油田用柴油發動機常見故障分析與維修分析

張世秋

摘要： 柴油發動機屬于電氣設備中的往復性動力機械，由于其在運行過程中，經常需要進行持續性作業，且需要在惡劣的開采環境中運行。因此經常會不定期的出現一些故障。本文將以油田用柴油發動機作為研究主題，簡要闡述油田用柴油機的工作原理，分析柴油發動機常見故障以及成因，最后探討油田用柴油發動機常見的故障診斷與相應的維修策略。

Abstract： Diesel engines are reciprocating power machinery in electrical equipment. Because of their continuous operation during operation， they need to be operated in harsh mining environments. Therefore， some failures often occur from time to time. This article will take oilfield diesel engines as the research theme， briefly explain the working principles of oilfield diesel engines， analyze common faults and causes of diesel engines， and finally discuss common fault diagnosis and corresponding maintenance strategies for oilfield diesel engines.

關鍵詞： 油田;柴油發動機;常見故障;維修

Key words： oil field;diesel engine;common failure;maintenance

中圖分類號：U262.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）04-0176-03

0 ?引言

隨著我國油田開采領域的不斷發展，柴油發動機在運行中所呈現出來的作用愈發重要。柴油發動機在實際運行過程中，由于其長期連續性作業，經常將會出現不同類型的故障，對于油田開采作業會產生非常嚴重的影響。油田用柴油機其自身結構相對比較繁雜，因此在運行中所出現的故障類型也相對比較復雜，相關技術人員需要結合柴油發動機的運行狀況，對其進行詳細診斷與分析，最終判斷出該設備的故障成因并予以針對性的維修解決。

1 ?油田柴油機的運行原理

油田用柴油發動機也被稱之為迪塞爾引擎，該發動機屬于點火式的壓縮發動機。在其實際運行中，主要的運行原理是熱能與機械能之間的轉換。通過柴油發動機中的氣缸內部柴油的高溫、高壓膨脹，完成柴油機的順利運行。任何一個類型的才有發動機在運行中都需要經過進氣、壓縮、做功、排氣等幾個工作環節。油田用的柴油發電機其主要由機體組、配氣結構、曲柄連桿機構、進排氣系統、冷卻系統、潤滑系統以及其他輔助系統構成。隨著我國對電氣設備的排放要求的轉變，當前油田用柴油機在不斷被研發的過程中，其運行性能與排放限制都得到了很大優化與完善，并且也在向著大型化，高速化，復雜化的方向上發展。在其實際運行中，通常會由于柴油發動機的運行故障，導致整套開采設備無法順利運行。現階段石油開采作業中所應用的柴油發動機由于型號的不同，其燃燒室的設計結構也存在一定差異，其中包括直噴式與分隔式兩種。但隨著柴油發動機的不斷研發有優化，現階段大部分領域所應用的柴油發動機都已經直噴化，該種結構的柴油發動機不僅具有節能的優勢，同時也具有非常高的穩定性。而直噴式柴油發動機又分為淺坑型、O型、油膜燃燒型以及預燃型。

2 ?柴油發動機常見的故障及影響原因分析

為有效避免由于柴油發動機出現故障造成油田無法正常開采的現象，相關技術人員應結合油田企業所應用的柴油發動機型號，明確其常見的故障類型以及成因，并做好相應的維修維護措施，全面降低柴油機的故障發生概率與維修時間。柴油發動機在運行過程中，可能會發生不同類型的故障，且每種故障都會表現出不同的運行狀態，如無法正常啟動，運行功率異常，運行伴隨強烈的振動或者發熱現象等等。或者在運行過程中排出不正常的煙氣等等，如白色，藍色或者發黑的煙氣。相關技術人員可根據柴油發動機所排出的煙氣顏色確定柴油機的故障類型。除此之外，相關技術人員還可通過柴油發動機的運行聲音判定發動機的故障，如排氣聲音，敲擊聲音，碰撞聲音或者再運行過程中出現定期摩擦聲等等，都是發動機出現故障的

