石油钻井机械设备的管理与维护

薛玉翔

中海油田服务股份有限公司钻井事业部 广东深圳 518000

1 我国当前钻井机械设备现状

我国在工业基础上与欧美等发达国家还有较大的差距，虽然近年来我国经济发展迅速，综合国力得到了显著增强，但是钻井机械设备技术的发展考验的是国家的工业基础，我国工业发展虽然迅速，但是由于发展时间比较短，所以基础仍旧相对比较薄弱，所以在很长一段时间内我国一些重要区域的钻井机械设备为进口设备，国外机械设备具有使用稳定性高、质量过硬、工作效率高的优势，但是我们也深刻意识到进口别国先进设备毕竟不能促进我们本国相应的技术发展，因此我国在进口设备的基础上组织技术人员对进口设备的相关技术指标进行研究分析，通过消化吸收国外先进技术来提升本国钻井机械设备的技术水平[1]。

目前我国也拥有一系列的钻井机械设备生产企业，能够提供多种类型的钻井机械设备，在实际应用过程中也具有较好的使用效果，虽然相较于一些国外先进的高端设备还有一定的技术差距，但是从技术发展速度上来看，我们与国外先进技术的差距正在逐步缩小，与国外相比，我国具有更好的研发经济支持以及更广阔的发展空间，因此我国钻井机械设备在发展过程中瞄准国外同类水平的相应技术标准，结合我国一些先进的工业自动化技术，也在一系列国产产品上逐渐开始实现机械自动化以及部分智能化的技术目标。同时，我国目前在用的钻井机械设备中很多国外进口设备也都经过了我国的技术改造，虽然说国外进口的设备技术水平比较高，但是毕竟其设计标准缺乏针对性，由于我国国土面积广阔，油田所处具体的地理位置差异很大，所以不同油田自然环境以及地理情况差异也很大，很多国外机械设备在实际应用与相应开采作业中存在环境适应性较差的情况，而且在操作以及其他方面也没有妥善考虑我国实际工作情况，所以在使用过程中存在一些问题，我们在接收设备后即开始对一些设备进行针对性的改进，同时在投入使用后也根据具体的使用反馈情况来进一步进行优化改进，使之更符合我国石油工业的相关作业要求[2]。

2 机械设备在石油钻井过程中的故障

2.1 缺乏检修保养及退化性故障

钻井机械设备一般来讲使用年限是比较长的，但是在日常运行过程中也需要周期性的维护保养，如果保养检修工作不到位就容易导致一些耗损机构出现过度损耗的情况，长此以往导致相应部位出现故障，由此引发的故障内容中比较常见的是异常磨损、形变以及断裂等故障，出现此类故障后钻井设备在运行过程中会出现较大的异响，同时还可能出现震动、卡死乃至于完全停机的情况。钻井机械各个活动部件在运行过程中也需要良好的润滑，如果在使用过程中没有按照检修保养标准按时予以保养并排除潜在故障就会导致故障进一步放大。当然，随着设备使用年限的不断增加，设备各结构部分的损耗也在不断增加，设备逐渐出现老化的情况，设备老化后一些动力传动机械结构、减震结构以及钻头部分都会出现强度和稳定性下降的情况，这种故障我们一般称之为退行性故障[3]。

2.2 外部不利因素造成的故障

设备正常运行的情况下也会受到较多的外部不利因素的影响，由于在运行过程中钻井机械设备与外部环境存在较多直接接触的部分受到工作环境的直接影响，土石沙尘以及盐碱腐蚀等都是钻井机械设备经常要面对的不利环境因素，土石沙尘会在设备散热系统上形成覆盖层进而影响散热效果，在这种情况下设备就会出现过热的情况，这不仅会导致动力输出下降，甚至会导致设备出现烧蚀的问题。土石沙尘除了会影响散热之外还经常造成管线堵塞的问题，不论是水管还是油管都容易因土石沙尘而出现不同程度的堵塞，这种问题也是导致设备故障的重要原因。另外，设备在安装运输过程中也容易因外力因素出现损坏的情况，比如在日常检修过程中，如果未按照相应检修流程以及操作规章制度来进行就容易导致设备安装精度下降，在运行过程中就容易出现共振等损坏设备的问题，而运输过程中也可能因颠簸、磕碰等造成相应的设备部件出现损坏的情况[4]。

