油田机械设备状态监测与故障诊断技术分析

吴景昆

（大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江 大庆 163513）

基于油田生产需求量的不断提高，若仅通过对油田机械设备既有功能的运用开展生产作业，很难与生产需求相适应。要想确保设备安全性能作用的发挥，不断优化油田机械设备的耐用性，避免易燃易爆问题的发生，必须要实现油田机械设备的优化发展。为此，在油田生产环境下，必须对油田机械设备功能加以优化，定期安排专业工作人员监测并诊断机械设备故障十分必要，尽量节省维修费用，创造可观的经济效益。由此可见，深入研究并分析油田机械设备状态监测与锁开关，取下电磁驱动器，拔出电磁驱动器保险销，按下手动启动按钮，试验电磁铁联动铁心是否动作。同时观察相关动作信号及联动设施是否正常。故障诊断技术具有一定的现实意义。

1 油田机械设备状态监测技术研究

1.1 声发射监测技术的应用

目前阶段，声发射监测技术应用的范围主要体现于油田生产过程中，在石油平台、管道以及压力容器监测方面，科学评价处理监测结果的完整程度。当前，国内已经有很多油田实施了压力容器检验工作，对现代化大型声发射监测仪器合理应用，能够使声发射监控质量不断提高。通过对声发射监测技术的合理应用，能够对既有故障运行压力容器发生爆炸事件的几率加以控制，全面优化压力容器的运行安全性与稳定性。在此基础上，在运用声发射监测技术的过程中，也使得压力容器检验的周期明显缩短，并创造更为可观的油田生产效益。

1.2 噪声监控技术的应用

在监测油田机械设备的过程中，对噪声监测技术进行合理运用，将注水泵站的高压电机与通井机等相关设备的运行状态加以监测。面对不同的油田生产环境，所应用的噪声监测技术也有明显差异。如果选择实验室开展噪声检测实验，所选用的检测仪器应尽量具有较高的精密程度。若处于油田工作现场，要想更好地实现作业目标，要选用便携式的测量设备。针对稳态的环境，需要选择使用普通的声级器。如果是相反的环境，要想保证监测工作的质量，应选用积分升级器，针对噪声统计参量进行有效地测量。对于非稳态生产现场，因其监测的面积相对广泛，所以要合理添加声级器与不同通道数据处理装置。

1.3 振动监测技术的应用

所谓的振动监测技术，具体指的就是借助设备检测震动参数以及特征，系统检测设备的运行状态，是一种现代化的检测技术。一般来讲，当设备振动信号对其运行状态与信息加以显示的过程中，也是反应故障设备特征的主要承载，能够对油田机械设备加以全面化监测。通常情况下，振动监测技术的重要参数就是振幅，而表现的形式集中体现为3 种，即位移、速度与加速度。其中，位移就是振动快慢的变化，而速度就是振动快慢，加速度则为振动快慢的变化[2]。

但需要注意的是，故障类型不同，其监测工作参数也存在明显差异。如果振动的频率每分钟不超过600 转，就可以断定为刚性破坏，将位移作为监测工作重点。如果振动的频率每分钟控制在600 ～1200 转之间，即可断定为疲劳性破坏，将速度作为监测工作的重点。如果振动的频率每分钟超过12000 转，即可断定为惯性力破坏，将加速度作为监测工作的重点。

2 油田机械设备故障诊断技术研究

在油田机械设备故障诊断的过程中，最常见的诊断技术就是油液分析技术与无损探伤技术。

2.1 油液分析技术的应用

所谓的油液分析技术，涵盖了气相色谱分析技术、光谱分析技术、机械设备润滑油理化指标测试技术与铁谱分析技术等等。而油液分析技术在实际应用过程中，则将监测对象选择为油田机械设备润滑系统、齿轮箱与电力变压器等等。目前阶段，国内在研究开发油液分析技术方面，以油液监测智能诊断系统、线油液分析和磨粒自动甄别技术的应用价值为主。特别是在应用线油液分析技术的过程中，强调监测油田机械设备运行的态势，能够长时间地监测。而对于磨粒自动甄别技术而言，则是以既有铁谱分析技术的应用为重要基础，通过优化与整合，结合磨粒识别的特征准确记录磨粒形态，构建特征参数的体系数据库。而在识别期间，对磨粒特征量加以利用，即可获取最终的诊断分析结果。所谓油液监测智能诊断系统，就是对既有油液分析技术加以利用，在智能化处理的基础上，对全新技术加以整合。而此技术研发的最初目标就是油液本身信息量十分复杂，为不断优化监测工作的质量与效率，应当将智能化信息处理手段的辅助价值发挥出来。只有这样，才能够使监测速度不断提高，进一步增强监测工作的质量。

2.2 无损探伤技术的应用

对于油田生产企业而言，无损探伤技术是十分关键的机械设备监测技术，且实际运用范围体现为大型储罐设备、石油化工装置、长输管道等多个方面。一般情况下，无损检测含有以下几方面监测技术：

超声检测故障诊断技术。在超声探伤方面，需要借助超声波和试件互相作用，有效地达到检测目标。随后，深入研究并分析反射、散射波与透射，在宏观层面诊断油田构件存在的故障。此外，超声检测故障诊断技术的应用，只能够以特定的应用性能做出评价，因而需在实践应用中给予高度重视。

射线检测故障诊断技术。一般来讲，监测金属构件故障的过程中，也可以对射线探伤技术加以利用。在检测金属设备针孔、气孔与裂纹等缺陷的同时，能够使金属构件价值得以提高。另外，射线检测故障诊断技术也可以应用于检测非金属构件方面，效果也十分明显。

磁粉探伤故障诊断技术。在实际应用磁粉探伤故障诊断技术的过程中，需针对钢铁类制品表面和近表面的缺陷磁导几率、标准钢铁类制品的磁导率进行比较分析，以达到诊断故障的目标。在故障点磁化的基础上，材料当中没有连续位置磁场即可发生畸变，进而在部分磁通的泄露位置形成露磁场，并对铁粉进行更新，进而在光照的情况下，就能够在短时间内确定故障点，贯彻落实后期维修工作。

3 结语

综上所述，以上针对油田机械设备的状态检测技术与故障诊断技术展开了系统化分析与研究，并且了解到，要想规避既有油田机械设备故障的发生，全面提高油田的产量，最关键的就是要对机械设备实施定期检测，以保证设备处于正常的运行状态。只有这样，才能够在短时间范围内，对油田机械设备生产的故障加以解决，使得油田生产工作设备得到有效维护，不断提高设备维护工作的效率，创造可观的企业经济效益。