預警。

在柴油發動機運行中，造成其出現故障的原因有多種，其主要分為以下幾個方面：其一，由于相關操作人員沒有按照相關操作標準開展，且由于長時間的習慣性錯誤，造成設備一直被錯誤操作，最終出現故障。其二，由于柴油發動機內部的構件之間安裝不當，且柴油發動機內部的相關構件并沒有經過系統的檢查，便被安裝上機，因此造成柴油發動機運行后，各個零部件無法承受柴油發動機運轉所帶來的工作負荷，長此以往造成發動機內部的零部件發生損壞。其三，相關技術人員沒有對零部件進行定期維修與保養，且在日常對柴油發動機進行清洗與隱患排查的過程中，對柴油機中的各個構件并沒有進行系統的清理，因此造成柴油發動機內部存在很多積炭或者污堵問題，因此造成發動機內部的零件出現磨損，造成設備無法正常運轉。

3 ?柴油發動機常見的故障診斷和維修

在油田用柴油發動機運行過程中，相關技術人員可通過不同的檢測方式，對發動機的運行狀態故障類型進行系統性的檢測，去直觀診斷法，試探比較法，異響辨別法等方式對其進行綜合診斷，最終在確定故障類別以后，對其進行針對性的維修與解決，保障設備的正常運行。

3.1 起動困難或無法起動以及維修策略

3.1.1 起動系統的故障

在柴油發動機運行過程中，如果發現柴油發動機中的馬達與飛輪齒圈之間出現嚙合不不規則的現象，也行將齒圈及時拆卸下來。并重新安裝，使其能夠保持正常的安裝位置。如果在運行中發現發動機中的馬達出現損壞現象，則應及時對其進行故障檢測，如出現不可維修故障，需要馬上更換一個全新的馬達設備。還有一種起動系統的故障則是發動機啟動管出現漏氣，相關技術人員應當及時做好排查工作，一旦發現漏氣應馬上更換。如發現繼電器無法順利打開，則相關技術人員應當及時檢查繼電器，并在繼電器周圍涂抹相應的潤滑油，保障繼電器的運化性能。圖1為油田用柴油發動機的啟動故障診斷流程。

3.1.2 進排氣系統的故障

柴油機的排氣系統主要包括空氣濾清器、氣門、排氣門、氣缸、活塞環等等。在柴油發動機運行中，其常見故障有以下幾點：其一，空氣濾清器被堵塞。發生該種情況以后，相關維修人員需立即對該構件進行疏通與清理，保障該構件能夠順利運行。其二，進、排氣門或活塞環出現漏氣現象，導致發動機壓力不足。發生該故障以后，技術人員應及時對出現故障的構件進行及時更換。其三，防爆裝置碟門打不開。出現該種故障的主要原因是柴油機排氣管在運行中被異物堵塞。這時相關技術人員需要對整個排氣管道進行徹底清洗，保障防爆碟門能夠在設備運行中順利開啟。

3.1.3 燃油供給系統工作不正常

如果柴油在運行過程中，出現空氣濾清器的旋轉閥門無法順利打開或者出現堵塞，那么相關技術人員則需對供油器進行系統的檢查，如果該設備出現損壞或者被灰塵堵住的現象，則應及時維修或者清洗。與此同時，相關技術人員應嚴格按照相應的操作標準對柴油機進行操作，如在操作過程中發生為開啟燃油節流閥，則會造成燃油系統出現異常，導致其無法正常運轉，此時應及時打開燃油節流閥。并且柴油發動機在運行過程中，所應用的燃油牌號也會影響其正常運行，相關技術人員應按照該設備的規定牌號補充燃油，保障其順利進行。

3.1.4 使用、維修和保養不恰當

如果柴油發動機在運行過程中出現機身溫度過低時，則會造成柴油發動機運行效率降低，嚴重者則會停止運行。發生該種問題的主要原因是由于相關維修人員對柴油發動機操作不當或者沒有對其進行定期維修與保養等等。面對這一現狀，相關維修人員首先應運用熱水對發動機進行暖機，保障其能夠順利運轉。并在發動機停止作業以后。將設備中的噴油器以及殘留的積碳進行及時清洗與處理，保障柴油發動機順利運行。

