淺談鉆井隊(duì)油品檢測(cè)及應(yīng)用

王汝華 李金龍 孫鵬 任桂英 尹川（川慶鉆探長(zhǎng)慶鉆井總公司）

淺談鉆井隊(duì)油品檢測(cè)及應(yīng)用

王汝華 李金龍 孫鵬 任桂英 尹川（川慶鉆探長(zhǎng)慶鉆井總公司）

通過(guò)對(duì)兩種智能型油品檢測(cè)儀THY-21A與YYF—V在鉆井隊(duì)的應(yīng)用，簡(jiǎn)要地介紹了油品檢測(cè)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(píng)價(jià)和探討。

油品檢測(cè) 設(shè)備潤(rùn)滑 設(shè)備節(jié)能

油品在設(shè)備使用過(guò)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(zhǎng)期使用后潤(rùn)滑質(zhì)量會(huì)變差，不能良好地起到降低設(shè)備磨損的作用，即潤(rùn)滑功能降低。油品檢測(cè)就是利用油品檢測(cè)儀器對(duì)油品中金屬顆粒及水分含量的測(cè)定判定油品的劣化程度。

1 油品檢測(cè)在設(shè)備潤(rùn)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(wú)用功上，由此帶來(lái)的效益損失，是能源損失的5～25倍。1986年4月《全國(guó)摩擦學(xué)工業(yè)應(yīng)用調(diào)查報(bào)告》指出，我國(guó)在潤(rùn)滑方面的節(jié)約潛力很大，約占國(guó)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(guò)程中，隨著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)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(rùn)滑狀態(tài)下，零件表面的微觀幾何形狀不會(huì)有明顯變化，通常認(rèn)為不存在磨損。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，配合間隙緩緩增大。在超負(fù)荷或者設(shè)備啟動(dòng)、停止時(shí)，油膜被損壞或者沒(méi)有油膜，潤(rùn)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(shí)，潤(rùn)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(cè)技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)油品進(jìn)行檢驗(yàn)，并提供檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)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(zhǎng)設(shè)備使用壽命和油品使用壽命，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

油品質(zhì)量分析是對(duì)新購(gòu)油品及設(shè)備在用油品進(jìn)行取樣，通過(guò)油品質(zhì)量檢測(cè)儀器，檢測(cè)出金屬顆料及水分含量判定油品質(zhì)量。如：新購(gòu)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(cè)結(jié)果與油品的標(biāo)準(zhǔn)分析報(bào)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(guò)渡。

THY-21A與YYF-V型油品檢測(cè)儀是智能型油品檢測(cè)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(kāi)發(fā)公司生產(chǎn)。現(xiàn)在就對(duì)這兩種油品檢測(cè)儀在鉆井隊(duì)機(jī)油和齒輪油檢測(cè)情況對(duì)比，見(jiàn)表1。

2 油品檢測(cè)及儀器

表1 THY-2/A與YYF-V油品檢測(cè)儀檢測(cè)值對(duì)比

值得注意的是兩種油品檢測(cè)儀的油品檢測(cè)數(shù)據(jù)的良好值范圍、堪用值范圍、報(bào)廢值范圍參考值是不同的。見(jiàn)表2。

可以看出，兩臺(tái)油品檢測(cè)儀相比較，THY-21A還是比較不錯(cuò)的。兩臺(tái)檢測(cè)儀檢測(cè)數(shù)據(jù)與VOLVO發(fā)電機(jī)和G12V190-3柴油機(jī)實(shí)際使用時(shí)間都比較吻合；而泥漿泵齒輪油實(shí)際使用時(shí)間256 h，應(yīng)該在良好值范圍內(nèi)，而兩臺(tái)檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)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(cè)不出油品是否優(yōu)劣；而絞車(chē)齒輪油實(shí)際使用時(shí)間為680 h，根據(jù)YYF-V檢測(cè)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(shí)間750 h，現(xiàn)場(chǎng)觀察已有輕微變質(zhì)，已經(jīng)屬于需要更換油品，而檢測(cè)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(cè)儀檢測(cè)數(shù)值范圍參考

3 油品品質(zhì)失效分析

潤(rùn)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(lèi)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(rùn)滑油。而隨著我們油品的使用及存放，油品都會(huì)發(fā)生一些質(zhì)變，在超過(guò)堪用值范圍后，就會(huì)加劇由于油品不良而對(duì)設(shè)備潤(rùn)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(gè)因素決定。

1）光線對(duì)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(rùn)滑油的氧化速度與金屬的種類(lèi)和接觸面積大小有關(guān)。

3）空氣中氧的影響。潤(rùn)滑油的氧化主要通過(guò)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(huì)加快氧化反應(yīng)的速度。

4）溫度的影響?？崾畹母邷?，烴分子少量分解，這種分解的速度會(huì)成倍增長(zhǎng)。

3.2 水的影響

井隊(duì)在打掃衛(wèi)生時(shí)，由于不慎，潤(rùn)滑油中滲入水份，或由于防凍液腐蝕流入油品，造成水對(duì)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(duì)金屬腐蝕更大，并且使添加劑增效，導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化，總之水對(duì)油質(zhì)變壞影響巨大。

4 油品檢測(cè)在設(shè)備潤(rùn)滑管理中應(yīng)用

為了增加井隊(duì)效益，油品超期使用的現(xiàn)象屢見(jiàn)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(zhǎng)潤(rùn)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(cè)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(shí)也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真，例如40635鉆井隊(duì)泥漿泵齒輪油是新?lián)Q的油品，而檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示油品已經(jīng)過(guò)期，而70518鉆井隊(duì)的柴油機(jī)油已運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間400多小時(shí)，而檢測(cè)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(cè)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(zhuān)用潤(rùn)滑油，而且規(guī)定了更換潤(rùn)滑油的時(shí)間，應(yīng)該執(zhí)行按期換油。對(duì)于非關(guān)鍵設(shè)備，俗話稱(chēng)粗設(shè)備，可以考慮按質(zhì)換油。如并車(chē)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(cè)技術(shù)基本能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)油品進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)的結(jié)果數(shù)值和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用時(shí)間大部分吻合，但是也存在由于油品檢測(cè)儀器出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)有時(shí)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)等情況，說(shuō)明油品檢測(cè)儀器檢測(cè)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(zhuān)用油水，且按期換油；其他設(shè)備說(shuō)明書(shū)主要也要求按期換油。因此，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，油品檢測(cè)儀的情況，應(yīng)該執(zhí)行按期換油為主，油品檢測(cè)儀應(yīng)該作為現(xiàn)場(chǎng)對(duì)油品質(zhì)量檢測(cè)的輔助手段，檢查和督促鉆井隊(duì)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(zhǎng)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(hào)長(zhǎng)慶大廈，710021。

2011-07-18）