設(shè)備潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)確定的新方法

孫雙斌, 孫洪濤, 張林

（1.大慶鉆井三公司，黑龍江大慶163412；2.大慶油田有限責(zé)任公司采油六廠，黑龍江大慶163412;3.大慶鉆探鉆井三公司生產(chǎn)服務(wù)分公司，黑龍江大慶163412）

0 引言

按質(zhì)換油實(shí)現(xiàn)了設(shè)備潤(rùn)滑成本管理的最低化，既保證了設(shè)備安全使用，又最大限度地使?jié)櫥偷玫匠浞值睦茫瑢?shí)現(xiàn)了設(shè)備管理的降本增效和安全運(yùn)營(yíng)，是目前設(shè)備管理追求的目標(biāo)之一。

現(xiàn)代設(shè)備呈功能多樣化、自動(dòng)化的變化趨勢(shì)，對(duì)設(shè)備管理提出了更高的要求。設(shè)備從設(shè)計(jì)制造到使用維護(hù)維修的全過(guò)程，潤(rùn)滑管理貫穿始終。潤(rùn)滑效果的好壞，直接影響設(shè)備的可靠性和可維修性。而油液監(jiān)測(cè)是設(shè)備潤(rùn)滑管理中的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備按質(zhì)換油的前提和重要保證。

目前，我們單位在鉆井設(shè)備已經(jīng)全面展開(kāi)了潤(rùn)滑油的按質(zhì)更換，取得了良好效果和經(jīng)濟(jì)效益。但是油液質(zhì)量監(jiān)測(cè)還存在以下問(wèn)題：一是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)時(shí)間依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作者根據(jù)目測(cè)、氣味以及使用時(shí)間來(lái)確定的，隨機(jī)性強(qiáng)，缺乏主動(dòng)性，準(zhǔn)確性低；二是根據(jù)季節(jié)變化和設(shè)備理論換油周期來(lái)確定的。以上兩方面會(huì)產(chǎn)生以下后果：1）在潤(rùn)滑油綜合指標(biāo)在合格范圍內(nèi)但還可使用一段時(shí)間，由于確定不了監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，而不得不將其換掉造成浪費(fèi)；2）在設(shè)備潤(rùn)滑油已受到嚴(yán)重污染時(shí)才進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)設(shè)備造成的損壞已無(wú)法避免。由此可以看出在潤(rùn)滑油的按質(zhì)換油過(guò)程中，確定合理的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)是非常重要的。結(jié)合幾年來(lái)潤(rùn)滑油管理的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大量數(shù)據(jù)的積累分析，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間確定，提出了一些想法和建議。

1 目前按質(zhì)換油過(guò)程的持續(xù)推進(jìn)和遇到的問(wèn)題

幾十年來(lái)我國(guó)一直執(zhí)行的是按期換油的傳統(tǒng)方式，即潤(rùn)滑油使用到一定時(shí)間后，依據(jù)運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行公里數(shù)或運(yùn)行季節(jié)統(tǒng)一更換潤(rùn)滑油，這種方式要么使?jié)櫥筒荒艿玫匠浞掷茫灰词節(jié)櫥统奘褂茫瑢?duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷。按質(zhì)換油是潤(rùn)滑油管理的必然，然而按質(zhì)換油卻存在著以下問(wèn)題。

1.1 按質(zhì)換油的實(shí)現(xiàn)策略和方法[1]

我們?cè)?010年初開(kāi)展設(shè)備潤(rùn)滑油按質(zhì)更換的工作，選取12V190柴油機(jī)為按質(zhì)換油對(duì)象，基本方法是：在第一次換油后的一周期內(nèi)，通過(guò)不斷地取樣檢測(cè)來(lái)判斷潤(rùn)滑油綜合指標(biāo)是否符合使用標(biāo)準(zhǔn)，其基本流程如圖1所示。

圖1 基本流程

根據(jù)圖1，我們針對(duì)12V190柴油機(jī)采用了多節(jié)點(diǎn)全方位的方法，對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑油綜合指標(biāo)的變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，由于12V190柴油機(jī)理論換油周期為500 h，考慮柴油機(jī)非滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，通常將30 d作為理論換油周期。判定潤(rùn)滑油是否能夠使用[2]，主要對(duì)機(jī)油的黏度、水分、開(kāi)口閃點(diǎn)、酸值、金屬含量、正戊烷不溶物等理化參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)某一項(xiàng)以上超過(guò)限值時(shí)，就判定應(yīng)更換機(jī)油。由此，我們以新油為基準(zhǔn)，與抽取油樣各項(xiàng)含量相比較，得出綜合指標(biāo)百分比作為油品的合格率來(lái)判定油品是否合格，一般合格率達(dá)50%的臨界點(diǎn)就應(yīng)該更換潤(rùn)滑油了。我們采用“時(shí)間平均法”即每隔5 d對(duì)設(shè)備抽取油樣進(jìn)行綜合指標(biāo)的檢測(cè)，我們對(duì)5支井隊(duì)的柴油機(jī)抽取了油底機(jī)油的檢測(cè)樣本，合格率變化統(tǒng)計(jì)如圖2所示。