3 石油钻井设备的管理与维护策略

3.1 设定并执行更严格的产品质量标准

国外在工业技术方面一直以来对国内都有较大的技术优势，而国外所执行的钻井机械质量标准自然也具有较强的参考意义，但是这并不意味着我国在钻井机械设备质量执行标准方面要完全照搬国外内容，我们想要更好的保障设备质量，应该从设备生产以及具体使用环境两个方面来进行考虑，国外相关质量标准也是结合了国外的具体使用环境，因此我国在质量执行标准方面也要充分考虑这一内容。另外，有了相应的指标标准之后还要重视相应的执行情况，相应监管部门应该大力强化检查工作，保障生产企业在生产过程中严格按照质量标准要求来生产合格的设备，从零部件生产开始就应该加强质量标准管理体系的执行工作，全面保障设备的整体质量。对于生产质量不合格的应该进行严格的处罚，责令强化生产质量。

3.2 加强设备资料的管理工作

大型工业设备的质量控制离不开设备资料，设备资料记录了设备整体的机械构成部分以及电子、软件等其他技术内容，我们应该加强对设备资料的管理工作，设备资料根据具体的时间情况有传统纸质资料以及电子资料等，从当前的整体形式上来看，纸质资料必然逐渐转化为电子资料进行存储，这是发展的必然趋势，为了良好保存既往技术资料，应该对传统纸质资料进行扫描转化，以电子数据形式进行归类存储，这样不论从技术发展层面还是技术保障层面都有利于产品整体质量控制。

3.3 针对性进行检修保养

钻井机械设备在检修保养过程中要根据具体的检修工作内容对相应部位的重点检修内容进行详细的查看，比如齿轮啮合部位以及其他接触摩擦部位，这些部位在日常运行过程中容易出现磨损的情况，在检查过程中要重点对齿轮啮合情况以及齿轮本身是否存在裂痕等进行检查。同时我们还要重点进行设备不同状态下的检修工作，静态检修以及设备运行检修工作都要妥善进行，如果在设备运行过程中发现齿轮箱以及液压油箱等部位存在过热的情况要对散热系统进行全面的检查包括散热片、水泵、散热水管等进行全面的检查，导致散热异常的原因比较多，如果是散热片有污物覆盖要及时进行清理，散热管堵塞的要进行清掏。在运行检查过程中要格外注意一些异常的响动，这些异常响动主要包括金属碰撞音以及摩擦音等，找到具体位置并进行拆卸检查，对异常受力或者润滑不佳的情况进行排除。注意一些设备的时限性保养工作，按照检修手册要求对达到检修标准的相应部分按照手册内容进行相应的检查，发现故障及时进行排除。

3.4 做好常见故障的维修

常见故障内容比较多，我们在此对其中一部分典型故障内容的维修进行分析。首先是磨损及断裂故障，上文中我们对常见的磨损断裂故障内容进行了叙述，当出现母螺纹受损时，一般需要进行机床镗修，使其恢复相应的设计参数。而齿圈断裂或者磨损，则需要针对损坏的齿轮进行整体更换。不论是磨损还是断裂都需要将损坏的部分进行更换，同时还要对周边齿轮以及传动部分进行检查，如果发现磨损的情况也要进行更换。机壳断裂一般需要详细查看机壳断裂的具体程度，多数情况下设备检修手册中会规定机壳允许修复的损伤标准，当尚未达到整体更换标准时可以采用焊接修复的方式来恢复机壳整体强度，一旦超过允许的损坏标准则应该整体更换机壳。以泥浆泵的检修为例，泥浆泵的导板和十字头的磨损需要进行更换，更换后为了改善磨损情况一般从选材和润滑两方面来进行改良，根据实际工作需求更换强度更高耐磨损性更佳的导板和十字头材料，同时对其运行过程中的润滑情况进行改良。还要根据导板以及十字头的间隙进行调整，避免间隙过小对二者造成过度磨损。

4 结语

从我国经济发展的过程中可以看出近年来石油行业的发展非常迅猛，并且石油行业已经成为我国经济发展过程中不可替代的重要组成部分。在石油钻井设备的机械管理过程中进行精确有效的维护工作，可以让相关钻井作业安全高效开展。在精细完成维保工作的同时，能够进一步发现机械设备中存在的隐患和故障，及时处理设备隐患可以避免较大设备故障的发生，进一步促进我国石油行业的优质发展。