3.2 曲軸總成組件修理

柴油發動機作為油田開采過程中一個非常重要的設備之一，相關維修人員需要對其進行定期保養與修理。在此環節中，維修保養人員首先應運用磁力探傷的方式，檢查柴油發動機中曲軸的各個部位。進而確定該設備內部的曲軸軸向竄動量是否處于標準區間值之內，如果超出正常值，則應及時將設備中的止推軸承進行更換，并對設備內部的曲軸止推面進行修磨。其次，在維修保養過程匯總，如果發現設備中的軸承出現嚴重的磨損現象，必要時可更換一個全新的軸承。且在此過程中應對設備內部的止推軸頸、主軸頸的外觀進行及時查看，如發現這些構件的外表出現比較嚴重的燒傷、劃痕等現象，影響發動機的正常運轉，則需要及時對被損傷構件進行修磨處理，保障這類構件的光滑度。且修磨方向應與曲軸的旋轉方向保持一致。

另一方面，隨著柴油發動機的工作年限不斷正常，其內部很多構件都會出現老化或者磨損現象，其中比較常見的構件老化現象為減震器橡膠老化，相關維修人員在對其進行日常保養維修時，應重點關注該構件，如果發現該構件出現老化，則應立即更換。且如果在日常維修保養過程中，還需觀察設備內部安裝的看減震器的慣性輪與其所在輪軸之間的空間位置是否對稱，如果兩個構件之間的對正刻度線發生較大程度地偏移，則需要立即對其進行更換。在所有構件更換完畢以后。相關技術人員需要將主軸承蓋進行安裝。在此技術人員需對其擰緊3次，保障該構件的擰緊力矩達180N*m。在該構件安裝之前，相關維修人員還需將潤滑油涂抹至構件上，且保障安裝面周圍的干凈與整潔，運用綢布對該構件進行清理以后方可安裝。

3.3 氣缸套修理

在柴油機出現故障以后，相關維修人員應對柴油機的氣缸套進行詳細檢查。首先是外部檢查，維修人員需要將該構件表面的污垢進行清理以后，運用相應的探傷設備，都該構件的底部、凸緣下方、密封環槽等部位進行診斷。如果發現該設備中的某一構件已經出現細小的裂縫，則需及時更換全新的構件。在此基礎上，還需檢查柴油發動機氣缸套隨著應用時間的不斷正常，是否出現被腐蝕的情況，如在該構件的表面發現穴蝕針孔以后，則相關技術人員需要確定穴蝕針孔的深度，如果該深度已經達到了0.15cm以上，則需及時對該構件進行換新處理。另一方面。在對氣缸套的內表面進行維修保養的過程中，如果發現其內表面存在非常嚴重的劃痕，則相關技術人員需要及時對劃痕的嚴重情況進行判定，如果發現劃痕比較深，也應更換全新的氣缸套。

在檢查完氣缸套表面的磨損情況以后，如果發現該氣缸套已經無法繼續使用，相關維修人員需要安裝全新的氣缸套。在此環節中，維修人員在該構件安裝之前，首先需要將其放置在零下20攝氏度的環境下對該構件進行冷卻處理，且冷卻完成以后，還需要對氣缸套表面上涂抹一層專用膠，全面提升整個氣缸套的抗腐蝕能力與抗高溫能力。在對氣缸套做好安裝之前的處理以后，方可將該設備緩緩安裝在氣缸孔中。在將氣缸套緩慢壓入以后，相關維修人員應運用專業的工具對其進行適當的敲打處理，保障氣缸套與氣缸孔之間能夠嚴密接觸。且在安裝完畢以后。維修人員需要將柴油發動機中的內控鏜移動到102mm為位置，并將氣缸體頂端的部分進行及時清除，保障其與缸體頂面的水平保持一致。

3.4 發動機排煙異常以及修理方法

柴油發動機在運行過程中，如果發動機排出黑色的煙，通常表示其運轉出現異常，相關維修人員需及時停止設備運行，檢查發動機故障類型并做好相應的維修作業。通常來說，導致發動機排放黑煙的原因主要有以下兩個幾個因素：①柴油發動機的排氣系統發生異常。在設備運行中進氣道與空氣濾清器之間互相影響，進而產生黑煙。發生這種情況以后，需對相關設備進行及時清洗，并及時對設備內部的消音器進行故障排查。②柴油發動機中的燃油系統存在異常，管道或者噴油器發生堵塞現象都可能會使設備運行中出現黑煙。

