壓裂設備潤滑管理及應用

徐向林

（大慶油田有限責任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江大慶 163000）

對于壓裂設備而言，其施工環(huán)境相對比較復雜，而且工作條件十分艱苦，因此對相關設備和作業(yè)人員也提出了較高要求。為了能夠有效維持壓裂設備的正常運行，需要相關工作人員做好潤滑管理工作。具體來說，通過強化壓裂設備的潤滑管理，可以使設備具有良好的潤滑性能，從而使故障的發(fā)生概率得到有效降低。與此同時，潤滑管理工作的有效開展，還可以使壓裂設備能耗得到減少，因此需要將該項工作納入設備的維護和保養(yǎng)中，并作為一項重點工作內容，有效進行落實，從而充分維持壓裂設備的穩(wěn)定運行，促進我國油氣勘探開發(fā)工作的順利開展。

1 壓裂設備和潤滑油

1.1 壓裂設備潤滑需求

在壓裂設備的實際運行過程當中，其摩擦、負荷以及運行速度等相關參數(shù)對設備的潤滑需求具有決定性影響。通常來說，壓裂設備表現(xiàn)出負荷高、運行速度快等特點，利用傳動箱來進行傳動，其支撐點主要為傳動軸，并采取集中循環(huán)潤滑的運行方式。在對此類壓裂設備開始潤滑管理工作時，需要做好設備的抗氧化性、抗污性以及防銹性的管理，并要利用潤滑油脂來進一步保障壓裂設備的正常運行。在對壓裂設備的潤滑需求進行滿足時，需要防止油路出現(xiàn)阻塞情況，而且在設備運行過程中還需要定期檢查設備潤滑油，結合壓裂設備的潤滑需求，采取有效的潤滑措施。在具體開展?jié)櫥芾砉ぷ鲿r，需要嚴格按照五定原則，分別為定點、定量、定質、定時以及定人，從而使壓裂設備的潤滑質量得到有效提高[1]。

1.2 常用潤滑油品及其性能要求

1.2.1 發(fā)動機機油

潤滑油可以有效發(fā)揮清潔、密封以及潤滑等功能，使設備的使用壽命得到延長，并使生產能耗得到降低。在實際應用發(fā)動機機油時，需要確保具有適宜的氧化穩(wěn)定性、黏度、耐腐蝕性以及熱穩(wěn)定性等相關性能要求。

1.2.2 齒輪油

對于齒輪油，其主要在設備齒輪裝置的潤滑工作當中進行使用，可以使齒輪裝置的磨損減少，降低由于磨損而造成的能量損耗，減少運行過程當中的系統(tǒng)散熱，防止某些部件出現(xiàn)銹蝕問題，使系統(tǒng)噪聲得到有效降低。針對齒輪油進行分析，其具有許多種類，其中應用最為廣泛的一類為車用齒輪油，主要在變速裝置和軸承等部位的潤滑工作中使用，可以起到相應的減噪、防銹以及潤滑效果。在實際應用過程當中，其性能要求主要為較好的熱氧化穩(wěn)定性、耐磨性，同時還需要具有理想的黏附性和耐腐蝕性，確保黏度適宜[2]。

1.2.3 液力傳動油

針對液力傳動進行分析，其主要利用離心泵運轉來使液體發(fā)生旋轉，再通過高速液體使渦輪機能夠有效轉動，從而完成能量的傳遞過程。在這一過程當中，液力傳動油是十分重要的潤滑介質，不僅能夠有效傳遞運動和壓力，而且還能夠操作各換擋部件，使系統(tǒng)熱量向冷卻媒介有效傳送潤滑齒輪裝置，對運動器件進行清潔，起到良好的密封效果。

1.2.4 液壓油

在液壓系統(tǒng)的實際運行過程當中，液壓油具有重要作用，可以有效傳輸和控制能量，同時還能夠起到相應的防銹和潤滑效果。對液壓油的性能要求主要包括運動穩(wěn)定性和抗氧化性，同時還應具有較強的抗乳化能力和適宜的運動黏度[3]。

1.3 壓裂設備潤滑油的選擇

1.3.1 內燃機油的選擇

現(xiàn)如今，在壓裂設備潤滑油的實際選用過程當中，所存在的問題主要表現(xiàn)為選油質量較低和黏度偏大，這會導致發(fā)動機機油和燃料的消耗有所增加，并使其功率降低，增大了發(fā)動機的磨損。所以，需要對合適黏度以及質量等級的潤滑油進行選擇，具體需要參考以下原則。

（1）應結合內燃機油以及壓裂設備特點，以轉速、負荷等作為具體的選擇依據(jù)。對于負荷高而轉速低的設備，通常應選擇具有較大黏度的潤滑油，而對于轉速高負荷輕的設備，則通常應使用較小黏度等級的潤滑油。

