善維修管理計(jì)劃

在關(guān)注和重視石油鉆井機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)之際，還需及早深入鉆井工程一線，派遣專人不定期到現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查或排查故障，將故障排查系統(tǒng)化、全面化，并且收集整理日常故障問(wèn)題整改記錄，在后續(xù)分析和討論中，制定出完善的維護(hù)管理計(jì)劃，計(jì)劃要反復(fù)推敲確保有可行性、科學(xué)性，之后便可按照原定計(jì)劃落實(shí)相關(guān)工作。與此同時(shí)，也要在排查現(xiàn)有設(shè)備故障的過(guò)程中，及時(shí)排查和發(fā)現(xiàn)故障隱患和風(fēng)險(xiǎn)，并額外制定一份故障預(yù)防方案，確保對(duì)石油鉆井機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)深入而徹底。制定計(jì)劃的目的是為了更好地保障石油機(jī)械設(shè)備正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，可避免盲目管理與維護(hù)使現(xiàn)狀變得更加糟糕，所以需要定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)和維修。維修過(guò)程中，有必要核查設(shè)備的使用年限、生產(chǎn)使用時(shí)間、完好狀況、維修工作內(nèi)容等，可視機(jī)械設(shè)備狀況劃分小修、中修、大修三個(gè)維修等級(jí)，然后配置相應(yīng)人力、物力，確保石油鉆井各項(xiàng)任務(wù)有條不紊地完成。

3.2著重關(guān)注柴油機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)

在石油鉆井機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮著較大作用，為各個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)提供最基本的動(dòng)能，若柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，則意味著較多設(shè)備無(wú)法投入使用，造成的負(fù)面影響更大，對(duì)工程的損害更大，為此，要著重關(guān)注柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)。面對(duì)石油鉆井機(jī)械設(shè)備工作環(huán)境的惡劣性、復(fù)雜性，還需及早發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的老化問(wèn)題、磨損現(xiàn)象等，比維修更重要的是做好保養(yǎng)工作，現(xiàn)結(jié)合機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)提出以下建議：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)可劃分為五項(xiàng)工作，分別是清潔、緊固、潤(rùn)滑、調(diào)整和防腐。清潔，即做好清掃工作，除去柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自身的泥土、油漬、雜質(zhì)等，更要清潔發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，包括空氣濾清器、潤(rùn)滑油濾清器、燃油濾清器等。鑒于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳灰和顆粒，且這些雜質(zhì)很容易進(jìn)入油箱并造成柴油污染現(xiàn)狀，還需出于延長(zhǎng)柴油機(jī)使用壽命的考量，在做清潔工作中，根據(jù)使用時(shí)長(zhǎng)做好相應(yīng)清潔，如空氣濾清器工作50~100h除塵一次，用軟毛刷刷掉表面的灰塵，若超過(guò)500h要及時(shí)更換；潤(rùn)滑油濾清器主要過(guò)濾潤(rùn)滑油，防止?jié)櫥妥枞麨V芯，當(dāng)工作達(dá)到1800h且小于2000h務(wù)必清洗一次，發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象要及時(shí)更換；燃油濾清器工作100~200h則需要清除雜質(zhì)，做一次全面清潔，防止油渣、灰塵進(jìn)入油箱而污染柴油。緊固，主要針對(duì)的是由于機(jī)械設(shè)備自身的振動(dòng)導(dǎo)致的各個(gè)松動(dòng)的零部件，這些零部件不加以干預(yù)，最終會(huì)脫落下來(lái)。所以，要將這些零部件擰緊，確保零部件緊固并不會(huì)由于脫落造成設(shè)備故障。潤(rùn)滑，即對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的機(jī)械零件磨損進(jìn)行潤(rùn)滑，多施以潤(rùn)滑油處理，降低零件間的磨損程度。調(diào)整，主要指結(jié)合鉆井深度、作業(yè)環(huán)境而及時(shí)調(diào)整柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)，更好地服務(wù)施工。防腐，即在設(shè)備表面做防腐處理，防止銹蝕嚴(yán)重或延長(zhǎng)其使用壽命，主要采取噴漆或做防護(hù)措施等。

