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钻井用柴油机常见故障分析与诊断方法探讨

'钻井用柴油机常见故障分析与诊断方法探讨'
钻井用柴油机常见故障分析与诊断方法探讨冯建州(胜利石油管理局黄河钻井总公司钻井四公司)摘要:柴油机作为石油钻井生产的主要动力输出保障装备,其工作效率及使用效果成为制约钻井 成产的主要因素之一。柴油机出现各类故障,如何在第一时间内判断故障产生的原因,进行高效的诊 断,是排除柴油机故障问题的先决条件。本文对柴油机常见故障进行分类,介绍了柴油机产生故障的 原因,阐述了柴油机故障的诊断步骤和方法。关键词:钻井 柴油机 常见故障分析 诊断方法探讨0引言钻井施工由于受施工地点的限制,通常情况下都是选择远离人员密集地区施工,因此,在特定的 条件下,很难接入工业电网,所以各种型号的钻井设备多选择柴油机作为主要的动力源,用于发电、 带泵等工作;谡庵智榭,一旦柴油机发生故障而不能使用,将会给生产带来极大地不便。所以对 柴油机常见故障的掌握显得尤为重要。1柴油机常见故障种类分析1.1柴油机冒黑烟柴油机排烟异常响了柴油机的动力性、经济性和可靠性,也对大气环境造成严重污染。造成柴油 机冒黑烟的因素很多,有燃油供给系统,燃烧,进排气系统及其他系统故障等都会造成排黑烟。1.1.1供油系统故障供油提前角不正确。柴油机的供油提前角是为了使燃油在进入气缸后能充分与空气混合,进行充 分燃烧的最佳供油角度。每台柴油机根据工况的不同都应有合适的供油角度。提前角偏大:如果提前 角偏大,这吋汽缸内的压缩空气压力和温度都相对较低,这吋喷油会影响燃烧效率。1.2进排气机构、活塞连杆组件可能产生的故障121汽缸压缩压力不足造成汽缸压缩压力不足的主耍原因有:活塞环严重磨损,气门与气门座密封不严、汽缸床垫片厚 度过大造成压缩压力不足。乩活塞顶间隙过大。在装配时,如果没有检查和调整好活塞顶与气缸盖之 间的I'可隙,将直接影响汽缸的压缩比,从而影响压缩压力。1.2.2气门间隙不正确造成气门间隙不止确的主要原因是装配调整错误、进排气系统传动件子间的磨损。气门间隙不正 确将影响配气正时,也就是该进气时不进气,该关闭时未关闭,影响汽缸进气量。导致油气混合不充分,燃烧不完全。除冒黑烟外还伴随柴油机动力不足、启动困难、金属敲击声等现象。1.3进、排气系统故障如果空气滤芯使用吋间过长或者使用劣质空气滤芯,均可能造成进气阻力增大,导致进入汽缸的 新鲜空气减少,柴油燃烧不完全。进气管路堵塞或管路太长,会增加进气阻力,造成进气阻力过大, 进气温度高,导致黑烟产生。另外,排气管污堵、排气引管污堵和废气涡轮故障,也会对排气造成影 响。1.4增压器故障增压器的污堵,喷咀环的磨损,增压器的润滑、浮动套磨损情况,增压器的喘振现象,振动幅度 等都会对柴油机的排烟情况造成影响。另外燃油的质量、粘度、杂质含量以及环境、空气含氧量也会对柴油机的排气造成影响。1.2柴油机冒白烟柴油机水温过低,会使柴油机燃烧室内的温度过低,柴油喷入后不易雾化燃烧,部分柴油仍呈雾 滴状随排气排出,则烟色呈白色。柴油机工作吋,水温低于67° C以下吋,称为冷态;柴油机在过冷 状态下工作,对寿命十分不利,应积极采取措施,防止柴油机在过冷状态下工作。柴油机启动后,应 怠速动转3-5min,然后以屮油门、屮小负荷工作,以进行慢车暖机,待柴油机水温达到水温表绿色范 围后,再以大油门工作。喷油提前角过小,柴油喷入后来不及雾化燃烧,油雾随排气带出,烟色呈白 色或灰白烟。柴油质量差,或柴油中含水分过多,燃烧时会生成过多的水蒸气,呈白色或灰白色烟雾 排出。