油田機械設備狀態監測與故障診斷技術分析

吳景昆

（大慶油田有限責任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163513）

基于油田生產需求量的不斷提高，若僅通過對油田機械設備既有功能的運用開展生產作業，很難與生產需求相適應。要想確保設備安全性能作用的發揮，不斷優化油田機械設備的耐用性，避免易燃易爆問題的發生，必須要實現油田機械設備的優化發展。為此，在油田生產環境下，必須對油田機械設備功能加以優化，定期安排專業工作人員監測并診斷機械設備故障十分必要，盡量節省維修費用，創造可觀的經濟效益。由此可見，深入研究并分析油田機械設備狀態監測與鎖開關，取下電磁驅動器，拔出電磁驅動器保險銷，按下手動啟動按鈕，試驗電磁鐵聯動鐵心是否動作。同時觀察相關動作信號及聯動設施是否正常。故障診斷技術具有一定的現實意義。

1 油田機械設備狀態監測技術研究

1.1 聲發射監測技術的應用

目前階段，聲發射監測技術應用的范圍主要體現于油田生產過程中，在石油平臺、管道以及壓力容器監測方面，科學評價處理監測結果的完整程度。當前，國內已經有很多油田實施了壓力容器檢驗工作，對現代化大型聲發射監測儀器合理應用，能夠使聲發射監控質量不斷提高。通過對聲發射監測技術的合理應用，能夠對既有故障運行壓力容器發生爆炸事件的幾率加以控制，全面優化壓力容器的運行安全性與穩定性。在此基礎上，在運用聲發射監測技術的過程中，也使得壓力容器檢驗的周期明顯縮短，并創造更為可觀的油田生產效益。

1.2 噪聲監控技術的應用

在監測油田機械設備的過程中，對噪聲監測技術進行合理運用，將注水泵站的高壓電機與通井機等相關設備的運行狀態加以監測。面對不同的油田生產環境，所應用的噪聲監測技術也有明顯差異。如果選擇實驗室開展噪聲檢測實驗，所選用的檢測儀器應盡量具有較高的精密程度。若處于油田工作現場，要想更好地實現作業目標，要選用便攜式的測量設備。針對穩態的環境，需要選擇使用普通的聲級器。如果是相反的環境，要想保證監測工作的質量，應選用積分升級器，針對噪聲統計參量進行有效地測量。對于非穩態生產現場，因其監測的面積相對廣泛，所以要合理添加聲級器與不同通道數據處理裝置。

1.3 振動監測技術的應用

所謂的振動監測技術，具體指的就是借助設備檢測震動參數以及特征，系統檢測設備的運行狀態，是一種現代化的檢測技術。一般來講，當設備振動信號對其運行狀態與信息加以顯示的過程中，也是反應故障設備特征的主要承載，能夠對油田機械設備加以全面化監測。通常情況下，振動監測技術的重要參數就是振幅，而表現的形式集中體現為3 種，即位移、速度與加速度。其中，位移就是振動快慢的變化，而速度就是振動快慢，加速度則為振動快慢的變化[2]。

但需要注意的是，故障類型不同，其監測工作參數也存在明顯差異。如果振動的頻率每分鐘不超過600 轉，就可以斷定為剛性破壞，將位移作為監測工作重點。如果振動的頻率每分鐘控制在600 ～1200 轉之間，即可斷定為疲勞性破壞，將速度作為監測工作的重點。如果振動的頻率每分鐘超過12000 轉，即可斷定為慣性力破壞，將加速度作為監測工作的重點。

2 油田機械設備故障診斷技術研究

在油田機械設備故障診斷的過程中，最常見的診斷技術就是油液分析技術與無損探傷技術。

2.1 油液分析技術的應用

所謂的油液分析技術，涵蓋了氣相色譜分析技術、光譜分析技術、機械設備潤滑油理化指標測試技術與鐵譜分析技術等等。而油液分析技術在實際應用過程中，則將監測對象選擇為油田機械設備潤滑系統、齒輪箱與電力變壓器等等。目前階段，國內在研究開發油液分析技術方面，以油液監測智能診斷系統、線油液分析和磨粒自動甄別技術的應用價值為主。特別是在應用線油液分析技術的過程中，強調監測油田機械設備運行的態勢，能夠長時間地監測。而對于磨粒自動甄別技術而言，則是以既有鐵譜分析技術的應用為重要基礎，通過優化與整合，結合磨粒識別的特征準確記錄磨粒形態，構建特征參數的體系數據庫。而在識別期間，對磨粒特征量加以利用，即可獲取最終的診斷分析結果。所謂油液監測智能診斷系統，就是對既有油液分析技術加以利用，在智能化處理的基礎上，對全新技術加以整合。而此技術研發的最初目標就是油液本身信息量十分復雜，為不斷優化監測工作的質量與效率，應當將智能化信息處理手段的輔助價值發揮出來。只有這樣，才能夠使監測速度不斷提高，進一步增強監測工作的質量。

2.2 無損探傷技術的應用

對于油田生產企業而言，無損探傷技術是十分關鍵的機械設備監測技術，且實際運用范圍體現為大型儲罐設備、石油化工裝置、長輸管道等多個方面。一般情況下，無損檢測含有以下幾方面監測技術：

超聲檢測故障診斷技術。在超聲探傷方面，需要借助超聲波和試件互相作用，有效地達到檢測目標。隨后，深入研究并分析反射、散射波與透射，在宏觀層面診斷油田構件存在的故障。此外，超聲檢測故障診斷技術的應用，只能夠以特定的應用性能做出評價，因而需在實踐應用中給予高度重視。

射線檢測故障診斷技術。一般來講，監測金屬構件故障的過程中，也可以對射線探傷技術加以利用。在檢測金屬設備針孔、氣孔與裂紋等缺陷的同時，能夠使金屬構件價值得以提高。另外，射線檢測故障診斷技術也可以應用于檢測非金屬構件方面，效果也十分明顯。

磁粉探傷故障診斷技術。在實際應用磁粉探傷故障診斷技術的過程中，需針對鋼鐵類制品表面和近表面的缺陷磁導幾率、標準鋼鐵類制品的磁導率進行比較分析，以達到診斷故障的目標。在故障點磁化的基礎上，材料當中沒有連續位置磁場即可發生畸變，進而在部分磁通的泄露位置形成露磁場，并對鐵粉進行更新，進而在光照的情況下，就能夠在短時間內確定故障點，貫徹落實后期維修工作。

3 結語

綜上所述，以上針對油田機械設備的狀態檢測技術與故障診斷技術展開了系統化分析與研究，并且了解到，要想規避既有油田機械設備故障的發生，全面提高油田的產量，最關鍵的就是要對機械設備實施定期檢測，以保證設備處于正常的運行狀態。只有這樣，才能夠在短時間范圍內，對油田機械設備生產的故障加以解決，使得油田生產工作設備得到有效維護，不斷提高設備維護工作的效率，創造可觀的企業經濟效益。