我国钻井机械故障诊断技术分析

赵春景

【摘 要】随着我国石油能源的生产规模的日益扩大，钻井机械的运行强度也日益增长。从而导致钻井机械在长期不间断的运行过程中很容易出现故障问题。如果不能及时并且高效解决故障问题，那么石油的生产效率就会大大降低，还会导致石油工人的岗位工作困难。针对加强钻井机械的故障诊断，以此确保石油能源的生产顺利，本文做简单介绍。

【关键词】钻井机械；故障诊断；技术分析；石油

一、关于石油钻井机械故障产生的原因简析

随着石油能源生产技术的深入发展，许多新型机械和大型机械都被应用于石油生产活动中，但是在石油能源的生产过程中常常会出现钻井机械故障问题，导致石油生产作业无法顺利进行，这对于生产企业的持续发展是极其不利的，为此就必须要详细了解钻井机械的故障产生原因，以便能够根据实际情况进行钻井机械的故障诊断。而钻井机械的故障产生原因较为复杂，其主要的故障产生原因包括有人为不当操作、勘探环境的不利影响、钻井机械的材料质量不达标、自然环境的不利影响以及钻井机械的维护不良，这些问题都是直接导致钻井机械出现故障问题的重要因素，对此就要采取有效的故障诊断技术促进钻井机械的正常运行，以此保证石油的生产效率。

二、钻井机械故障包括的诊断技术介绍

第一，小波变换技术及傅里叶变换技术。小波变换技术和傅里叶变换技术的应用方向主要是针对钻井机械的震动信号进行研究和分析。其中小波变换技术能够有效解决钻井机械震动信号的频率改变缺点，并通过平移和伸缩针对钻井机械震动信号进行多方位的深入分析，以此找出某个故障问题的特征，从而准确发现钻井机械的故障位置，以此提高钻井机械的维修效率。而傅里叶变换技术是一项从时域至频率的转化工具，这项技术能够使一定条件下的函数转换成三角函数线性组合，使钻井机械振动信号的波形分解成各种频率正弦波的叠加，以此了解钻井机械振动信号中的频谱特征，从而实现钻井机械的故障诊断分析。

第二，旋转机械故障诊断技术。随着钻井机械故障诊断技术的深入发展，许多故障诊断技术都完成了融合运用的创新过程，使得钻井机械的故障工作得到了更好的技术支撑。而旋转机械故障诊断技术就是将振动频率和神经网络作为主体，并通过非线性原理、信号处理技术以及传感技术融合形成的一项新型技术。在旋轉机械故障诊断技术的应用过程中，工作人员能够利用该技术对故障问题作出有效判断，并详细了解神经网络的隐层和数目，而相关人员也可以通过这项技术构建一个智能化的故障诊断系统，并利用相关的知识理论实现自动化的故障诊断功能，不仅能够有效降低钻井机械的故障诊断难度，也能够有效减少钻井机械故障诊断所需的人力资源，在一些大型设备的故障诊断工作中更能体现出其应用价值。

第三，共振解调技术及全息谱分析技术。在钻井作业的过程中，由于钻井现场的环境较为恶劣，导致钻井机械在作业过程中很容易出现故障问题，其中主要问题就是钻井泵轴的故障，这种时候就可以考虑采用共振解调技术进行故障检测。而全息谱技术主要是针对回转机械的故障问题进行新型谱分析，以此进行综合分析诊断信息，其中也包括有三维全息谱及三维全息谱，一般全息谱技术都需要将多传感器信息集成作为重要基础，融合多组信息通过机组振动信号中的频率和幅值完成频谱轴心轨迹的绘制，从而实现频谱的诊断分析。

三、关于钻井机械故障问题的防范措施介绍

钻井机械故障的防范措施，要从多角度出发。首先是钻井机械的维护保养。钻井机械的故障问题不仅会影响到石油的生产效率，给生产企业造成较高的经济损失，在很大程度上也会威胁到生产队伍的人身安全，一旦钻井机械运行过程中出现故障问题，再去进行故障诊断就已经失去实际意义，极其不利于生产企业的健康发展，为此就必须要做好相应的防范措施，不仅能够促进石油的生产顺利，也能够给钻井机械的故障诊断带来一定便利条件。首先，工作人员应加强钻井机械的日常保养工作，在钻井机械的运行状态下检查机械是否存在性能问题，并根据钻井机械的规定要求定期进行润油和加油工作。同时，钻井机械的操作具有一定的风险性和严格性，操作人员应遵守操作规程，一旦发现钻井机械存在故障问题就要及时检查，避免钻井机械的故障问题进一步恶化。其次，工作人员应定期检查各种钻井机械的磨损情况，并针对磨损程度进行详细记录，以便能够在磨损情况较严重的时候采取相应措施，或是进行修复修理工作，或是进行零部件更换工作，从而有效减少钻井机械的故障问题。此外，在钻井机械的日常使用结束之后，工作人员应做好机械的清理工作和检查工作，对于油杯、油孔以及油线等重要部位应制定一周一次的清洁工作，并针对机械的日常运行情况进行记录，有利于钻井机械故障问题的观察和发现。其次是，提高工作人员的检修维修水平。工作人员应提高钻井机械的检测维修水平，不仅要具备良好的专业知识和技术能力，也要养成良好的工作总结习惯，以便能够针对钻井机械的各种故障问题进行深入研究，将其作为参考依据制定科学合理的防范措施，相应的也可以为钻井机械的故障诊断提供信息依据。在实际的维修过程中，技术人员应坚持质量第一，即使是细节方面的质量问题也要及时解决，避免影响到钻井机械的整体情况。同时，技术人员也要确保钻井机械的零件更换质量，严格检查各种零件的质量基础，避免不符合质量标准和伪劣的零件使用到机械维修中，全面提高钻井机械的维修质量。此外，为确保钻井机械故障诊断的有效进行，也要合理投入资金，积极展开培训活动，具体的培训内容应根据不同的钻井机械故障问题、故障原因以及故障诊断方式进行综合考虑，尽可能确保培训内容具有针对性、准确性及完整性，以此不断提高故障诊断人员的工作能力和工作素质，使故障诊断人员能够详细了解钻井作业的施工工艺、钻井机械的诊断技术以及新型诊断技术的应用，从多方面促进钻井作业的顺利进行。

四、总结

由于钻井机械的故障问题频频发生，为保证钻井作业的顺利进行，促进石油的生产顺利，相关工作人员应积极掌握共振解调技术、全息谱分析技术、旋转机械故障诊断技术、小波变换技术以及傅里叶变换技术等各种故障诊断技术，从而有效促进钻井机械故障诊断工作的顺利进行。

【参考文献】

[1]雷宇.石油钻井机械设备管理和维护浅谈[J].化学工程与装备，2019（02）：158-159.

[2]王存和.石油钻井机械设备现场管理质量控制[J].化工设计通讯，2019，45（01）：246.

[3]杨士雄.石油钻井机械性能失效研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（24）：30-31.

[4]郑茂华.石油钻井机械设备管理与保养维护[J].石化技术，2018，25（11）：318.

[5]杨旬.浅谈石油钻井机械设备管理与保养维护[J].中国设备工程，2018（19）：50-51.