石油钻井新设备【石油钻井设备润滑油的使用与管理】

　 石油钻井设备润滑油品的使用与管理

　段霖旭（渤钻四公司50557队）

　摘要：介绍钻井设备与润滑油品之间的关系，润滑油品的润滑机理及对钻井设备的重要性；钻井设备的润滑系统及如何科学的对其使用润滑油品，加注润滑油品的方式、方法等注意事项；钻井设备润滑油品的管理等。

　主题词：钻井设备；润滑油品；润滑系统；钻井队；管理

　润滑是保证和改进机械设备高效、正常、长期运转的基本手段，是机械设备的命脉。目前80%的零件损坏是由磨损而引起的，机械设备故障85%以上是由磨损产生的，而我国统计的润滑发生故障在55%-65%。当然摩擦、磨损一部分是不可避免的，其中一部分完全可以通过良好的润滑油品、科学的润滑及管理节省下来。石油钻井设备属于设备，其与润滑油品的关系便是如此。

　一、设备的润滑机理：

　1、流体润滑

　 在摩擦副对偶表之间，有一层一定厚度的粘性流体润滑膜，有这层膜的压力平衡外载荷，使两对偶表面不直接接触，在两对偶表面相对运动时，只在流体分子间产生摩擦。

　 2、边界润滑

　 在不能形成流体动压润滑膜和弹性流体动压润滑膜的条件下，润滑剂在摩擦副对偶面上形成与介质性质不同的薄膜，也可降低摩擦和减少磨损。边界润滑机理相当复杂的，目前尚无统一理论，按照边界膜的结构特性不同，可分为吸附膜和反应膜。

　二、润滑油品性能

　我国石油钻机从60年代的**130发展至今多品种多系列钻机。如今的润滑油品种类、性能、及润滑方式都发生了诸多变化，有了显著的提高。例如现在除了“老三套”工艺，加氢裂化处理的应用使生产出的矿物油符合美国石油学会API的要求；另外**130的绞车采用开式润滑，既不环保也保证不了充分润滑，现在的绞车均采取了油泵强制润滑系统，保证油品性能及各部件的充分润滑，延长了设备的使用寿命。润滑油品的品种、性能、质量指标都进一步完善，我们使用润滑油品有了更好的参照及选择余地，更有利润滑保养我们的设备。下面附了一个关于润滑油常用质量指标的表格：

　附表1

　 润滑油的常用性能指标

　1、粘度 2、油性 3、酸值 4、倾点、凝点 5、密度 6、防锈 7、水分 ①水分存在的形式 ②水分的危害 ③水分对液压油的影响 8、机械杂质 9、抗乳化 10、抗泡 11、闪点12、残炭 13、腐蚀 14、抗磨性 15、氧化安定性

　三、润滑油品选择依据及使用

　下面以润滑油脂为例简单谈谈润滑脂的选择依据：

　润滑油品的选择对于石油钻井设备至关重要，正确的选择油脂是搞好设备润滑的关键。选择的当，磨损减少，寿命延长；否则会加剧摩擦，甚至会造成设备故障。如何在众多品种、规格和牌号的油脂中，选择出能满足特定设备的摩擦副工况要求的润滑油脂可采取以下依据：

　1、依据负荷

　依据设备润滑部位承受的负荷大小来确定润滑脂，是最根本的选择方法。这种方法尤其适用于承受压力、传递动力功能的重负荷摩擦副。确定摩擦负荷。摩擦副接触面以线接触和面接触最为常见。由于滚动轴承和滑动轴承基本代表了这两种接触类型，以轴承的润滑油脂选择来分析确定润滑油脂的选择。

　滑动轴承选用的润滑油脂或选用润滑油进行润滑的一般原则是：根据滑动轴承平均负荷系数K值来确定，当K 值小于6时选择润滑脂润滑，K值大于6时，选择润滑油润滑。计算公式如下：

