探讨再制造技术在石油钻井设备修理中的应用

王誉

（大庆钻探工程公司机械修理厂，黑龙江 大庆 163413）

石油开采设备是石油开采工程中最基本的保障，在开采过程中，由于各种因素会导致设备出现损坏或故障，技术人员会根据实际问题而进行维修。石油开采设备的价位相对比较高，设备一旦出现重要的零部件损坏而且无法更换，就无法再继续使用了，需要重新更换新设备。再制造技术的应用保留了设备的完好部分，将损坏的零件进行再制造，采用合理的方式修理了开采设备，降低了施工成本。本文主要介绍了再制造技术的重要性，对石油钻井设备的常见故障进行了分析，并讲述了再制造技术在钻井设备修理中的应用，希望对相关的工作人员有所帮助。

1 再制造技术的介绍

1.1 表面工程技术

表面工程技术是指将零件的表面通过改性或者涂覆的方式进行处理，使其表面的形态和化学成分等性能有所改变，更加适应新的使用要求。表面工程主要分为表面改性和处理、复合表面工程、纳米表面工程等，在改善人们生活条件中起着重大的作用。表面工程技术最大的优势就是不需要改变零部件的原材料，但是能够使其表面拥有新的性能，在应用中起到更重要的作用。表面工程技术能够有效的节约能源和材料，降低维修成本，根据相关数据分析表面，采用合理的表面工程技术来保护零件能够降低腐蚀损失30%左右，降低磨损损失35%左右，节约了大量的维修成本。

1.2 再制造毛坯快速成型技术

快速成型技术是制造业中一项非常先进的技术，推动了再制造技术的发展，缩短了零件修理的周期，提高了生产效率。成型技术能够快速的制造出零部件，并且保证其外观的平整性与内部结构的准确性，可以随时对其性能进行改变，使其更加符合使用要求。快速成型技术的错误概率非常低，设计人员通常是用计算机软件进行零部件的设计与更改，不需要人工进行测量与绘制，因此发生错误的概率极低，并且通过CAD的模型展示，在正式加工零件前，就能看到立体效果，保证零部件制作的精确性。

1.3 修复热处理技术

修复热处理技术主要包括两部分内容，分别是零件的损伤预防技术和修复损伤失效零件技术，其中修复损伤失效零件技术的应用更加广泛，内容也更加重要。零件的损伤预防技术主要是包括改进材料的设计等，利用现代化技术预测零件的使用寿命并采取相应的改善措施，延长零件的失效期限。修复损伤失效零件技术主要是应用表明淬火、激光淬火、微弧氧化等加工工艺，使零件的工艺性能得到进一步的提升和完善。近几年，热处理环保再制造技术得到了广泛的推广和认可，节约了大量的能源，推进了我国可持续发展策略的落实。

2 石油钻井设备的常见故障

2.1 机械性能失效故障

机械性能失效故障是机械设备在使用过程中比较常见的故障之一，主要是由于钻井的环境相对较差，不能定期对设备进行大修或者保养，导致设备疲劳工作最终机械性能失效，机械性能失效是不能修理的。当钻井设备受到较大的冲击力时，瞬间力增大导致设备断裂或局部变形，也会造成设备的机械性能失效。机械性能的好坏决定着施工质量和成本，因此技术人员在实际施工中要注意设备的使用时间和工程强度，采取一定措施预防机械性能失效问题的发生，延长设备的使用寿命，保证石油的开采质量。

2.2 保养不当造成的设备故障

钻井设备在运行中要按照要求进行保养，延长设备的使用寿命。例如轴承的润滑保养就非常重要，润滑效果不好会造成油膜破坏等情况，再加上长时间的重载工作，会加速轴承磨损出现剥落的情况。设备在高速运转时会造成温度上升的情况，技术人员如果忽略温度升高的问题，没有及时采取降温措施会造成设备损耗严重，影响零部件的使用性能和使用寿命。钻井设备中会存在一些软管，软管在使用一段时间后可能会出现裂痕或者鼓包的情况，如果技术人员没有及时进行检查处理，会造成漏油现象，影响设备的正常使用。钻井设备需要定期保养的零部件有很多，技术人员需要采取正确的保养方式对其进行保养。

