钻井机械设备故障成因及维修保养措施

陈 鹏

（大庆钻探工程公司机械修理厂研发中心，黑龙江大庆 163000）

0 引言

钻井机械设备故障问题一直都在石油企业的生产经营管理工作中处于重要位置，不仅关系到企业石油开发效率与质量，而且机械设备的故障问题也会造成生产安全、投资费用增加以及其他各类风险事故，使石油企业经济效益难以得到保障。在加强钻井机械设备维修保养的管理工作中，需要结合常见故障问题深入探究发生原因，通过预防监测多方面的管理工作增进机械设备质量的有效控制。所以，维修人员需要重视设备检测与保养工作，提高自身职业素养，结合先进技术与管理方法，降低设备故障问题对企业经济建设造成的损害。

1 钻井机械设备维修保养的重要性

钻井机械设备的维修保养工作包括维护与检修2 大部分，作为石油企业生产中尤为重要的工作环节，对企业安全稳定生产提供必要的保障。维修保养管理工作主要有2 方面内容：①保证钻井机械设备的使用寿命，石油开发中环境复杂，钻井机械受各种因素的影响，各种故障问题层出不穷，花费大量企业资金投入，所以加强维修保养工作能有效降低故障问题发生，控制设备维护资金合理性，延长使用寿命，提高设备的运行效率，使石油生产工作顺利进行；②细化规范维修保养工作，能及时发现故障问题并进行解决，使设备尽快恢复到良好使用状态，保证工作安全、正常进行。

随着当下技术革新以及施工环境，钻井机械设备越发复杂多样化，维修保养工作也随之更为重要。各类精密化、联动式机械结构设备在使用中一旦某一环节出现问题，就很容易导致大范围内的生产影响，对石油开发工作造成严重阻碍，所以更需要重视钻井机械维修保养工作的完善与加强。

2 钻井机械设备常见故障分析

钻井机械设备常见故障问题主要分为4 类：①损坏型故障问题，主要指机械设备在使用过程中由于各种原因导致的机械结构发生变形，机械零部件出现拉伤、龟裂、压痕、断裂、烧蚀等状况，从而影响到资源勘测与开发生产工作；②退化型故障问题，主要指长时间高强度使用下没有进行良好保修维护工作而出现的机械设备零部件老化、严重磨损，导致使用效果大受影响；③松脱型故障问题，主要指受零部件拆解、装配和日常搬运动作等因素影响而产生的零部件老化松动；④失调型故障问题，主要发生于设备行程失调、预留间隙存在不合理因素的机械设备。

这些故障是石油开发机械运行中最常见的问题，不仅和机械设备本身结构、施工环境有关，而且因为日常维护管理工作上的失误和操作过程不合理，都会导致故障发生。此外，设备运用中还会出现如堵塞、渗油、漏气、漏水等类问题以及各种原因导致的机械性能衰退、设备过热等故障。此类问题若在轻微时及时发现，支出一定费用就能控制并解决；较严重、危害性较大的问题，则对企业生产工作安全以及效率会有严重影响。所以更需要对设备故障问题全面分析，探究故障成因，以实现针对性维修保养工作的推进[1]。

3 钻井机械设备故障成因

钻井机械设备故障问题常是多方因素共同导致的，在进行故障成因分析时需系统化进行，将机械结构、人为操作等整合起来，结合故障类型进行全面分析。

3.1 钻井机械设备自身因素

机械设备自身结构、材料、性能等方面的影响造成的问题是比较常见的故障诱发原因，主要诱发因素在于2 点：①机械设备采购环节没有严格控制质量，设备存在质量问题不仅会导致工作中功能发挥受到影响、无法保证生产效率，还会因为环境变化和具体操作发生故障，设备质量不仅在于机械参数未能达到生产所需标准，也同时与钻井环境及实际要求有关，若结构及性能上契合度不够，都会受设备质量限制，所以在进行机械设备采购时，需要结合生产环境以及具体设备要求严格把控各类规格与型号，确保机械设备在质量上满足需要；②机械设备相关设施不够完善，尤其是设备备用件缺少，导致设备处于长期磨损状态，即便进行完善的检修维护，但设备零部件也会逐渐老化、性能降低，甚至造成设备损坏[2]。

3.2 人为设备操作因素

设备操作有其必要的规范要求：①由于很多操作人员对规范了解不够全面，不懂得对各类设备如何进行合理操作，再加上目前机械设备更加精密复杂，相关知识以及使用方法知悉不清楚，容易导致各类故障问题频发；②没有进行规范化生产、机械设备操作规范重视不够、工作中出现疏忽，都会影响机械设备的使用寿命；③包括钻井机械设备的运行管理制度不够合理，管理层在操作中的监管力度不够，对员工的思想教育、制度规范以及操作能力培养上都有不足，也会导致生产中工作人员积极性不高、安全生产意识不足等问题出现。