如圖2所示，臨界線以上的水紋表示油品可正常使用，當(dāng)其數(shù)值接近臨界線時(shí)，表示該油品綜合指標(biāo)已到臨界點(diǎn)，繼續(xù)使用綜合指標(biāo)將低于臨界線，將對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損壞。

圖2 12V190柴油機(jī)潤(rùn)滑油綜合指標(biāo)合格率

圖3 12V190柴油機(jī)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的性能對(duì)比

從圖3可看出，在1個(gè)換油周期內(nèi)進(jìn)行的11次檢測(cè)，前10次潤(rùn)滑油綜合指標(biāo)在合格范圍內(nèi)，第10次油品綜合指標(biāo)已快接近黑色臨界線，油質(zhì)還是合格可用的，但應(yīng)引起重視，我們此節(jié)點(diǎn)稱之為漸進(jìn)點(diǎn)；第11次綜合指標(biāo)到臨界線，即將到達(dá)臨界點(diǎn)，表示該設(shè)備的潤(rùn)滑油已經(jīng)不能使用，應(yīng)該予以更換，此節(jié)點(diǎn)我們稱之為臨界區(qū)。從圖3中也可看出，實(shí)際換油時(shí)間已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)理論換油時(shí)間，已達(dá)到了適時(shí)監(jiān)測(cè)按質(zhì)換油的目的。從圖3還可看出，過(guò)了理論換油時(shí)間，潤(rùn)滑油的綜合指標(biāo)愈來(lái)愈接近臨界線，提示我們此時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)油品的監(jiān)測(cè)，防止綜合指標(biāo)過(guò)低。

圖4 油液監(jiān)測(cè)的目的和過(guò)程

1.2 油液監(jiān)測(cè)的實(shí)質(zhì)

由以上分析我們可以看到，油液監(jiān)測(cè)不是多種檢測(cè)方法的簡(jiǎn)單組合,是摩擦學(xué)領(lǐng)域多學(xué)科綜合應(yīng)用技術(shù)，是以最經(jīng)濟(jì)的手段獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累和診斷準(zhǔn)確性，是適時(shí)有效的科學(xué)管理。其實(shí)質(zhì)和過(guò)程如圖4所示。

2 設(shè)備油品監(jiān)測(cè)點(diǎn)的確定和檢測(cè)周期的科學(xué)安排

由以上分析，我們知道，無(wú)論是預(yù)測(cè)維修還是主動(dòng)維修，都要了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，甚至故障的根本原因。因此，設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是預(yù)測(cè)維修和主動(dòng)維修的基礎(chǔ)。在《油液監(jiān)測(cè)技術(shù)》[4]一書(shū)中認(rèn)為約50%的設(shè)備失效是由磨損造成的，因此油液的檢測(cè)對(duì)于設(shè)備的可靠性和維修管理具有重大意義。

2.1 檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的確定

油液的檢測(cè)在于及時(shí)和準(zhǔn)確，但檢測(cè)節(jié)點(diǎn)和檢測(cè)周期的確定，目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有明確的結(jié)論和標(biāo)準(zhǔn)，大慶油田幾家潤(rùn)滑油站都是各有各的做法。以往潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)采取多節(jié)點(diǎn)、拉大網(wǎng)式的檢測(cè)法。但是，隨著監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)量的增加以及監(jiān)測(cè)鉆井隊(duì)的增加，其弊端日益顯露出來(lái)：首先，該方法隨意性大，有檢測(cè)漏點(diǎn)；其次，由于檢測(cè)人員和上井車輛數(shù)量有限的原因，給檢測(cè)工作帶來(lái)很大壓力。

幾年來(lái)，我們已經(jīng)對(duì)部分鉆井現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的按質(zhì)換油工作進(jìn)行跟蹤，陸續(xù)對(duì)柴油機(jī)等設(shè)備的潤(rùn)滑油進(jìn)行了多點(diǎn)監(jiān)測(cè)工作。圖5是2013年一組柴油機(jī)油品合格率變化圖。

圖5 柴油機(jī)機(jī)油綜合指標(biāo)變化圖

如圖5所示，油液的品質(zhì)在理論換油周期前的節(jié)點(diǎn)處都是在合格范圍內(nèi)的，而在過(guò)了理論換油周期后，油液的品質(zhì)逐漸接近臨界線，此階段易產(chǎn)生檢測(cè)漏點(diǎn)，因此，工作中調(diào)整了監(jiān)測(cè)策略，將換新油后的第一次檢測(cè)節(jié)點(diǎn)放到理論換油時(shí)間點(diǎn)上，逐步將檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，放在理論換油周期后，加大了這個(gè)時(shí)段的檢測(cè)密度。經(jīng)過(guò)多次監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)調(diào)整后我們發(fā)現(xiàn)，將檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)視為t，前次時(shí)間節(jié)點(diǎn)為t0，設(shè)備理論換油周期視為T(mén)，檢測(cè)次數(shù)為n，則它們存在如下關(guān)系：t=t0+T×21-n。以12V190柴油機(jī)為例，其函數(shù)對(duì)應(yīng)值如表1所示。

