石油钻采机械设备故障监测与诊断技术

石油钻采机械设备故障监测与诊断技术

张玉国

渤海钻探有限公司第二钻井分公司 河北省廊坊市 065007

摘要：随着我国经济的发展，我国目前的石油行业也在稳步的提升，面对目前的市场需求，石油工业也走向了关键时期。我国目前的石油开采难度逐渐提升，这就加大了对开采设备的要求，在日常的生产运行中，经常会出现设备故障。本文笔者主要针对石油钻采机械设备的故障监测和诊断技术进行分析，并深入研究，总结有效监测和诊断故障的技术方法。

关键词：石油钻采机；机械设备；故障监测；诊断技术

目前的石油钻采机械设备的故障监测和判断，主要来自两个方面，一个是日常的监测，为了是可以在保证日常生产运行的同时，也能对设备进行监测，从而时刻了解设备的运行情况，以及设备是否存在严重的故障。第二个方面就是故障的诊断，面对出现问题的设备，可以通过有效的监测数据，来判断设备出现故障的原因，并有效地解决故障。

1. 石油钻采机设备故障监测技术分析

1.1振动监测

它是通过相对应的设备对钻采机械设备的振动情况进行信息收集，根据收集来的信息从而判断出钻采机械设备的运行情况。在实际的监测过程中，通过振动监测技术对钻采机械设备进行故障监测，可以得到更加精准的设备信息。在设备监测中最重要的就是对振幅的监测，在设备状态不同的情况下，监测的数据以及设备的内部情况也不同，因此，振动监测技术主要是对速度进行分析，从而了解设备是否在正常运行。

1.2噪声监测

它是通过设备在运行时发出的声音，在经过数据的分析判断出设备是否存在问题。如果不同的设备在不同的环境与运行情况下，噪声的监测效果也不同。因此，在实际的监测中，需要通过精准度较高的测量设备进行监测，只有这样才能保证监测的数据更加准确。但是由于这种噪声监测技术是在设备运行状态下进行监测，因此，工作环境对监测有一定的干扰，导致监测的精准程度还是有一定欠缺。

1.3声发射监测

这种监测技术是通过专业的设备，对钻采机械设备的内部中的压力管道等进行压力监测，从而对机械设备的结构还是不是完整，并对内部压力进行分析，做出评价。这种技术目前在钻采机械设备的监测上具有很大的优势，很多企业采用这种监测技术，既提升了监测的精准度，有控制了监测的成本。同时，声发射技术的监测时间短，并对设备的工作运行影响小，能很好地控制对生产运行的影响。

1.4超声波监测

它是通过超声技术来实现监测，这种技术目前在我国的工业上被广泛应用，更多企业更侧重于超声波测量，在石油企业中运用超声波测量可以更加精准的对钻井厚度等进行测量，它不会受到容器内积水等影响，测量的速度更快、更加精准。超声波监测技术与其他监测技术相比，存在很多优势，不单单可以实现定点的监测也能实现连续监测，也不会受到高温和高压的影响，具有适应性。

1.5温度监测

这种技术在监测技术中是经常被运用的，很多时候在使用温度监测技术时，当监测设备触碰到被检测物体时，可以通过导线和计算机相连从而计算出设备的信息，找出设备存在的故障问题，但是这种监测技术由于距离的原因会让监测的结果存在一定的误差，也不能在密闭的空间内进行监。因此，对于石油企业的钻采机械设备的监测，运用传统的温度监测并不合适，可以采用无线电技术来提升精准度，控制监测误差。

2. 石油钻采机设备故障诊断技术分析

2.1油液分离技术

这种技术在对钻采机械设备的故障诊断中，不仅可以对设备进行监测，也能在一定程度上对设备起到保养的作用，同时，这种技术对采钻机设备的变速箱等的监测有很大的优势。我国目前的油液分离技术是一种较为长效的监测技术，在设正常的运行中通过数据的监测，如果设备出现故障，就可以通过这项技术的监测对设备进行整体的调整。

2.2无损探伤技术

2.2.1射线探测

无损探伤技术主要分为以下几种，第一种就是射线监测，它主要是对金属设备的内部进行监测，防止生产工人在生产金属材料时出现气泡或者材料分布不均现象，设备通常在高强度的作业时容易让机械设备出现故障，如果故障在设备内部，很难通过一般的监测手段得知，因此，只有通过射线监测技术才能实现对设备内部的监测。

2.2.2超声探测

第二个就是超声监测技术，这种技术一般采用在对机械设备的结构方面，由于设备受到的压力不同，所采用的监测方式也不同，如果采用相同的监测方式，不能达到有效的监测效果，也有可能对设备形成损害。采用超声监测可以通过不同的声波来判读力的承受情况，不仅可以避免对设备形成损害，还能提升对设备的监测质量效果。

2.2.3磁粉探测

第三个就是磁粉监测技术，这种监测技术可以运用在钢材料的表面监测上，钢材料的表面如果出现细小的伤痕会导致设备出现故障，因此，采用这种技术，通过磁力和磁粉来对钢材料的表面损伤机芯能够监测，通过分析和计算得出损伤的面积。这样的方式既可以分析出设备故障的准确数据，也不会对设备的故障造成二次伤害。

2.2.4渗透探测

第四个就是渗透监测，这种监测技术可以利用在非金属材料上，如果它的表面出现损伤从而出现故障，就可以运用渗透监测技术，通过拥有较高渗透能力的液体来对其表面进行渗透，查看出现损伤的位置，并通过监测设备对液体渗透形成分析数据，找出出现问题或故障的原因，并有效地解决非金属材料监测面临的困难。

2.2.5涡流探测

最后一种监测技术就是涡流监测技术，这种监测范式通过电磁技术来进行监测，利用电磁产生的涡流来对金属材料的设备的结构损伤情况进行监测，但是它又和金属内部进行监测不一样，由于金属结构性的损伤较隐蔽，监测困难，所以不同结构下的电磁涡流监测状态也不同，因此，面对损伤较为隐蔽的情况，采用涡流监测技术可以轻松探查。

结束语：综上所述，石油钻采机械设备的故障监测和诊断对石油机械设备的有效运行有着重要作用。我国目前对石油机械设备的维修工作已经逐渐成熟，但在实际的检修过程中，由于设备体形过大，检修存在一定的困难，因此，想要更好的控制好检修的成本和时间，就要通过监测技术来控制好设备的故障，及时发现，及时解决，通过有效的技术方法，来解决设备检修上的困难。

参考文献：

[1] 石油钻采机械设备故障监测与诊断技术[J]. 机电产品开发与创新，2002(1):56-56,58.

[2] 苏会. 石油钻采机械设备常见故障和防治对策分析[J]. 科学与信息化，2020(34):128.

[3] 步卫玲. 石油钻采机械设备故障防治与管理[J]. 石油天然气学报，2009,31(4):379-380.

[4] 于海宽. 浅析石油钻采机械设备常见故障及防治策略[J]. 中国石油和化工标准与质量，2019,39(3):25-26.

[5] 宫波. 石油钻采机械设备使用常见故障与预防[J]. 化学工程与装备，2016(8):110-111.

[6] 李茂盛. 石油钻采机械设备故障问题的分析与处理研究[J]. 黑龙江科技信息，2016(12):4-4.