钻井柴油机噪声控制分析

朱亚峰

摘要：钻井柴油机在石油天然气的开采过程中给企业带来了巨大的经济效益，保障了国民正常的生产生活水平，促进了经济的发展。但同时也产生了极大的噪声污染。本文将对钻井柴油机的噪声来源进行探讨，着重研究控制噪声的有效措施，为相关单位提供可行性建议。

关键词：钻井柴油机;柴油机噪声;噪声控制

引言：随着经济的不断发展与进步，人民生活水平的日益提高，国民的环境保护意识也在逐渐增强，国家的环境保护法对企业的生产有着更高的要求，石油企业在提高企业经济效益的同时，更要注重环境的保护，达到经济发展与社会效益的统一。因此，针对钻井柴油机在工作过程中有效地实施对噪声的控制问题迫在眉睫。

1钻井柴油机噪声的来源分析

当今社会经济飞速发展，在市场经济的影响下对石油的需求也在日益扩大，石油企业增加了对石油的勘探技术与资金支持，同时更要重视石油开采地区的环境保护。钻井柴油机在石油的开采过程中产生了大量噪声污染，通过对柴油机的工作原理与内部结构的分析与调查，钻井柴油机的噪声来源主要有以下几个方面。

1.1机器噪声

机器噪声的产生是由于钻井柴油机内部零件的旋转运动部分、循环运动部分在不平衡力的共同作用下发生的频率振动。在柴油机工作过程中，运动零件之间的碰撞，相互碰撞产生的摩擦力、惯性力，不平衡力，和机器工作运行中产生的脉动气流共同作用，都会引起机器内部结构的振动，尤其在柴油机工作运行的不够顺利时，就会产生更加刺耳的噪声，这种由机器本身产生的辐射噪声是柴油机噪声的其中一个来源^[1]。

1.2燃烧噪声

燃烧噪声是在钻井柴油机正常运转工作时由柴油机内部的气缸燃料高速燃烧产生的气体在外部形成的压力与冲击力的规律性变化产生的爆发力量，通过内部各零件（气缸盖、活塞、连杆、曲轴）之间的共同作用，产生噪声，辐射到机器外部。柴油机内部结构在运行过程中燃烧的气体，引起了零部件的振动，通过内部和外部的共同作用，将噪声传播到柴油机表面，这是钻井柴油机在工作运行过程中产生的又一个噪声来源。

1.3气体噪声

钻井柴油机在工作过程中也会产生气体噪声污染，这是一种由内部气体的动力性作用产生的噪声，也就是气体气流产生的噪声。气体噪声的产生主要是由进排气部分和风扇部分造成的。在柴油机内部进排气管道和风扇口因为气流的不规则运动，从而和进排气系统管道内的气流产生激烈的碰撞，造成气流共振和废气喷射的噪声产生，增加了钻井柴油机的工作运行负荷，在一定程度上影响了机器的使用周期与使用壽命。以上就是钻井柴油机噪声的主要来源，接下来将着重对柴油机的噪声控制进行研究分析，提供参考意见。

2钻井柴油机噪声的控制研究

随着科技水平的不断提高，我国在钻井柴油机器方面的研究技术也在日趋完善。但目前我国大部分的石油企业多采用方便安装与搬运的钻井柴油机器，对于在柴油机运行工作过程中产生的巨大声响与噪音，考虑得不够充分，导致钻井柴油机器出现的一系列噪声，如机器噪声、燃烧噪声、气体噪声、进排气管噪声、风扇噪声等等，对近距离内操作机器施工人员的身体健康造成了损害，同时也严重影响着该石油开采勘探地区周边居民的日常生活，为此，提出下面三条建议，以期对钻井柴油机的噪声起到有效的控制作用。

2.1设计隔声罩降噪

以陕西省某钻探工程公司为例，该公司设计了专门用来控制柴油机噪声的隔声罩设备，用来降低噪声对施工人员和机器的影响。隔声罩是用来减弱柴油机器的声音传播途径的设备，利用合适的材料部件对柴油机产生的噪声起到阻拦、隔声、隔振、吸收的作用，进而达到减少噪声的效果。在隔声罩的设计过程中，相关专业人员需要根据柴油机的具体型号，因地制宜，实地考察现场的施工条件，进而精准数据，研究制造出符合生产要求的隔声罩设备，达到降噪的目的。