　                K=PmV3

　式中： Pm---------轴颈平均压力，Pa

　       V--------- 轴颈线速度，m/s

　附表2：摩擦负荷的界定

　负 荷

　滚动轴承

　滑动轴承

　Pr/C

　Pb/C

　Pa/(Bd)×103/KPa

　低负荷

　﹤0.05

　﹤0.03

　﹤2.9×103

　中负荷

　0.05～0.15

　0.03～0.1C

　2.9×103～4.9×103

　高负荷

　﹥0.15

　﹥0.10

　﹥4.9×103

　注：Pr---轴承径向负荷； Pb---轴瓦所受负荷；Pa---轴承轴向负荷

　B---轴瓦宽度；      C---轴承额定功率； d---轴瓦内径

　2、根据速度

　摩擦副相对运动速度高，选用粘度较低的润滑油；低速时，可选用粘度高些的润滑油或脂。

　3、根据温度

　温度是影响润滑油粘度的主要因素。粘度是润滑油的重要质量指标之一，是润滑油分类的主要依据之一。在用油过程中，选用的油品粘度过小，会形成半液体或引起边界摩擦而加速磨损；选用的油品粘度过大，则流动性差，渗透性差，散热性差，内摩擦阻力大、启动困难，消耗功率多，这些也加速磨损。

　我们钻井队是50JDB钻机，综合液压站温度低于10度时使用L-HM32号液压油，温度高于10度时用L-HM46号液压油。还有绞车的机械油及盘刹液压站的液压油都要根据温度做相应调整。

　另外还有根据介质、节能用油、参照说明书等。钻井队的石油钻井设备主要是公司参照说明书制定的。

　过去由于钻井设备用油不规范，随意性大，加之油品档次低，质量差，致设备润滑得不到保障，经常出现烧轴承、堵塞油道的现象，现在的设备按照设备说明书推荐的润滑油品规范用油，例如绞车使用L-AN系列润滑油，钻井泵、转盘使用重负荷CKD系列齿轮油 ，济柴柴油机使用15W/40系列机油，效果大大好于过去，延长换油周期，减少润滑事故。液压站选用的油品L-HM,L-HV抗磨性型液压油比以往的润滑油品具有更好的流动性、润滑性、抗磨性、抗高温、抗氧化性等性能。CAT等进口设备指定用油，螺杆压风机专用用油等，所以现在润滑事故很少发生。

　四、润滑要求与方式

　1、润滑要求

　在其他条件相同的条件下，对于钻井设备来说设备的优良运行和使用寿命往往由其完善的润滑系统来保障，对于设备的使用者，在熟悉设备结构的同时，还应熟悉其润滑要求这样才能更好的进行设备润滑管理工作，确保设备正常运行。

　2、润滑方式

　⑴手工加油⑵滴油加油⑶飞溅润滑⑷油垫、油环润滑⑸强制润滑①全损耗性润滑②循环润滑③集中润滑⑹油雾润滑⑺先进的油气润滑⑻MQL最小量润滑---节能又环保的润滑方式

　五、润滑油品加注及加注保养误区

　1、润滑油品加注

　⑴石油钻井设备的润滑油品的加注必须严格实行“五定”“三过滤”制度。

　⑵润滑油品加注应做到“三清洁、一畅通”，即：油桶、油具、加油点清洁、润滑油路畅通。

　⑶小包装润滑油品应直接加注，确保输送、加注过程无污染。

　⑷不同种类品牌、不同生产厂家的润滑油品严禁混用加注。

　⑸润滑油加注时，如有加油刻度线，应以刻度线为准

　⑹汽缸油、齿轮油或其他粘度相近的油品所用滤网一级40目，二级60目，三级80目；冷冻机油、空气压缩机油、全损耗系统用油、车用机油或其他粘度相近的油品所用的滤网一级60目，二级80目，三级100目。

　2、润滑脂加注

　⑴加注润滑脂要适量 加脂量过大，会使摩擦力矩增大，温度升高，消耗量增大；加油脂过少，则不能获得可靠润滑而发生干摩擦。一般来讲，适宜的的加注量为轴承内腔体积的1/3-1/2。钻井队钻井设备目前来说由设备说明书和公司下发的《设备润滑示意图里》的规定量来加注。

