淺談鉆井隊油品檢測及應(yīng)用

王汝華 李金龍 孫鵬 任桂英 尹川（川慶鉆探長慶鉆井總公司）

淺談鉆井隊油品檢測及應(yīng)用

王汝華 李金龍 孫鵬 任桂英 尹川（川慶鉆探長慶鉆井總公司）

通過對兩種智能型油品檢測儀THY-21A與YYF—V在鉆井隊的應(yīng)用，簡要地介紹了油品檢測技術(shù)的原理，結(jié)合實(shí)際及在設(shè)備管理中的作用進(jìn)行評價和探討。

油品檢測 設(shè)備潤滑 設(shè)備節(jié)能

油品在設(shè)備使用過程中，由于溫度的影響，金屬及其他物質(zhì)等的催化作用，空氣中氧氣的氧化作用，長期使用后潤滑質(zhì)量會變差，不能良好地起到降低設(shè)備磨損的作用，即潤滑功能降低。油品檢測就是利用油品檢測儀器對油品中金屬顆粒及水分含量的測定判定油品的劣化程度。

1 油品檢測在設(shè)備潤滑管理中的作用

世界能源的1/3消耗在設(shè)備的摩擦、磨損的無用功上，由此帶來的效益損失，是能源損失的5～25倍。1986年4月《全國摩擦學(xué)工業(yè)應(yīng)用調(diào)查報告》指出，我國在潤滑方面的節(jié)約潛力很大，約占國民總產(chǎn)值的1.37%，年效益額為176.4×108元。

設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，隨著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)會產(chǎn)生一些磨損顆粒，并隨著油品的循環(huán)進(jìn)入油品中。在油膜潤滑狀態(tài)下，零件表面的微觀幾何形狀不會有明顯變化，通常認(rèn)為不存在磨損。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時間的延長，配合間隙緩緩增大。在超負(fù)荷或者設(shè)備啟動、停止時，油膜被損壞或者沒有油膜，潤滑條件變壞，設(shè)備摩擦處處于干摩擦或半摩擦狀態(tài)，從而加劇磨損。通常，半摩擦狀態(tài)下的摩擦系數(shù)是油膜狀態(tài)下的摩擦系數(shù)的5～10倍，因而隨著設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)磨損金屬顆粒進(jìn)入油的數(shù)量將大大增加。當(dāng)配合間隙大于容許極限值時，潤滑條件將顯著變壞。因而零件磨損速度變快，進(jìn)入油中的金屬顆粒便急速增加。油品檢測技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地對油品進(jìn)行檢驗，并提供檢測數(shù)據(jù)來反應(yīng)油品質(zhì)量的優(yōu)劣，最大限度且經(jīng)濟(jì)合理地使用油品，達(dá)到降低設(shè)備摩擦、磨損損失和設(shè)備事故，故障損失，大大地延長設(shè)備使用壽命和油品使用壽命，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

油品質(zhì)量分析是對新購油品及設(shè)備在用油品進(jìn)行取樣，通過油品質(zhì)量檢測儀器，檢測出金屬顆料及水分含量判定油品質(zhì)量。如：新購油品是否合格，使用中的油品污染程度，油中水分含量，金屬顆粒含量等等。檢測結(jié)果與油品的標(biāo)準(zhǔn)分析報告作比較，可以分析油品的質(zhì)量實(shí)際情況，做到從傳統(tǒng)的按期換油向科學(xué)的按質(zhì)換油過渡。

THY-21A與YYF-V型油品檢測儀是智能型油品檢測儀，分別為西安天厚節(jié)能技術(shù)有限公司和西北工業(yè)大學(xué)科技開發(fā)公司生產(chǎn)。現(xiàn)在就對這兩種油品檢測儀在鉆井隊機(jī)油和齒輪油檢測情況對比，見表1。

2 油品檢測及儀器

表1 THY-2/A與YYF-V油品檢測儀檢測值對比

值得注意的是兩種油品檢測儀的油品檢測數(shù)據(jù)的良好值范圍、堪用值范圍、報廢值范圍參考值是不同的。見表2。

可以看出，兩臺油品檢測儀相比較，THY-21A還是比較不錯的。兩臺檢測儀檢測數(shù)據(jù)與VOLVO發(fā)電機(jī)和G12V190-3柴油機(jī)實(shí)際使用時間都比較吻合；而泥漿泵齒輪油實(shí)際使用時間256 h，應(yīng)該在良好值范圍內(nèi)，而兩臺檢測儀監(jiān)測數(shù)據(jù)都是負(fù)值，而負(fù)值顯然不在參考值范圍，即檢測不出油品是否優(yōu)劣；而絞車齒輪油實(shí)際使用時間為680 h，根據(jù)YYF-V檢測數(shù)據(jù)0.8與良好值0～13.6比較，油還基本是新油，明顯不符合實(shí)際；減速箱實(shí)際使用時間750 h，現(xiàn)場觀察已有輕微變質(zhì)，已經(jīng)屬于需要更換油品，而檢測數(shù)據(jù)均為負(fù)值，亦均不能反映出油品是否優(yōu)劣。