1.3柴油机冒蓝烟烧机油是柴油机冒蓝烟的最主要原因,也就是机油进入了燃烧腔内。一方面,油底壳机油量过多, 超过了机油限定高度,机油进入燃烧腔内;另一方面,汽缸、活塞、活塞环过度磨损或活塞环对口, 气门与气门导管磨损,导致机油窜入;第三,涡轮增压器漏油,促使机油窜入。1.4柴油机拉缸拉缸现象是在石油钻井生产中,柴油机在运行生产中产生的一种:艽蟮囊彩庇蟹⑸墓收。 拉缸时候产生的磨损量很人,可达到正常磨损的儿十甚至儿百倍。柴油机拉缸根据损伤的程度轻缓不 同可分为轻擦伤、划伤、和抱死等几种故障。前两者拉缸属于轻微的拉缸行为,通常可自行修复。若 及时发现情况,排除故障,可以避免大的机械事故和损失。2柴油机产生故障的原因分析2」违章操作沿用一些错课的习惯做法进行操作,从而破坏了柴油机止常的工作条件,使零部件遭到损坏,引 起柴油机故障。常见的操作错误有:(1) 新机或大修后的柴油机,不经过充分的磨合运行,而直接带高负荷使用,造成零件严重麟 损,甚至出现拉缸或活塞卡住等严重事故。(2) 冷车起动后,不经过暖车运行,而直接带高负荷运行,造成零件严重磨损,引起柴油机故 障。(3) 机油量不足,使柴油机润滑条件恶化,造成零件严重磨损,甚至使零件表发生烧损现象。(4) 冷却水量不足,是受热零件温度过高而烧损。在运行中发生断水现象后,又直接加入冷水, 使受热零件产生严重变形或出现裂纹现象。(5) 运转小机油和冷却水温度过低,或油温过高、油压过低,加快零件磨损。(6) 长时间超负荷、超转速运行,或导致发生飞车事故,造成零件严重磨损与损坏。(7) 长时间怠速运转,使柴油机工作性能恶化。(8) 带负荷进行停车,使受热零件造成配合破坏或出现骤冷裂纹。(9) 高速运转中使用防爆装置进行停车,使配气机构零件(如气门弹簧)损坏。(10) 用柴油机带动柴油机起动,俗称“车带车”,造成柴油机起动时,轴瓦与曲轴之间无润滑, 使轴瓦表面磨损加剧,影响柴油机寿命。2.2使用维护保养不良(1) 不及时地添加机油和定期更换机油,造成机油量不足或机油污染变质而丧失润滑性能。不 及时清洗机油滤清器,造成机油流通阻力增加,甚至堵塞,使润滑条件恶化,引起零件严重磨损。(2) 不按时清洗燃油滤清器和燃油箱,造成燃油系统堵塞,供油量不足,使柴油机工作无力。 同时还会使大量杂质进入各精密偶件内,破坏其正常工作。(3) 不按时清理空气滤清器,使滤清效果降低,空气流通阻力增大,进气量减少,造成柴油机 工作无力,并引起气缸等零件严重磨损。并引起增压器漏油。(4) 在环境温度较低吋,柴油机停车后没有放净冷却水,以致冻坏有关零件。冷却系统没有按 时清洗,使零件内部水垢、污物积覆严重,造成冷却不良,使零件过热损坏。(5) 不按时检查和调整气门间隙,因间隙过人,造成配气机构加速磨损和气门弹簧断裂等事故。(6) 喷油器不定期校对,喷油压力低或油头堵塞,使柴油机声咅异常,功率不足,堵塞严重时 使机油变稀,造成机油压力降低。(7) 不按时检查和调整供油提前角。供油提前角的大小,对柴油机的工作性能彫响很大。如供 油提前角过大,柴油机工作粗暴,而且怠速不良,起动困难;供油提前角过小,则使柴油机油耗增加, 排温升高,易发生胶化,甚至使活塞烧坏。2.3柴油机装配和调整错误(1)活塞与气缸套配合间隙不符合规定要求,活塞环上下位置装倒,环开口位置没有交错安装等,造成气缸漏气和窜油现象。(2)主轴承或连杆轴承没有按照装配位置标记安装,使位置颠倒或错换,
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