鉆井柴油機的噪聲控制探析

靖濤

摘要：噪音污染一直是石油天然氣環境保護中的重點關注對象，其中涉及到油氣生產和油地關系等多方面的問題。油田企業的經濟效益、環境效益和社會效益和噪聲污染防治有著很大的影響。目前隨著我國科學技術的不斷進步，對環境保護、節能減排的要求和標準越來越高，需要制定有效的防治噪聲污染的措施提高企業的經濟效益。本文主要闡述了油田鉆井柴油機噪聲污染控制措施，為我國鉆井柴油機噪聲污染防治未來發展奠定良好的基礎。

關鍵詞：鉆井柴油機;噪聲控制

最近幾年中人們對于環境保護的意識越來越強，國家對于噪聲污染相關的法律法規進行了不斷的完善。石油鉆井施工過程中產生的噪聲危害已經引起了有關部門的高度重視，尤其是油氣田在開采的初期階段，一些離居民樓比較近的鉆井隊，施工時產生的噪聲已經嚴重的影響人們的正常生活，噪聲引起的居民投訴和賠償問題嚴重的阻礙著我國石油企業的健康發展。

1.噪聲來源分析

經過對油田鉆井施工現場的實地分析，現場噪聲的主要來源有柴油機、發電機、聯動機、泥漿泵、鉆機、振動篩等設備在生產過程中產生的震動或者沖擊碰撞，同時還有排氣閥排氣時產生的異常聲響和柴油機排氣噪聲等，以上都是鉆井施工現場噪聲產生的主要因素。同時噪聲之間還會相互的影響，疊加。鉆井施工中噪聲的主要來源點就是機房，然后向著四周擴散。在機房的設備之中，柴油機在鉆井動力系統中占有重要的地位，柴油機工作時產生的噪音一般比其他設備要大很多。再加上機房一般都處于井場的中心位置，與施工人員距離非常近，噪聲的影響更加的明顯。目前我國油田鉆井施工中使用柴油機的功率大約為800千瓦。每個井場一般配置三臺柴油機左右，并安裝在鋼架平臺上。通過聯動機將柴油機動力輸送到地面上供鉆井設備使用，鉆井生產使用的柴油機有著功率大、噪聲高的特點，如果兩臺柴油機同時工作，噪聲就會產生疊加的效果，甚至產生共振效應。顯然我們要對全國鉆井使用的柴油機進行改造是不現實的，需要大量的資金投入，而對現場施工人員佩戴耳塞也起不到很好的保護作用，因此目前我們還需要從柴油機噪聲的消聲、隔音等措施進行噪聲的控制。目前國外主要采取的措施就是采取隔聲板外墻隔音，但是造價比較高，投資成本增加，拆裝也十分不便。

根據柴油機的結構和工作原理，產生的噪聲主要分為以下三種類型：

（1）機械噪聲：機械噪聲產生的原理是由于壓縮空氣引發的不平衡力、旋轉摩擦力、慣性力、震動力等對機體產生的震動從而產生的噪聲。噪音產生的形式也是多種多樣的，有齒輪機構的噪聲、敲擊噪聲、機體震動噪聲、配氣機構噪聲等。在加上一些的加工工藝水平比較落后，產生的噪聲就會更加明顯。

（2）燃燒噪聲：燃燒噪聲主要指的是柴油機氣缸內燃料燃燒過程中產生的氣體爆發力，氣體在經過連桿、活塞、氣缸蓋、曲軸、機體時產生的噪聲。

（3）空氣動力性噪聲：空氣動力性噪聲主要是由于柴油機進氣、排氣的過程中，空氣流動對于管道產生震動造成的噪聲。空氣動力性噪聲一般都是低、中頻，主要分為柴油機進氣噪聲、排氣噪聲、風扇噪聲等。

2.對鉆井柴油機噪聲控制研究

目前我國油田鉆井施工中使用的柴油機首先考慮的就是拆裝和運輸的便利問題，然后是維修和保養的方便，對于噪聲控制基本不在考慮的范圍之內，因此施工現場中如果幾臺柴油機同時工作，就會產生很大的噪音，直接影響周圍的施工操作人員。所以經過我們實際的測量和研究發現，針對柴油機的各個部位采取不同的降噪措施，主要體現在以下幾各方面：

2.1鉆井柴油機消聲器設計研究

柴油機為鉆井施工中的主要噪聲來源，根據現場的實際檢測數據和得到的參數顯示，需要對柴油機加裝了排氣消聲器。常用的排氣消聲器分為兩種，一種為阻抗復合式消聲器，一種為組合擴張式消聲器，前者的結構為四腔結構，采用小孔噴注等多種消聲結構，通過多孔擴散，節流降壓來加大消聲器的消聲效果。一般在設計消聲器時，第一腔設計的比較大，其中隔板和插入管的孔徑為6毫米，穿孔率大約為百分之十;后者消聲器的主要組成有擴張室、阻抗復合室、共振室等，其中有著很多種類型的微孔金屬板，能夠實現不同頻率噪聲的降噪效果。

2.2柴油機隔聲罩設計

對柴油機加裝隔音罩，隔音罩主要采用空氣阻尼層、高阻隔聲層的結構形式，柴油機工作中產生的噪聲通過隔聲、隔振、吸聲、阻尼等措施達到降噪的效果。隔音罩的第一層采用2毫米厚的不銹鋼板，第二層采用6毫米厚的橡膠阻尼層和丁基膠阻尼層材料，有效的降低鋼板振動彎曲的幅度，達到降振的效果。第三層采取50毫米厚的巖棉板，巖棉板上使用玻璃絲包裹，達到吸聲的效果。第四層采用微孔吸聲板，板厚為0.8毫米，孔徑為0.8毫米，穿孔率大約為百分之二左右。第五層采用打孔金屬板，孔徑為6毫米，將棉氈放置在空腔中，最后在打孔金屬板和微孔吸聲板之間加裝金屬保護網，起到了有效的護面和透聲作用。柴油機隔聲罩的設計主要分為整板開窗式和推拉窗式兩種結構。柴油機隔聲罩一般只是將主機身罩起來，而將排風扇、進氣口露在外面，以保障柴油機排風扇的冷卻性能。柴油機排風扇和進出氣口產生的噪聲一般影響不是很大。新型的柴油機隔聲罩板采用的材料為百葉窗結構，主要考慮到了柴油機的散熱問題，同時也起到了降噪的效果。

2.3對廢氣、廢水兩相流消聲減排一體化過程的研究

傳統的柴油機排氣消聲器主要是采用動力學原理，但是排氣消聲和廢水減排一體化過程就能實現動力學和氣體熱力學共同降噪的效果。柴油機排氣通過消聲減排裝置，經過廢水濕潤的交叉流通道，廢氣和廢液之間實現接觸傳熱傳質，在此過程中廢氣的溫度不斷的下降，體積不斷變小，然后隨之流出，廢水吸收了一部分廢氣的熱能和機械能，轉化為水蒸氣分子的動能，克服氣液界面張力的同時氣體的濕度和氣相質量有所增加，達到消聲的目的。

3.結論與認識

經過以上的分析和研究發現，噪聲防治工作和油田的經濟效益、社會效益、環境效益有著密切的關系，鉆井柴油機噪聲控制是降低油田噪聲污染的主要環節，我們需要加大研究和防治的力度，做好我國鉆井柴油機噪聲的控制和防治工作，促進我國鉆井事業的可持續發展。

參考文獻：

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（作者單位：大慶鉆探工程公司鉆井生產技術二公司）