鉆井動力設備實現自動盤轉保養的分析

李新躍 劉昌 池大偉 郭靖

摘 要：在鉆井作業生產中，190系列柴油機是較為常見的動力源設備，它廣泛應用于石油礦場勘探、開發作業，為野外石油勘探提供強有力的動力支持和保障。柴油機的合理使用及保養是決定其使用壽命和不斷提供動力的關鍵，其中，在冬季啟動柴油機前及柴油機高溫停機后，必須用盤車撬杠人力盤轉2圈以上，目的是為了延長使用壽命，不僅如此，在柴油機的檢維修工作中，人力盤車也是必要的工序，但其中也存在很多弊端，要解決和改善這些問題，本文闡述了加裝和使用柴油機自動盤車裝置，通過本裝置可以改善和解決190系列柴油機使用過程中人力盤車所產生的各種問題。

關鍵詞：柴油機;自動盤車;效率;自動報警;應用前景

0 前言

在鉆井作業現場，內燃機設備的應用隨處可見，在190系列柴油機的使用維護保養中，很多時候必須對其進行人力轉動曲軸機構，以對柴油機進行總裝、調整、檢查及保養。而人力盤車存在很多弊端，比如費時、費力，盤車度數不夠準確，進而會構成柴油機供油提前角及氣門間隙的不準確，造成設備損壞和油材料的不合理消耗，造成直接的經濟損失。除此之外，人力盤車時由于盤車撬杠經常打滑也存在不安全因素。為了解決這些問題，最大限度的使之能夠得到應用并實現操作自動化，柴油機自動盤車裝置是為其研究探討的關鍵和一項長期重要的研究對象。

1 自動盤車裝置的組成

自動盤車裝置主要有兩種形式組成：

①具有擺動齒輪的盤車裝置主要由電動機、減速裝置、齒輪組、擺動殼、曲柄、連桿、手輪、行程開關、彈簧等組成;②具有螺旋軸電動盤車裝置和工作原理螺旋軸電動盤車裝置由電動機、聯軸器、小齒輪、大齒輪、嚙合齒輪、螺旋軸、盤車齒輪、保險銷、手柄等組成。

2 自動盤車裝置的工作原理

擺動齒輪的盤車裝置，齒輪組通過兩次減速后帶動轉子轉動。當盤車裝置脫開時，擺動殼被杠桿系統吊起，擺動齒輪與盤車齒輪分離;行程開關斷路，電動機不轉，手輪上的鎖緊銷將手輪鎖在脫開位置;連桿在壓縮彈簧的作用下推緊曲柄，整個裝置不能運動。

螺旋軸電動盤車裝置由嚙合齒輪內表面銑有螺旋齒與螺旋軸相嚙合，嚙合齒輪沿螺旋軸可以左右滑動。當需要投入盤車時，先拔出保險銷，推手柄，手盤電動機聯軸器直至嚙合齒輪與盤車齒輪全部嚙合。當手柄被推至工作位置時，行程開關接點閉合，接通盤車電源，電動機起動至全速后，帶動汽輪機轉子轉動進行盤車。斷開行程開關，電動機停轉。若需手動停止盤車，可手按盤車電動機停機按鈕，電動機停轉，嚙合齒輪退出，盤車停止。

3 自動盤車裝置與人力盤車的優劣對比和選用趨勢

通過對自動盤車裝置的原理及作用的分析，結合對比人力盤車，兩者有截然不同的使用效果：

①人力盤車使用范圍小，不僅費時費力，而且常常因為工作中各種因素（噪音、天氣、配合不當）而造成盤車度數不準確，進而構成柴油機供油提前角及氣門間隙的不準確，從而影響設備正常運行，造成直接的油材料等經濟損失;②自動盤車裝置常用于中型和大型設備，依靠電動機作為動力源，安全可靠，能夠勻速盤轉柴油機曲軸，省時省力，在設備更新應用方面具有典型的研究代表性，能夠最大限度的節省盤轉曲軸所需要的時間，提高準確度，避免因曲軸度數不準確造成的油材料的不合理消耗，經初步測算，以應用在一個鉆井隊多臺動力設備來說，一年可節省油材料3千多元，該裝置如應用在我單位多個井隊動力設備上，一年可節省油材料開支30多萬元，極大的為鉆井作業提供可靠的經濟和效益保障，此外，此裝置也可應用于業務等級考核和競賽中，以避免因多人配合不當造成的盤車刻度不準確和評分的不合理。

由此看來，柴油機自動盤車裝置在使用過程及效果上有太多的優勢，在今后的設備應用中選用柴油機自動盤車裝置將會是大勢所趨。

4 自動盤車裝置的解析及解決使用過程中產生各種問題的方式方法

4.1 柴油機盤車的目的

柴油機組啟動前盤動飛輪，帶動曲軸低速旋轉以便使柴油機內各摩擦表面能夠均勻潤滑，可以檢查柴油機是否具備啟動條件，如動靜部分是否存在磨擦，主軸彎曲度是否正常等。或在柴油機停機后，柴油機曲軸等部件下部冷卻快，上部冷卻慢，曲軸、缸套、及各連桿因上下溫差而產生彎曲變形，對于柴油機而言，這種熱彎曲可以達到很大的數值，且短時間內不會完全消失。因此，在停機后使用自動盤車裝置，將保證各摩擦表面均勻冷卻，減小曲軸及各運動件變形的可能，以利于消除連桿組及汽缸上、下溫差，防止變形，更有助于消除溫度較高的軸頸對軸瓦的損傷。

4.2 自動盤車裝置在使用中可能遇到的問題

由于柴油機內部各配合原件及零部件的摩擦會產生金屬屑的脫落，這些金屬屑進入摩擦表面，會產生盤車阻力增大等現象，造成電動盤車裝置因為啟動負荷變大而損壞電機（即燒壞）。

4.3 解決的辦法

為了避免電動盤車裝置因為啟動負荷變大而損壞電機（即燒壞），可以將電動機設置為具有軟特性的三相力矩異步電動機。并且為了完善該裝置，可以加裝顯示屏及報警裝置，顯示屏可以顯示出自動盤車裝置的盤車力矩及電流大小，報警裝置可以在各項參數不正常時起到報警作用，真正做到自動化。

為了進一步實現并加強此裝置的應用效果，我們還可以加裝電子讀數器，通過電子讀數器便可以輕松的盤車至操作人員想要的飛輪刻度，并且立即停止。避免人力盤車不準確造成的各種問題。

5 認識與建議

隨著柴油機等內燃機設備在鉆井行業設備應用管理及鉆井生產的要求越來越高，選擇合理而又高效率的方法對設備進行合理改進和應用是當前石油企業急需解決的問題和趨勢。目前看來，使用柴油機自動盤車裝置是柴油機盤車工作技術進步的必然手段，這也會在未來的工作過程中不斷完善其作用和效果而走向更大的舞臺。隨著企業和行業的發展，新的裝置和工藝將會不斷地被研究出并應用。我們應該根據設備的特點和企業的要求，進行最優化的選擇和組合，以達到最佳工作效益和經濟效益，促進企業的可持續發展。

參考文獻：

[1]高殿成.汽輪機盤車裝置的故障分析與處理[J].機械工程師，2011（7）.

作者簡介：

李新躍（1982- ），男，漢族，山東魚臺人，鉆井柴油機工高級技師，主要從事鉆井設備管理工作。