海上钻井平台液压油的污染控制

海上钻井平台液压油的污染控制

丁香春 罗泽民 王辉 田文超 马东滨

中石化胜利石油工程公司海洋钻井公司

摘要：液压技术的不断发展对液压油的质量要求也越来越高，液压油是液压系统传递动力系统的介质。所以，合理地选择、使用、维护液压油关系到液压设备工作可靠性、耐久性等问题，也是减少液压设备出现故障的有力措施。海上钻井平台的钻井相关设备及甲板机械设备采用液压设备较普遍，液压油使用量非常大。而据统计，液压系统故障75%-85%是由液压油污染造成的，所以为了正确地使用与维护液压系统，应对液压油的性能参数、指标、污染原因、预防措施有一个较全面的了解。

关键词：钻井平台；液压油；污染；控制

本作者在工作的海上钻井平台主要是在渤海湾内的浅海及极浅海海域施工，施工外界环境温度在-20℃-40℃之间，根据外界环境温度和专业设备的特点，通常都采用：长城抗磨液压油（高压）L-HM46润滑油，这个系列的润滑油较抗磨液压油L-HM32系列的润滑油粘度大，但综合考虑液压油的经济性、适用性、环保方面等要求平台选用46#油。

一、首先我们要了解液压油的性能参数

1、适当的粘度。粘度是表示油液流动时分子间摩擦阻力的大小。粘度过大时会增加管路中的输送阻力，工作过程中能量损失增加，设备空载损失加大，温升快且工作温度高；粘度过小时则不能保证机械设备良好的润滑条件，加剧零部件的磨损且系统泄漏增加，引起油泵容积效率下降。具体采用时视液压系统工作压力，工作温度和执行元件运动速度而定

2、良好的粘温性。粘温性是指油液粘度升降随温度而变化的程度，通常用粘度指数表示。粘度指数越大，液压系统工作中油液粘度随温度升高下降越小，从而使液压系统的内泄漏不致过大。

3、良好的抗磨性及润滑性。目的在于降低机械摩擦，保证钻井及配套机械的使用寿命。

4、良好的抗氧化安定性。抗氧化安定性是指油温度升高时低抗与含氧物起化学反应的能力。实践表明，油温每升高10℃，其化学反应速度提高约一倍。

5、抗乳化性和抗泡性好。抗乳化性的指油液中混入了水并经搅动后成为乳化液、水从其中分离出来的能力。抗泡性是指油液中混入了空气并搅动而生成乳状液，气泡从油中分离出来的能力。

6、抗剪切安定性。机械设备作业时换向阀会频繁换向，节流元件的节流等都要求液压油有较强抗剪切能力。

7、良好的防腐蚀性。液压油中空气中的氧、水、各种添加剂与液压油发生氧化和分解所产生的酸性物质都可能对金属表面产生腐蚀，加剧磨损。

8、与密封材料的相容性。主要是指液压油与密封件接触后，不损坏密封件和降低密封件的密封性能。

2. 污染物的种类及危害

液压系统中的污染物，是指包含在油液中的固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等。液压油夜被污染后，将对系统及元件产生不良后果。

1、固体颗粒加速油液的氧化，堵塞阀件缝隙及滤油器、使泵、阀性能下降，产生噪声。

2、水的侵入加速油液氧化，并和添加剂起作用产生粘性胶质，使滤芯堵塞。

3、空气的混入降低油液的体积模量，引起汽蚀，降低油液的润滑性。

4、溶剂、表面活性化合物化学物质使金属腐蚀。

5、微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀，对高水基的液压油危害更大。

除此之外，油温超过80℃，润滑性能下降，粘度下降 加速元件损坏。

三、造成液压油污染主要原因：

1、固体污染物:来自液压系统的管道、液压元件如液压缸,胶管、泵、马达、阀、液压油箱等,在系统使用前未冲洗干净,在液压系统工作时,污染物就进入到液压油中。

2、外界侵入的污染物:外界的空气、水、灰尘、固体颗粒,在液压系统工作过程中,通过液压缸活塞杆、呼吸阀等带入液压系统。

3、内部生成污染物:液压系统组装、运转、调试及液压油变质也不断产生污染,直接进入液压油中。

4、维护、保养、维修中造成的污染:在设备正常维护保养中更换滤芯和液压油、清洗油箱,维修拆装。在工作过程中产生的污染物主要指金属颗粒、锈斑、涂料剥离片、水份、气泡以及液压油变质后的胶状生成物等。

四、液压油液污染控制

油液的污染是系统发生故障主要原因，它严重影响着液压系统的可靠性及元件的寿命。由于液压油油液被污染，液压元件的实际使用寿命往往比设计寿命低很多。因此液压油的正确使用、管理以及污染控制，是提高系统可靠性及延长元件使用寿命的重要手段。

液压油液污染的原因很复杂，液压油自身会产生脏物，因此要彻底解决液压油液的污染问题是困难的。为了延长液压元件的寿命，保证液压系统可靠工作，将液压油液的污染度控制在某一限度以内是较为切实可行的办法，为了降低液压油污染，常采用以下措施。

1、对元件和系统进行清洗，钻井平台每两年会进坞进行CCS的检验及一些设备的修理更换工作，所以此时是最佳的清除修理和更换设备过程中残留的污染物的时间，液压元件在加工的每条工序后都应净化，装配后严格清洗。清洗时除油箱的通气孔（加防尘罩）外必须全部密封。清洗时应尽可能加大流量，有可能时采用热油冲洗。

2、防止污染物从外界侵入。液压油夜在工作过程中会受到环境污染，因此可在油箱呼吸孔上安装高效的空气滤清器，防止灰尘、钻井液等侵入。

3、采用适当的滤清器。这是控制液压油夜污染度的重要手段，应根据系统的要求选用不同过滤精度、不同结构的过滤器，并定期检查和清洗。

4、控制液压油的温度。液压油液工作温度过高对液压装置不利，液压油夜本身也会加速氧化变质，缩短它的使用期限。一般液压系统的工作温度最好控制在60℃以下。

5、定期检查和更换液压油液。每隔一定时间，对系统中的油液进行抽样检查，分析其污染度是否还在该系统允许的使用范围之内。如不合要求，必须立即更换。不应在油液脏到使系统工作出现故障时才更换，整个系统必须先清洗一次。在换油时一定要注意油品的加注，选择密闭加注液压油，避免过多的中间环节，保证加注工具的清洁，在加注的工作面范围内，做到洁净，然后通过滤油器注入系统。

五、结束语

通过科学、合理的对钻井平台液压油进行有效的管理，是保护环境、绿色无污染作业的必需要求，也是保障平台生产工作顺利进行的重要条件。液压油防污染控制是一项涉及面广、技术性强的工作，尤其是对设备的管理者、操作者有了更多的技术。有助于提高可靠性和利用率外，该措施还有助于延长设备及油液使用寿命、降低运行成本，同时还可优化人力资源，使液压设备维护次数，从而减低了生产和运行的总成本。

参考文献：

1、《液压系统使用与维修》 刘延俊 编著 化学工业出版社2、《机械故障诊断技术》 黄志坚 编著 化学工业出版社