在表1中我們看到，1～3次的潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)分別與圖5的理論換油周期、漸進(jìn)區(qū)和臨界區(qū)相符合。而4～6次的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，則是理論預(yù)測(cè)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如果油液綜合指標(biāo)依然合格情況下，可按此時(shí)間節(jié)點(diǎn)繼續(xù)油品的檢測(cè)工作。我們不妨將此節(jié)點(diǎn)確定方法稱之為潤(rùn)滑油檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的“1-N次法”。

表1 12V190柴油機(jī)機(jī)油檢驗(yàn)次數(shù)和檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)

2.2 設(shè)備潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)確定的新方法的準(zhǔn)確性驗(yàn)證

幾年來(lái)，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的油液監(jiān)測(cè)中，通過(guò)對(duì)柴油機(jī)等設(shè)備油液檢測(cè)時(shí)間的認(rèn)真分析研究，更進(jìn)一步驗(yàn)證了這種潤(rùn)滑油檢測(cè)節(jié)點(diǎn)確定的方法的準(zhǔn)確性和正確性，我們對(duì)2014-2016年現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的柴油機(jī)時(shí)段分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖6和表2所示。

圖6 2014-2016年12V190柴油機(jī)換油次數(shù)時(shí)段分布圖

表2 2014-2016年柴油機(jī)換油次數(shù)分布比例統(tǒng)計(jì)表

在圖6中，“非常規(guī)”指的是由外界原因造成設(shè)備油品污染，致使油品綜合指標(biāo)下降導(dǎo)致的潤(rùn)滑油更換，例如油液混進(jìn)柴油、水、粉塵等。而“常規(guī)”指的是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，由于高溫、高壓、摩擦、空氣中的水分混入致使油品綜合指標(biāo)下降，導(dǎo)致的換油。在表2中我們可以看出，在理論換油周期前更換油品的頻次不足5%，且均為非常規(guī)換油，而在理論換油周期后更換油品頻次則在95%以上。這與新方法的時(shí)間節(jié)點(diǎn)充分契合，例如柴油機(jī)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)為：30、45、52.5、58.25 d，與分布圖中的分布時(shí)段相吻合，這充分證明了設(shè)備潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)確定的新方法的正確性。

2.3 設(shè)備潤(rùn)滑油檢測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)確定的新方法的意義及在實(shí)踐中的應(yīng)用

潤(rùn)滑油檢測(cè)節(jié)點(diǎn)確定的新方法能使?jié)櫥蜋z測(cè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的確定更有前瞻性和計(jì)劃性，有力地促進(jìn)了設(shè)備按質(zhì)換油工作的開(kāi)展，使?jié)櫥腿瘫O(jiān)控更加完善。首先它使?jié)櫥凸芾淼萌瘫O(jiān)控?zé)o漏點(diǎn)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)分布更合理、更接近臨界點(diǎn)，能更有效及時(shí)地掌握設(shè)備油液綜合指標(biāo)，為設(shè)備按質(zhì)換油提供有力依據(jù)。其次使?jié)櫥蜋z測(cè)節(jié)點(diǎn)更計(jì)劃有序，工作中有據(jù)可依，填補(bǔ)了潤(rùn)滑油管理的空白，它符合設(shè)備潤(rùn)滑油指標(biāo)變化的一般規(guī)律，使按質(zhì)換油更加科學(xué)規(guī)范。

新的節(jié)點(diǎn)確定方法是設(shè)備潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)的一種方法，必須與其它潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)方法結(jié)合應(yīng)用，才能發(fā)揮它的作用和效能，與油液現(xiàn)場(chǎng)管理和設(shè)備操作者的責(zé)任心和業(yè)務(wù)素質(zhì)息息相關(guān)，在分布圖中非常規(guī)更換潤(rùn)滑油，基本是由現(xiàn)場(chǎng)操作者和管理者初步檢查發(fā)現(xiàn)并發(fā)出指令而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理，采用此種方法在2017年分別對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的十多部柴油機(jī)，進(jìn)行了潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)，準(zhǔn)確性達(dá)100%，無(wú)一臺(tái)設(shè)備存在漏檢，取得了良好效果。

3 結(jié)論

“1-N次”潤(rùn)滑油檢測(cè)節(jié)點(diǎn)確定的方法，是以設(shè)備理論換油周期為依據(jù)的，它依托現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)的具有前瞻性和計(jì)劃性,是一種新的潤(rùn)滑油檢測(cè)節(jié)點(diǎn)確定方法,通過(guò)幾年來(lái)的觀察和驗(yàn)證，它避免了以往檢測(cè)潤(rùn)滑油的隨意和滯后，無(wú)檢測(cè)漏點(diǎn)，它對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備潤(rùn)滑油管理提出了指導(dǎo)性的意見(jiàn)，為潤(rùn)滑油檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的確定提供了理論依據(jù)，隨著設(shè)備潤(rùn)滑油管理的逐步升級(jí)，這種方法的合理性和前瞻性將會(huì)進(jìn)一步得到驗(yàn)證。