另一方面，如果柴油發動機排放白色的煙霧，則意味著發動機設備中的中冷器在運行中出現漏水現象，并且漏出的水滲透到了氣缸內部，在設備運行時，啟氣缸內部的溫度會急劇升高，水則會呈水蒸氣的形態排出發動機，進而造成其出現白煙現象。在此過程中，相關維修人員首先需要檢查冷卻器的溫度，以及燃油中是否存在積水。如發現冷卻器溫度異常或者燃油內含水量較多，則需及時對柴油發動機進行暖機或者更換燃油型號。與此同時，柴油發動機還會出現排放藍色煙霧的現象。發生這類情況通常是由于發動機內部的油液面過高。或者氣缸內部的壓力過大造成。因此，相關維修人員需及時將超量的機油及時排出，并設備內部破損的構件。

3.5 發動機不正常振動

柴油發動機如果出現震動劇烈的現象，通常是由于該設備中的減震器出現故障，維修人員需及時對其進行檢查，在發現具體問題以后決定對其維修或者更換全新的減震器。另一方面，柴油機在運行中如果出現被驅動件的原因，造成柴油機在作業中出現偏離現象，則需要維修人員對該設備進行拆裝，并做好螺絲的緊固工作。如果柴油發動機在安裝以后，其下方的底盤缺乏一定的剛性，那么維修人員需要及時對該設備進行加固處理，保障其運行的穩定性。

3.6 發動機發出異常的聲響

柴油發動機在運行中如果出現異響，可能會由多種因素導致。在其運行中，如果是柴油機燃燒過程中發出的敲擊聲音，那么通常會由以下幾種因素造成：①供油提前角異常。供油提前角出現異常會為整個設備帶來非常大的噴油壓力，維修人員需要根據設備的實際運轉情況對其進行及時調整。②柴油發動機超負荷工作。維修人員需找到其超負荷工作的原因，如果發現設備中的噴油器與氣門之間的位置出現偏差，則需要及時進行維修調整。

另一方面，如果柴油發動機出現敲擊機械的聲音，相關維修人員也需要對整個設備進行及時檢修與調整。在此過程中，維修人員可從以下幾個方面檢查出現異響的原因：①排查進排氣門。如果兩個構件之間存在一定的間隙，那么則需要及時調整兩個構件的位置，保障其在作業中不會發生碰撞或者共振的現象。②檢查活塞環是否出現斷裂現象。如活塞環出現斷裂現象，會造成整個設備發出異響，并且如果沒有及時進行修理。那么將會造成大故障的發生，因此，相關維修人員需要及時對該構件進行查看，如果在查看中發現該構件沒有斷裂，但發生了比較嚴重的磨損，也許立即更換全新的活塞環。③氣缸內進入異物。這也是設備出現異響的重要因素之一。相關維修人員應及時將氣缸中的異物取出，降低設備出現異響的幾率。

4 ?結束語

綜上所述，隨著近年來我國整體經濟的飛速發展，現階段我國石油行業也在向著機械化、信息化的方向上順利發展。在此背景下，柴油發動機作為石油開采作業中不可或缺的重要機械設備之一。相關技術人員應在日常對該設備進行管理與維護的過程中，明確該設備在運行中常見的幾種故障類型，并全面了解不同故障的維修方法，保障該設備在出現故障以后能夠第一時間得到針對性維修，保障其作業效率與作業質量。

參考文獻：

[1]劉云靜.柴油發動機的常見故障及維修[J].百科論壇電子雜志，2019（003）：278.

[2]張冉.柴油機在運轉過程中的常見故障與處理措施分析[J].2021（2013-14）：166.

[3]宮長勝.工程機械用柴油機噴油器常見故障的分析與維修[J].內燃機與配件，2019（11）：2.

[4]陳思橋.論柴油機功率不足的原因與故障診斷策略[J].內燃機與配件，2019（21）：2.

[5]王慶斌.油田用柴油發動機常見故障分析與維修[J].中國新技術新產品，2014（3）：1.

[6]李志峰.大慶油田在用柴油發電機組常見故障的分析與處理[J].科技創新導報，2010（21）：1.

[7]竇立恩.油田現場柴油機的故障分析與處理[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（0z2）：295.