大功率高原机常见故障诊断分析

叶德斌 西部钻探工程公司人事处 青海海西 817500

邹 涛 西部钻探青海钻井公司 青海海西 817500

【文章摘要】

在气压、温度、气候等因素的影响下，钻井的动力设备190 系列柴油机在高原地区的性能会受到影响，进而产生诸多类型的故障，文章在简要分析高原机常故障的基础上，针对性的提出故障诊断方法，具有一定的实践借鉴价值。

【关键词】

高原机；故障

地处柴达木盆地深处的青海油田是世界上海拔最高的油田，平均海拔在3000 米左右，也是我国自然条件最艰苦的油田。经过几代柴达木石油人的艰苦创业和无私奉献，目前青海油田已经成为甘青藏三省区最重要的能源化工基地，为了加快建设千万吨高原油气田，西部钻探青海钻井公司31 支井队扎根于此。随着海拔高度的上升，大气压力逐渐降低，平均大气温度逐渐下降，空气密度逐渐减小，再加上气候干燥、年降雨量低、蒸发量高、日照辐射强、昼夜温差大、大风沙等气候条件，对钻井的动力设备190 系列柴油机的性能产生很大影响。如何保证设备的正常运转，准确判断排除故障，保障生产的有效运行这一问题也越发尖锐突出了。当柴油机发生故障时不要着急蛮干，首先应当考虑故障发生前出现过哪些异常现象？任何故障出现前都会有征兆，如：声音异常、动作异常、外观异常、温度异常、压力异常、气味异常等。其次考虑之前是否对柴油机进行过维修和保养工作，很多时候柴油机发生的一些故障都是因为我们在维修更换配件或是保养时出现的错误导致的。然后考虑以前是否发生类似现象？怎么处理的、有无经验可以借鉴。如果出现的故障暂时不会引发事故，就继续运转一段时间，同时认真观察并查找分析原因。查找排除故障时，我们应当遵循“先简后繁，先易后难，由表及里”的原则，按系分段有序的进行检查。

高原使用的柴油机一般容易出现以下几个故障：

1 柴油机不能起动或起动难，表现为：起动马达损坏、起动齿轮啮合不良、继气器打不开、油控阀或气控阀失灵等。造成这些现象的主要原因是高原特殊的气候环境因素，昼夜温差大，气路里的水分比较多，气水分离器又不能完全分离干净，导致起动马达、气控阀、油控阀生锈卡死， 或是气路结冰堵塞通道导致不能起动。排除故障时应根据起动系统工作原理和气路走向，采取分段试气的排除法来查找解决问题。平常操作人员应定时排除气路内的水汽，保证油雾器和油水分离器工作正常，减少此类现象的发生。

2 柴油机带不动负荷，功率不足。这一现象是高原使用的柴油机最常见的故障之一。主要原因：1) 由于昼夜温差大，柴油机怠速跑温时间过长，加上高原空气密度小，燃烧不充分产生的积碳，导致喷油器堵塞、雾化不良，影响功率。2) 增压器选型不匹配，进气压力低。3) 风季长、风沙大，导致空气滤芯和增压器污堵，又未能及时清洁更换，导致进气量不够，使柴油机功率不足。4. 防爆装置未全部打开： 为了安全生产的需要，190 系列柴油机安装了防爆装置，操作时只需在任意一侧扳动手柄，就可以同时关闭两侧的进气通道，但打开时需要分别扳动两侧的控制手柄。现场人员在清洁设备卫生时不小心扳动了一侧的控制手柄后，没有将其全部复位，导致一侧进气道关闭气缸不工作，使柴油机带不动负荷。解决方法：1) 加装电加热装置，减少夜间跑温次数和时间，严禁长时间怠速运转。2) 在更换增压器时，注意选择适合高原使用的型号。3) 风沙过后一定要用气将空气滤芯吹干净，必要时进行更换，保证进气充足。

3 柴油机有异常响声。柴油机的工作原理决定其声音较汽油机大，而高原使用的柴油机因为特殊的环境因素，当其发生故障时又会以更大的异响表现出来，只要认真监听，故障比较容易判断。高原机最常见的异响就是气门敲击声，长时间的大负荷工作状态，如果不及时检查调整气门间隙，轻者发出明显敲击声，如果任由继续发展还会造成气门挺杆卡死，摇臂折断、顶缸等事故。监听柴油机异响的方法较多，一是直接用耳朵监听，这是用得最多的，许多异响都可以直接听出来；借助于听棒、螺丝刀、胶管和听诊器等工具监听某部细微声音，也不失为好的监听方法，可以收到直接用耳朵听不到的声音。二是离开柴油机30 米左右，采用远距离听诊法，判断故障现象。

在故障查找及排除过程中，不应简单排除现有故障，还应同时查明诱发故障的基本因素，防止修复后再次出现同样的问题。如喷油器的偶件污堵、雾化不良，造成柴油机功率不足，通常换掉问题偶件，柴油机即可恢复正常工作。但是，导致喷油嘴污堵的原因很多，如喷油压力调整不当，雾化不良、燃油中混有杂质、长时间怠速运转产生积炭等。如果不查明导致故障的根本原因并采取措施，就难以从根本上消除事故隐患。我们在分析查找故障时，也往往会遇到一种故障会导致多种异常现象、而同一种异常现象也可能是由多种故障所造成的，这就要求我们现场设备管理和操作人员必须根据现场实际情况和经验，认真分析、判断。

随着油田的快速发展，大功率190 柴油机在高原的使用范围日趋宽广，而高原特有的地理和环境因素，导致柴油机故障频发，如何准确发现判断故障现象，及时排除设备故障，保障生产的正常运行就变得越发突出和重要。由于故障类型及其原因十分繁复，本文难以概括全面，也难以对现场所出现的问题提供完备的解决办法，现场设备管理人员应在实践中不断积累经验，以便更好地处理现场问题。037