柴油机的隔声罩设备利用高阻吸声层和高阻隔声层的结构，这样设计结构也包括两种形式，壁板开窗式和推拉窗式，将柴油机的进排气管道和风扇口露出，将柴油机的整个机身包围，防止排气口与风扇口出现冷却问题，在排气口与风扇口噪声小的情况下，柴油机的隔声罩设备多采用百叶窗形式，百叶窗的结构为孔状样式，内部含有有机吸声棉，在不影响专业人员对钻井柴油机的日常维护与保养下，专门用来散发热量和阻隔噪声，在百叶窗的周边可以增加透明的窗户玻璃，方便工作人员对柴油机是否在正常运转提供便利的观察机会，这样的设计方式减少了柴油机运行过程中漏声的情况，更加利于工作人员的日常管理与监控。通过这样的设计来达到对柴油机工作过程中产生的噪声进行消声降噪，保障柴油机正常运行。

2.2设计消音器降噪

钻井柴油机在正常的工作运行状态下，产生最大的噪声来源就是柴油机器本身的排气系统。根据现场情况的实际调查与勘探，排气消音器对于柴油机排气的降音减噪发挥着明显的作用，不但可以帮助排出废气，还可以达到净化的目的。可以说，消音器设备是钻井柴油机控制噪声的有效措施。目前多采用阻抗复合式的消音器设备，在控制噪声的措施中，柴油机的消音器是使用频率最高的设备。他可以使内外部气流无障碍的通过，同时减少噪声对设备正常运转的影响。这种消音器的设计是四腔化，多元化的消音结构设计，利用多孔扩散，降压节流的方式提升消音器的性能^[2]。

要想使消音器的作用得到最大程度的开发与利用，第一腔的开口需要设计得大一些，穿孔率的变化，也将影响发动机的功率变化，它还可以与其他措施结合到一起，使其发挥最大价值，方便快速的改进，把作用发挥到最大，采用扩张式的组合消音器，内部包含种类繁多的细小微孔金属板，使其能够分别对机器内部发出不同频率的噪声进行更好的减噪消音处理，有效地降低柴油机发动机排气系统速所产生的噪声。消音排出的柴油机废气都是温度高，速度快，尤其以低频的噪声废物最为突出。因此，排气消音器的选择多采用低频消音效果好的阻抗性消音器，通过穿孔板，内插管、穿孔管多种组合方式不断将改变排气系统的消音作用。

2.3完善机器内部结构

石油企业在购入钻井柴油机器的时候，首先要考虑的就是分辨柴油机进、排气消声技术的优劣。在大市场经济条件下，因为企业对柴油机器有这样日益增长的需求，所以众多生产厂家在设计、制造生产柴油机的排气消声系统时，必然会注重提升消声性能的各项功能和气体动能，这样的提升效能不但可以保护环境，也可以保障柴油机更稳定的运行与使用。

对柴油机内部结构的完善，最重要的方面就是注重进排气消声系统的设计与改良。目前大多进气消声器适用迷宫通道式，采用多级吸声和多级扩张相组合的结构方式，组成复合式排气消声结构。而排气消声多适用穿孔，隔板与插入相组合的复合结构，实现了消声时间长、范围广、容量大的创新技术要求。传统的钻井柴油机器的排气消声器设备依靠气体气流动力学的工作原理，而目前的排气消声设备与废水废气减排一体化同时进行，改变了原有的单一模式，利用气体热力学和动力学技术的融合，废气废水产生的热能被其自我吸收与转化，这就是内源性的消声工作原理，这一措施减小了噪声污染，加强了排气消声设备的消声效果，有效地控制了噪声的干扰范围与强度^[3]。要想使柴油机能够稳定的运行，还需要在柴油机的排气管等部分缠绕玻璃纤维制品，以这样的方式减少机器内部热量的辐射，避免温度过高，影响柴油机的正常运转。

在实际生活中，要根据具体情况具体分析，依据钻井柴油机工作环境与开采的程度，进行科学化、合理化的规划，将这三种措施有机地结合到一起，才能制定出符合实际工作需要的计划，提高目标的执行度与可行度，在工作中发挥最大的指导作用。

结论：总而言之，通过对钻井柴油机噪声的来源分析，研究出了相应的降噪措施，这些举措将在一定程度把企业的经济效益与社会效益有机地结合起来，加强对柴油机的噪声控制研究，为我国石油企业的钻井技术发展做出贡献。

参考文献：

[1]陈洪涛.柴油机齿轮系噪声控制研究[J].拖拉机与农用运输车，2020（1）：22-24.

[2]张启军.混凝土泵总线柴油机节能降噪控制方法[J].筑路机械与施工机械化，2020，037（004）：41-43，49.

[3]张立新.柴油机噪声测试系统开发与噪声源分析研究[D].2019.