表2 油品檢測儀檢測數(shù)值范圍參考

3 油品品質(zhì)失效分析

潤滑油是由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成。而基礎(chǔ)油是石油的高沸點(diǎn)餾分，其主要由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等化合物和非烴類物質(zhì)，如硫、氮、氧等一些元素的化合物以及由這些化合物濃縮而成的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等。根據(jù)基礎(chǔ)油的性質(zhì)和不同性能加入不同性能的添加劑，經(jīng)精制而成為我們所需的潤滑油。而隨著我們油品的使用及存放，油品都會發(fā)生一些質(zhì)變，在超過堪用值范圍后，就會加劇由于油品不良而對設(shè)備潤滑不良并最終導(dǎo)致設(shè)備損壞的可能性。

3.1 氧化反應(yīng)

這是導(dǎo)致油品變質(zhì)的主要原因，油品氧化主要由以下幾個因素決定。

1）光線對油品氧化的催化作用。在光線的作用下，一些油品中的烴分子更容易獲得足夠的能量，處于活躍狀態(tài)，參加氧化反應(yīng)。

2）金屬和其他物質(zhì)的催化作用。潤滑油的氧化速度與金屬的種類和接觸面積大小有關(guān)。

3）空氣中氧的影響。潤滑油的氧化主要通過溶解在油品中的氧與烴分子進(jìn)行氧化反應(yīng)，雖然有機(jī)物分子比較穩(wěn)定，前期氧化反應(yīng)速度比較慢，但是后期會加快氧化反應(yīng)的速度。

4）溫度的影響。酷暑的高溫，烴分子少量分解，這種分解的速度會成倍增長。

3.2 水的影響

井隊在打掃衛(wèi)生時，由于不慎，潤滑油中滲入水份，或由于防凍液腐蝕流入油品，造成水對金屬的電腐蝕作用，并隨著水與廢氣中的二氧化硫生成亞硫酸或硫酸，對金屬腐蝕更大，并且使添加劑增效，導(dǎo)致潤滑油乳化，總之水對油質(zhì)變壞影響巨大。

4 油品檢測在設(shè)備潤滑管理中應(yīng)用

為了增加井隊效益，油品超期使用的現(xiàn)象屢見不鮮，有可能導(dǎo)致油品質(zhì)量不佳傷害設(shè)備；科學(xué)的按質(zhì)換油，本質(zhì)上是以最大限度且科學(xué)地延長潤滑油的使用壽命，并保證設(shè)備的正常運(yùn)行。而目前的油品檢測技術(shù)還不夠成熟，數(shù)據(jù)雖能基本符合實(shí)際，但是有時也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真，例如40635鉆井隊泥漿泵齒輪油是新?lián)Q的油品，而檢測數(shù)據(jù)顯示油品已經(jīng)過期，而70518鉆井隊的柴油機(jī)油已運(yùn)轉(zhuǎn)時間400多小時，而檢測數(shù)據(jù)顯示油品為新油。設(shè)備管理應(yīng)該以按期換油為主，按質(zhì)換油為輔，按質(zhì)換油和按期換油相結(jié)合，在保證設(shè)備不受損壞的基礎(chǔ)上利用先進(jìn)的油品檢測技術(shù)合理更換油品。

按期換油還是按質(zhì)換油，要看具體是什么設(shè)備，如果是進(jìn)口設(shè)備，例如卡特發(fā)電機(jī)、VOLVO發(fā)電機(jī)、壽力螺桿壓縮機(jī)等，不僅要求使用其專用潤滑油，而且規(guī)定了更換潤滑油的時間，應(yīng)該執(zhí)行按期換油。對于非關(guān)鍵設(shè)備，俗話稱粗設(shè)備，可以考慮按質(zhì)換油。如并車箱，減速箱等設(shè)備可以考慮按質(zhì)換油。

5 小結(jié)

綜上所述，盡管油品檢測技術(shù)基本能夠快速準(zhǔn)確地對油品進(jìn)行檢驗，檢測的結(jié)果數(shù)值和現(xiàn)場實(shí)際使用時間大部分吻合，但是也存在由于油品檢測儀器出現(xiàn)故障，現(xiàn)場檢測有時出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)等情況，說明油品檢測儀器檢測的結(jié)果不能作為最科學(xué)的定論。進(jìn)口等關(guān)鍵設(shè)備要求使用的都是專用油水，且按期換油；其他設(shè)備說明書主要也要求按期換油。因此，綜合考慮現(xiàn)場實(shí)際，油品檢測儀的情況，應(yīng)該執(zhí)行按期換油為主，油品檢測儀應(yīng)該作為現(xiàn)場對油品質(zhì)量檢測的輔助手段，檢查和督促鉆井隊不能使用變質(zhì)油品，尤其是關(guān)鍵設(shè)備。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.013

王汝華，畢業(yè)于長慶石油學(xué)院，工程師，E-mail:hualiam0188@163.com，地址：陜西省西安市未央路151號長慶大廈，710021。

2011-07-18）