2.3 钻井设备中的轴类故障

钻井设备中的钻井泵是非常重要的设备之一，被称为钻井设备的心脏，在发生故障时，会给钻井工程带来很大的经济损失。钻井泵中的轴承在工作过程中容易出现严重的轴颈磨损情况，快速的运动使轴承壳发热，一旦轴颈的磨损超过一定范围会对其造成不可逆的损伤，只能报废处理。轴承还容易出现滚道有污痕和变色的问题，轴承如果对中不良会造成螺旋运行，当荷载力过轻或者高速运转时会出现滚动体打滑的现象，滚动体长期运转不规则，转动轴的平行度就不符合要求，出现划痕现象。划痕会增加运行摩擦力，加速轴承的损坏。

3 再制造技术在钻井设备修理中的应用

3.1 提升钻井技术的应用

再制造技术能够给钻井工程提供新技术，使技术人员更加明确设备的工作原理和遇到的问题，提高钻井效率。例如目前技术人员研发出一种新的钻头，它的穿透力更强，在工作过程中可以减少材料的损耗，提升钻头的速度，能够精准的完成钻眼任务。钻机的配置也得到了提升，使用新钻机后速度增长了20%左右，并且能够有效的避免井下的复杂环境。新钻机使用的是柔性扭矩装置，大幅度的降低了设备的磨损情况，相比于原有设备速度更快，质量也得到了保证，降低设备磨损情况发生的概率，有效的控制工程质量。

3.2 钻井设备维修保养中的应用

钻井设备的故障原因多是由于荷载过大，工作时间过长，能量过多所导致的，技术人员对设备故障信息进行了仔细的分析，加强设备的保养措施，保证设备的工作状态符合要求。做好设备的保养工作有助于设备安全的运行，提高工作效率，为企业节约成本。再制造技术充分利用了工程生产管理系统，简称PMS系统进行设备管理，它为企业的设备管理提供了管理方案和目标，通过流程监控，掌握使用规范，实现控制设备生产管理的目标。例如某企业的设备绝缘性较差，技术人员可以在维修时安装过滤设备，起到保护和冷却电机的作用，改善设备的绝缘性能。

3.3 针对轴类故障修理的应用

针对轴类的故障修理可以采用焊接技术、粘结技术和改进加工技术，再制造技术的应用能够提高焊接技术的应用，保障钻井泵的使用寿命。当轴出现磨损情况时，可以采用表面工程加工处理技术，将磨损的位置进行修复并采取一定的保护措施，保证其使用寿命。再制造技术对焊接技术进行了改进，可以采用激光熔覆技术，不仅不会对轴表面的刚度造成影响，还能保证焊接的质量和连续性。技术人员采用新型的材料对轴进行粘结处理，不仅操作简单而且效率非常高，粘结技术中最关键的步骤就是粘合剂的选择，务必要保证其配比的精确性，使其发挥最大的使用性能。改进加工技术主要是指数控机床，数控刀具的组合使用使工件表面的精度非常高，而且一次成型。

3.4 焊接技术的提升

石油开采设备维修的主要手段就是焊接，传统的焊接技术容易出现砂眼，需要重新焊接，而且连续完成一项焊接工作需要的时间太长，工作量过大，技术人员疲劳操作容易出现安全问题，另外焊具的性能较差，一旦遇到较硬的位置，效果就比较差，不符合施工要求。再制造改善了焊接技术，采用等离子脉冲弧焊冷焊技术，该技术的优势十分明显，首先温度相对比较低，不超过50℃，因此对设备性能没有影响。该技术在焊丝的选择上也比较细，对其强度和硬度都有一定的保障，融合性增强，提高了加工精度。技术人员在实际操作时可以采用圆形循环焊接技术，能够有效的避免砂眼。技术人员对焊接的工具和测量器具也进行了整改，采用组合刀具，提高成型质量，并且选用电子测量仪，提高测量数据的精准度，保证施工质量。

4 结语

再制造技术的主要目标是挖掘废旧设备中的潜在价值，针对废旧设备中的故障问题采取相应的解决措施，延长设备的使用寿命。目前我国是电器设备报废的高峰期，因此再制造技术的发展前景非常可观，它能够有效缓解资源紧缺和过度消耗的问题，降低生产成本，节约资源。将再制造技术应用于石油钻井设备维修中，可以在一定程度上改善设备的使用性能，提高开采效率、降低开采成本，保证企业的经济效益。