浅谈钻井队油品检测及应用

王汝华 李金龙 孙鹏 任桂英 尹川（川庆钻探长庆钻井总公司）

浅谈钻井队油品检测及应用

王汝华 李金龙 孙鹏 任桂英 尹川（川庆钻探长庆钻井总公司）

通过对两种智能型油品检测仪THY-21A与YYF—V在钻井队的应用，简要地介绍了油品检测技术的原理，结合实际及在设备管理中的作用进行评价和探讨。

油品检测 设备润滑 设备节能

油品在设备使用过程中，由于温度的影响，金属及其他物质等的催化作用，空气中氧气的氧化作用，长期使用后润滑质量会变差，不能良好地起到降低设备磨损的作用，即润滑功能降低。油品检测就是利用油品检测仪器对油品中金属颗粒及水分含量的测定判定油品的劣化程度。

1 油品检测在设备润滑管理中的作用

世界能源的1/3消耗在设备的摩擦、磨损的无用功上，由此带来的效益损失，是能源损失的5～25倍。1986年4月《全国摩擦学工业应用调查报告》指出，我国在润滑方面的节约潜力很大，约占国民总产值的1.37%，年效益额为176.4×108元。

设备在运转过程中，随着机械运转会产生一些磨损颗粒，并随着油品的循环进入油品中。在油膜润滑状态下，零件表面的微观几何形状不会有明显变化，通常认为不存在磨损。随着运转时间的延长，配合间隙缓缓增大。在超负荷或者设备启动、停止时，油膜被损坏或者没有油膜，润滑条件变坏，设备摩擦处处于干摩擦或半摩擦状态，从而加剧磨损。通常，半摩擦状态下的摩擦系数是油膜状态下的摩擦系数的5～10倍，因而随着设备运转磨损金属颗粒进入油的数量将大大增加。当配合间隙大于容许极限值时，润滑条件将显著变坏。因而零件磨损速度变快，进入油中的金属颗粒便急速增加。油品检测技术能够快速准确地对油品进行检验，并提供检测数据来反应油品质量的优劣，最大限度且经济合理地使用油品，达到降低设备摩擦、磨损损失和设备事故，故障损失，大大地延长设备使用寿命和油品使用寿命，带来巨大的经济效益。

油品质量分析是对新购油品及设备在用油品进行取样，通过油品质量检测仪器，检测出金属颗料及水分含量判定油品质量。如：新购油品是否合格，使用中的油品污染程度，油中水分含量，金属颗粒含量等等。检测结果与油品的标准分析报告作比较，可以分析油品的质量实际情况，做到从传统的按期换油向科学的按质换油过渡。

THY-21A与YYF-V型油品检测仪是智能型油品检测仪，分别为西安天厚节能技术有限公司和西北工业大学科技开发公司生产。现在就对这两种油品检测仪在钻井队机油和齿轮油检测情况对比，见表1。

2 油品检测及仪器

表1 THY-2/A与YYF-V油品检测仪检测值对比

值得注意的是两种油品检测仪的油品检测数据的良好值范围、堪用值范围、报废值范围参考值是不同的。见表2。

可以看出，两台油品检测仪相比较，THY-21A还是比较不错的。两台检测仪检测数据与VOLVO发电机和G12V190-3柴油机实际使用时间都比较吻合；而泥浆泵齿轮油实际使用时间256 h，应该在良好值范围内，而两台检测仪监测数据都是负值，而负值显然不在参考值范围，即检测不出油品是否优劣；而绞车齿轮油实际使用时间为680 h，根据YYF-V检测数据0.8与良好值0～13.6比较，油还基本是新油，明显不符合实际；减速箱实际使用时间750 h，现场观察已有轻微变质，已经属于需要更换油品，而检测数据均为负值，亦均不能反映出油品是否优劣。

表2 油品检测仪检测数值范围参考

3 油品品质失效分析

润滑油是由基础油和添加剂两部分组成。而基础油是石油的高沸点馏分，其主要由烷烃、环烷烃、芳香烃等化合物和非烃类物质，如硫、氮、氧等一些元素的化合物以及由这些化合物浓缩而成的胶质、沥青质等。根据基础油的性质和不同性能加入不同性能的添加剂，经精制而成为我们所需的润滑油。而随着我们油品的使用及存放，油品都会发生一些质变，在超过堪用值范围后，就会加剧由于油品不良而对设备润滑不良并最终导致设备损坏的可能性。

3.1 氧化反应

这是导致油品变质的主要原因，油品氧化主要由以下几个因素决定。

1）光线对油品氧化的催化作用。在光线的作用下，一些油品中的烃分子更容易获得足够的能量，处于活跃状态，参加氧化反应。

2）金属和其他物质的催化作用。润滑油的氧化速度与金属的种类和接触面积大小有关。

3）空气中氧的影响。润滑油的氧化主要通过溶解在油品中的氧与烃分子进行氧化反应，虽然有机物分子比较稳定，前期氧化反应速度比较慢，但是后期会加快氧化反应的速度。

4）温度的影响。酷暑的高温，烃分子少量分解，这种分解的速度会成倍增长。

3.2 水的影响

井队在打扫卫生时，由于不慎，润滑油中渗入水份，或由于防冻液腐蚀流入油品，造成水对金属的电腐蚀作用，并随着水与废气中的二氧化硫生成亚硫酸或硫酸，对金属腐蚀更大，并且使添加剂增效，导致润滑油乳化，总之水对油质变坏影响巨大。

4 油品检测在设备润滑管理中应用

为了增加井队效益，油品超期使用的现象屡见不鲜，有可能导致油品质量不佳伤害设备；科学的按质换油，本质上是以最大限度且科学地延长润滑油的使用寿命，并保证设备的正常运行。而目前的油品检测技术还不够成熟，数据虽能基本符合实际，但是有时也会出现数据失真，例如40635钻井队泥浆泵齿轮油是新换的油品，而检测数据显示油品已经过期，而70518钻井队的柴油机油已运转时间400多小时，而检测数据显示油品为新油。设备管理应该以按期换油为主，按质换油为辅，按质换油和按期换油相结合，在保证设备不受损坏的基础上利用先进的油品检测技术合理更换油品。

按期换油还是按质换油，要看具体是什么设备，如果是进口设备，例如卡特发电机、VOLVO发电机、寿力螺杆压缩机等，不仅要求使用其专用润滑油，而且规定了更换润滑油的时间，应该执行按期换油。对于非关键设备，俗话称粗设备，可以考虑按质换油。如并车箱，减速箱等设备可以考虑按质换油。

5 小结

综上所述，尽管油品检测技术基本能够快速准确地对油品进行检验，检测的结果数值和现场实际使用时间大部分吻合，但是也存在由于油品检测仪器出现故障，现场检测有时出现异常数据等情况，说明油品检测仪器检测的结果不能作为最科学的定论。进口等关键设备要求使用的都是专用油水，且按期换油；其他设备说明书主要也要求按期换油。因此，综合考虑现场实际，油品检测仪的情况，应该执行按期换油为主，油品检测仪应该作为现场对油品质量检测的辅助手段，检查和督促钻井队不能使用变质油品，尤其是关键设备。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.013

王汝华，毕业于长庆石油学院，工程师，E-mail:hualiam0188@163.com，地址：陕西省西安市未央路151号长庆大厦，710021。

2011-07-18）