（2）應結合內燃機實際工作時的苛刻程度來作為具體的選擇依據(jù)。例如，對于柴油機活塞一環(huán)區(qū)的溫度通常在230～250℃，其強化系數(shù)也超過5，因此渦輪增壓的柴油機應選用CF級以上的油。

（3）選擇依據(jù)應包括機油容量和功率比值，其中機油容量大，可以降低對油品的質量要求，而當機油容量小時則對油品質量具有較高要求。

（4）需要結合地區(qū)氣溫和季節(jié)等條件來合理選油。對于冬季較為寒冷的地區(qū)，需要選用傾點低以及黏度小的油或者多級油。

（5）相關工作人員還應結合發(fā)動機的磨損情況以及實際使用時間來進行選優(yōu)，對于新發(fā)動機需要使用黏度相對較小的機油，而如果發(fā)動機的磨損較大，而且使用時間較長，則需要選用黏度較大油品。

1.3.2 液壓油的選擇

在液壓系統(tǒng)中，作為傳遞能量的重要介質，通過正確合理的選用液壓油，可以進一步保證液壓系統(tǒng)對各種工作條件與環(huán)境條件的充分適應，并使液壓系統(tǒng)以及各元件的使用壽命得到有效延長，保證社會運行的可靠性，對故障發(fā)生進行有效預防。相關工作人員在選擇液壓油時，除了需要參考設備說明書以外，還需要對以下因素進行充分考慮。

（1）油泵類型和液壓系統(tǒng)特點。通常來說，油泵主要為齒輪泵、柱塞泵等，在選擇液壓油時，一般以抗磨液壓油為主。

（2）需要參考油泵和液壓系統(tǒng)的最高工作壓力。液壓系統(tǒng)的工作壓力標志，通常為主油泵的額定或者最大壓力。當其壓力相對較大時，對摩擦、磨損也提出了更為苛刻的條件，需要有效保證液壓油的潤滑性能，確保其具有較強的抗磨性。

（3）需要充分考慮液壓油的工作溫度。對于液壓系統(tǒng)的工作溫度而言，其主要是指系統(tǒng)在加油工作時的實際溫度，具體需要對液壓油的氧化安定性以及黏溫性能提出較高要求。

（4）在選擇液壓油時，需要確保其抗燃性能夠滿足相關工作要求[5]。

2 壓裂設備管理現(xiàn)狀和潤滑要求

2.1 壓裂設備近況

目前，在我國油氣開發(fā)作業(yè)中，野外作業(yè)所占的比重相對較大，其不僅工作環(huán)境比較惡劣，而且生活條件也十分艱苦，如風沙侵害嚴重、晝夜溫差較大以及地質地形復雜等，這對壓裂設備的正常運行也產生了嚴重影響。與此同時，伴隨著我國對油氣的勘探開發(fā)程度進一步加深，壓裂設備的運行負荷也明顯增加。當相關壓裂設備長期維持超負荷工作狀態(tài)后，則可能會導致其出現(xiàn)相關的故障問題。因此，對壓裂設備的潤滑管理工作也提出了全新要求，需要有效創(chuàng)新潤滑管理方式。如果仍采取傳統(tǒng)的潤滑管理模式，則無法滿足壓裂設備工作的潤滑需求，會導致相關設備在運行時出現(xiàn)油溫高、磨損加快以及油品氧化變質等情況。如果有上述情況出現(xiàn)，則會嚴重影響壓裂設備的正常運轉，使設備的工作效率有所下降。所以，需要對壓裂設備加強潤滑管理工作，并對其潤滑管理方式進行有效創(chuàng)新，這樣不僅能夠使設備發(fā)生故障的概率有效降低，而且還能夠使設備運行效率得到顯著提升。

2.2 壓裂設備的潤滑條件

針對壓裂設備的潤滑要求進行分析，其需要充分參考壓裂設備的負荷大小和運行速度。對于相關進口設備，其往往負荷較大，而且具有較快的運行速度，通常需要采用傳動箱的傳動方式，并以滾動軸承來進行組成，通過傳動軸提供支撐。在設備潤滑方面，通常采用集中循環(huán)潤滑或齒輪箱式潤滑，這也對相關潤滑油的防銹、防污染以及抗氧化性能等提出了嚴格要求。通常情況下，進口設備會由制造商具體標注潤滑油的性能與成分，并按照相關使用方法加以管理，以此來維持設備的正常運行。在具體潤滑時需要加大注意，避免油路出現(xiàn)堵塞問題，并要標號使用過的潤滑油。除此之外，還需要定期檢查潤滑油的油位，一旦發(fā)現(xiàn)油位較低需要及時補充，防止由于缺油而損壞設備。在潤滑油的日常管理過程當中，需要根據(jù)相關使用要求制定詳細的計劃方案，并按照具體規(guī)定落實管理工作，使?jié)櫥ぷ髻|量得到有效提高。