　⑵谨慎更换润滑脂  设备使用中若更换润滑脂，应先试用，合格后才能正式使用。更换新油脂时，应先清除原润滑油脂，将部件清洗干净；补加润滑脂时应先将旧润滑脂挤出。

　⑶定期加换润滑脂  润滑脂的加换时间应视具体情况而定，保证可靠润滑而又不造成浪费。钻井队钻井设备目前来说由设备运转记录和公司下发的《设备润滑示意图里》的规定时间来加注更换的。

　3、加注保养误区

　⑴粘度的润滑油比粘度小的润滑油对设备有利。如果润滑油粘度的等级选的过高，会使设备配置的油泵输送能力降低，流量减少，润滑散热性能降低，容易使机件产生半摩擦，损害设备。

　⑵润滑油使用中一变黑就认为是变质。现在一些润滑油为了改善其性能添加适量的添加剂，如内燃机润滑油添加了清洁分散剂，使用后不久就可能变黑，但不能仅凭此断定变质，可以采取一些其他方法判断，可以使用油品化验仪来验证，按质换油。

　⑶设备用油的等级始终不变。设备按照说明书规定的润滑油等级是针对于大部分一般的工况，在我们实际使用中，特别是钻井设备往往会遇到更加苛刻的工作环境，这时可以考虑高一档得油品，适当缩短换油周期。

　六、石油钻井设备的润滑管理

　润滑管理的目的在于预防设备润滑故障，减少机械设备停车造成的损失和提高生产时效。

　    钻井设备润滑管理是指企业采用先进的管理方法，合适选择和使用润滑油；采用正确的给油方式，以保持设备摩擦副的良好润滑状态等管理措施，预防钻井设备工作可靠性下降和发生润滑故障，提高设备生产率，降低设备运转和维修费用。

　    目前钻井队钻井设备制度完善，⑴建立设备管理制度，职责明确⑵建立设备使用档案及油品检测记录⑶拥有与本队配套的设备润滑示意图⑷井队用的油品检测仪，对用油状态进行检测⑸根据说明书、运转记录编制换油计划、需求油量、油量消耗定额。⑹按时巡检、明确保养负责人和执行人。⑺定期汇报润滑油管理情况，对存在的问题及时解决⑻对员工进行培训，发挥主观能动性。

　此外，润滑油取样检测是润滑油管理中一项重要的工作。通过检测，了解油品理化性能，掌握润滑状态，及时经济的制定换油计划；还可以了解工作表面润滑情况，间接判断润滑部位损坏情况。

　七、结论

　1、石油钻井设备的润滑观念应该与时俱进，对于用油的品牌和种类有了深刻理解，油品不仅是从外观来分析判断就决定其换不换，严格按照规定周期及检测结果来确定其是否需要更换；提高了对设备与润滑油品密切关系的认识。

　2、管理制度的完善及基层人员对制度的理解及准确的执行的是十分重要的；设备清洁卫生，防止水及灰尘的进入，定时保养都是至关重要。

　3、石油钻井设备由于陈旧或频繁搬动等原因，其密封性变差，从而造成润滑油的跑、冒、滴、漏及对环境的污染。应采取有效的堵漏与回收措施。

　参考文献：

　﹝1﹞马永峰，马洪钟.设备润滑管理手册

　﹝2﹞亓和平，崔金兰.油田企业设备管理﹝M﹞.北京：中国石化出版社，2005

　﹝3﹞兰石国民油井石油工程公司.ZJ70L, ZJ70D,ZJ70LDB钻机使用说明书﹝Z﹞.**；兰石国民油井石油工程公司.

　﹝4﹞**石油机械有限责任公司.ZJ50JDB钻机使用说明书

　﹝5﹞《中国石油钻井》编辑委员会.中国石油钻井【综合卷】. 北京：石油工业出版社，2007