3.3 设备管理不当因素

钻井机械设备中约有八成的故障问题都与机械的磨损有关，长期磨损下容易造成机械设备零部件性能失效，逐渐发展为机械故障问题，从而影响钻井工作效率。磨损多与润滑油使用不规范、不合理有关，因为各机械零部件之间精密度不够，出现配合差异，导致润滑效果不佳，机械零部件摩擦严重，并且各种灰尘杂质侵入机械内部，进而导致设备故障问题。机械设备故障问题不仅是在故障发生时进行考虑，同样需要将维修保养管理工作作为重要因素，大部分机械设备问题，如机械轴承磨损故障，就是对关键零部件位置润滑工作未能有效进行或者润滑油中掺着杂质而导致故障发生，所以设备管理工作中同样需加强重视，规范进行，才能减少故障问题。

4 钻井机械设备维修保养措施

钻井机械设备维修保养工作需要立足于石油钻井生产的实际情况，结合设备故障问题进行针对性分析，从制度到特殊问题的针对性强化管理，实现对机械设备完整的维修保养机制，才能尽可能减少故障问题的发生。

4.1 加强机械设备的强制性保养工作

机械设备强制性保养工作有其必须性，尤其是结合目前钻井开发环境更加复杂、机械构件精密化程度提升的背景，更需要将保养工作进行硬化指标的规范，以专人、专项管理制度为基础，按时按标准进行设备的定期检查保养工作。建立强制性保养计划需要对各项机械设备进行全面整合以及区划，安排经历过专业保养培训教育以及具备严谨认真态度的工作人员参与，结合信息管控设备，不仅要定期进行设备的保养，如油路疏通、润滑系统清洗等，同时也要对不同级别设备进行差别化保养管理，使用超过600 h 的机械设备应加强保养频次，划分一级保养工作中，以提高对设备状态的及时更新[3]。

4.2 结合特种设备增进安全检测

钻井机械特种设备是指具有一定生产危险性的接卸设备，在使用中如果出现故障问题会对操作人员和机械本身造成严重伤害，其危害性更高，如各工作项目中应用到的承压类以及机电类特种设备，都需要结合更加全面系统化的安全检测机制加强管理：①在设备引进前，需要结合第三方无损检测机构进行全面化检测，确保设备结构以及各零部件正常；②使用中建立定期及巡回检查机制，结合更完善的人才管理培养计划推进技术人员具备故障问题事前检查的基本能力，及时发现可能出现的故障问题；③制定紧急风险预制机制，对于特种设备故障问题危害性，制定完善的预防以及应对方法，将危害程度降到最低。

4.3 完善油品及配件管理

油品及配件管理工作同样是机械设备维修保养流程中的重要环节，润滑油使用效果直接影响到设备零部件结构摩擦程度，与设备磨损问题关联密切，而配件是设备进行维修时必要材料，配件不足或者质量、型号等方面不规范，将会严重拖滞设备维修进度或者可使用性：①严格控制润滑油流入，目前市场上出现的价格低廉、适用短期的类型要注意甄别，其使用中因为耐久性不佳、强度不够，润滑效果常无法达到预期效果，容易在机械设备使用中无法和维护检修标准对接，出现各种故障问题，所以要对油品购进加强管控；②在润滑油使用时要注意结合机械设备的结构特征，并结合生产环境一同考虑，对润滑油使用量、使用方法等进行合理调整，以满足设备需要。对于机械配件的管理，与油品管理内容趋同，需结合设备使用类型，妥善考虑机械设备使用类型，对配件材料、型号等多方面管控，以增进零部件之间的契合度，保证机械正常运转[4]。

4.4 结合信息技术应用提升维修保养制度合理性

信息技术广泛应用在管理工作中，如机械设备等复杂化、精密化管理流程中，更需要结合信息技术提高管理有效性：①结合信息技术建立系统化的维修保养机制，信息技术具有数据信息高效便捷传递的功能，同时也具有强大的数据处理分析能力，结合信息技术建立完善的数据处理分析机制，将保养工作与维修工作结合，加强对故障常发位置、故障多发成因进行高频检测，实现更加准确化的保养管控系统，对高危问题及时提醒工作人员，并结合相关数据信息与分析为维修人员提供更多维修方案与依据，以便尽早发现潜在问题，并及时解决故障，增进机械生产快速恢复正常；②对相关维护保养制度监督管理，及时提醒工作人员工作内容或者维修工作规范，减少因为疏忽大意等原因造成的故障检修不彻底等问题；③结合信息系统促进维修技能培训以及工作思想加强工作，增进企业机械设备维修管理队伍高素质化，结合信息管理系统增进对各工作人员绩效、激励等各项管理制度的系统化进行，实现管理有效落实，以管理制度实际应用效果加强增进对维修保养工作规范化进行。

5 结语

钻井机械设备故障问题发生受多种因素的影响，不仅包括因机械设备本身结构等方面导致的问题，也包括在设备使用中因人为操作不当以及管理不合理造成的零部件磨损等故障，所以在机械设备的维修保养工作中应建立强制性保养机制，结合特种设备以及油品、配件管控，构建系统化信息管理机制，增进工作人员的配合，采取合理的维修保养方法，才能提升对机械设备的优化管理，保证钻井生产顺利进行，实现石油企业的可持续发展。