3.3加大全生命周期管理力度

設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中，會(huì)因?yàn)槔匣⒐δ芩ネ恕⒛p等一系列問(wèn)題，致使設(shè)備使用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐步降低，設(shè)備的使用壽命有限且達(dá)到臨界值便會(huì)被淘汰，進(jìn)而投入新設(shè)備，全壽命周期管理便是基于這種現(xiàn)象而產(chǎn)生的管理方法。全壽命周期管理這種方法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是企業(yè)結(jié)合生產(chǎn)目標(biāo)，從設(shè)備的采購(gòu)開(kāi)始，對(duì)設(shè)備做全生命周期管理，旨在延長(zhǎng)設(shè)備使用周期并將設(shè)備最大價(jià)值挖掘出來(lái)，進(jìn)而減少生產(chǎn)成本，以便創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益。這項(xiàng)管理涉及評(píng)估，評(píng)估的內(nèi)容包括設(shè)備維修、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備檢測(cè)等，若在評(píng)估中發(fā)現(xiàn)設(shè)備伴隨著較高的磨損、老化概率，則需要配備相應(yīng)的維修費(fèi)用，其維修費(fèi)用已經(jīng)超過(guò)使用新設(shè)備成本的設(shè)備，則需要淘汰并更換新設(shè)備，降低生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生故障的可能性。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期達(dá)到設(shè)計(jì)的年限標(biāo)準(zhǔn)后，則要派遣維修人員檢測(cè)設(shè)備，結(jié)合檢測(cè)報(bào)告來(lái)綜合評(píng)估其維修成本，之后再做出正確評(píng)判和處理。

3.4完善鉆井機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)制度

面對(duì)當(dāng)前部分石油鉆井工程中缺失科學(xué)合理和實(shí)用的機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)制度現(xiàn)狀，還需及時(shí)對(duì)照管理及維護(hù)制度與現(xiàn)實(shí)需求，從而發(fā)現(xiàn)制度的漏洞和不合理之處，從而將完善機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)制度工作提上日程。建議相關(guān)企業(yè)成立管理領(lǐng)導(dǎo)小組，致力于完善機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)制度工作。要結(jié)合實(shí)際，從維修技術(shù)人員處獲悉真實(shí)維護(hù)和管理的需求，將過(guò)去管理制度的精華部分保留，然后補(bǔ)充更為實(shí)際的相關(guān)制度條例，明確指出需要維護(hù)與管理的設(shè)備，明確相關(guān)崗位人員責(zé)任和義務(wù)，更要補(bǔ)充獎(jiǎng)懲制度，做到有獎(jiǎng)有罰，切實(shí)提高每個(gè)崗位人員的保護(hù)機(jī)械設(shè)備意識(shí)，也切實(shí)讓機(jī)械設(shè)備管理與維護(hù)工作做到位。完善各項(xiàng)管理制度后，為確保制度發(fā)揮應(yīng)有的指導(dǎo)作用，還需要監(jiān)督部門嚴(yán)格監(jiān)督，避免制度流于形式和相關(guān)工作人員不按照計(jì)劃行事。

3.5采用多樣化維修方法

（1）采用直觀維修法。建議在對(duì)石油鉆井機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修的初期，率先使用“望聞問(wèn)切”的診斷方法。其中的“望”有觀察之意，通過(guò)觀察找出故障之處，然后對(duì)故障之處進(jìn)行分析，明確故障問(wèn)題；“聞”便是聞味道，主要判斷是否有線路發(fā)生故障，如此才可知曉機(jī)械設(shè)備電路元件是否受到干擾和影響；“問(wèn)”即是詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員，通過(guò)故障描述鎖定問(wèn)題以及分析故障發(fā)生原因；“切”即依據(jù)之前發(fā)現(xiàn)的線索，采用科學(xué)維修方法進(jìn)行必要干預(yù)，從而解決故障，切實(shí)讓機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。在檢測(cè)環(huán)境惡劣、人力檢測(cè)可能會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備造成損害的情況下，首選無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，這類技術(shù)包括超聲波技術(shù)、射線技術(shù)、電磁技術(shù)等，省去不必要的麻煩，可發(fā)現(xiàn)人力不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題如裂縫等，對(duì)及時(shí)消除故障起到重要作用。3.6強(qiáng)化對(duì)管理與維護(hù)人員的一系列培訓(xùn)在石油鉆井機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)中，相關(guān)技術(shù)人員發(fā)揮著重要作用，且是解決一切問(wèn)題及故障的關(guān)鍵所在，技術(shù)人員的個(gè)人能力可謂至關(guān)重要。為此，需要企業(yè)將培訓(xùn)技術(shù)管理與維護(hù)人員的工作視為重要任務(wù)并放在重要位置，通過(guò)培訓(xùn)要讓技術(shù)人員具備良好理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才可為鉆井工程圓滿完成奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。培訓(xùn)活動(dòng)要長(zhǎng)期開(kāi)展并落實(shí)，可結(jié)合培訓(xùn)需要而配置相應(yīng)考核。

4結(jié)束語(yǔ)

石油鉆井是一項(xiàng)艱巨且復(fù)雜的工程，想要確保工程順利并高質(zhì)量完成，還需重點(diǎn)關(guān)注相關(guān)機(jī)械設(shè)備的管理與維護(hù)工作，確保機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命并減少不必要的故障。在這個(gè)過(guò)程中也要為相關(guān)人員提供培訓(xùn)與學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，確保相關(guān)人員對(duì)設(shè)備維護(hù)和管理工作一刻不放松，充分保障石油開(kāi)采工程順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者：王善濤 單位：中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司