3 壓裂設備潤滑管理對策

3.1 提升潤滑管理人員的觀念認識

在具體落實壓裂設備潤滑管理工作時，相關管理人員是主要執(zhí)行者，因此管理人員自身的觀念意識，對潤滑管理工作開展具有直接影響，但目前多數(shù)潤滑管理人員的觀念意識還相對缺乏，因此無法使?jié)櫥芾硇枨蟮玫接行M足，相關企業(yè)需要對潤滑管理人員的觀念意識進行有效轉變，具體可從以下幾個方面進行入手。

（1）企業(yè)需要針對潤滑管理人員落實相關培訓活動，使管理人員能夠正確認識壓裂設備潤滑管理工作的重要性。

（2）在培訓工作當中還需要引進國際先進的潤滑管理觀念，從而使管理人員自身的觀念意識得到有效提高，通過提高潤滑管理人員的管理觀念，可以保障壓裂設備的穩(wěn)定運行，還可以使設備使用壽命得到延長，降低設備運行能耗，使企業(yè)自身的經(jīng)濟效益得到有效提高。

3.2 加強對潤滑環(huán)境的管理

由于相關壓裂設備在實際運行過程中的工作環(huán)境比較惡劣，因此容易導致其出現(xiàn)機械磨損情況，特別是磨粒磨損現(xiàn)象十分嚴重，該問題在磨損損壞當中所占的比例相對較大。對此現(xiàn)象進行分析，其典型表現(xiàn)主要包括以下幾種。

（1）在對壓裂設備進行潤滑管理時，沒有嚴格按照相關要求開展操作，導致設備受到了污染，進而出現(xiàn)磨損問題。

（2）由于密封嚴實度不夠，導致粉塵入侵到壓裂設備當中，最終出現(xiàn)磨損問題。

（3）壓裂設備潤滑系統(tǒng)當中具有過濾裝置，該裝置一旦出現(xiàn)問題，同樣會造成磨損。

（4）在磨合的過程當中容易有金屬粉末產生，其會導致壓裂設備被污染和損壞。

（5）在壓裂設備當中，邊界潤滑油膜通常會小于0.1μm的厚度，而流體潤滑油膜的厚度平均值則為11μm左右。在正常使用潤滑油時，油膜厚度一般維持在0.05～1μm，這也導致塵埃厚度超過油膜厚度，最終給壓裂設備造成了嚴重的磨粒磨損問題。對此，相關管理人員需要針對壓裂設備和潤滑油采取有效地管理對策。一旦壓裂設備的工作環(huán)境十分惡劣，管理人員需要經(jīng)常更換潤滑油。而在壓裂設備發(fā)動機當中有空氣濾清器，需要時常更換此裝置。在對壓裂設備進行按質換油操作時，要縮短每次檢測的間隔時間，保證檢測范圍的全面性。

3.3 采取正確的潤滑操作方法

相關管理人員需要按照正確的管理方式來開展各項操作。在實際放置壓裂設備潤滑油時，應該充分保證密封性，對裝置上部進行加蓋，保證密封嚴實，而且還應對密封蓋加大保護力度，避免由于密封蓋被破壞而對密封效果產生影響。在更換壓裂設備當中的一些部件時應在換新后對其部件增加潤滑油，并保證該位置的干凈度和整潔度。在具體維修時，需要擦拭壓裂設備，并清洗干凈擦拭布，避免在使用時有纖維落入。對于壓裂設備的潤滑油，其往往含有一些雜質，主要由塵埃、雜質以及水分等構成，容易導致設備磨損加劇。因此，在加潤滑油時需要對其使用量加大注意，一旦加入過量則會對設備產生磨損影響。除此之外，還需要定期更換壓裂設備軸承，在換新時應對軸承等密封進行觀察，如為密封軸承一般已加入潤滑脂，則不需要再進行此項操作。

4 結束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對石油的需求量也在不斷增大，在油氣田的開采過程當中，需要有效保證壓裂設備的正常運行。而由于油氣開采環(huán)境相對特殊，存在許多影響因素，因此要高度重視壓裂設備的潤滑管理工作，對潤滑系統(tǒng)污染進行有效控制，并采取有效的潤滑管理措施，使?jié)櫥ぷ髻|量得到提高，使壓裂設備能夠維持安全穩(wěn)定運行。