油田用柴油发动机常见故障分析与维修分析

张世秋

摘要： 柴油发动机属于电气设备中的往复性动力机械，由于其在运行过程中，经常需要进行持续性作业，且需要在恶劣的开采环境中运行。因此经常会不定期的出现一些故障。本文将以油田用柴油发动机作为研究主题，简要阐述油田用柴油机的工作原理，分析柴油发动机常见故障以及成因，最后探讨油田用柴油发动机常见的故障诊断与相应的维修策略。

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.

关键词： 油田;柴油发动机;常见故障;维修

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

中图分类号：U262.11                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）04-0176-03

0  引言

随着我国油田开采领域的不断发展，柴油发动机在运行中所呈现出来的作用愈发重要。柴油发动机在实际运行过程中，由于其长期连续性作业，经常将会出现不同类型的故障，对于油田开采作业会产生非常严重的影响。油田用柴油机其自身结构相对比较繁杂，因此在运行中所出现的故障类型也相对比较复杂，相关技术人员需要结合柴油发动机的运行状况，对其进行详细诊断与分析，最终判断出该设备的故障成因并予以针对性的维修解决。

1  油田柴油机的运行原理

油田用柴油发动机也被称之为迪塞尔引擎，该发动机属于点火式的压缩发动机。在其实际运行中，主要的运行原理是热能与机械能之间的转换。通过柴油发动机中的气缸内部柴油的高温、高压膨胀，完成柴油机的顺利运行。任何一个类型的才有发动机在运行中都需要经过进气、压缩、做功、排气等几个工作环节。油田用的柴油发电机其主要由机体组、配气结构、曲柄连杆机构、进排气系统、冷却系统、润滑系统以及其他辅助系统构成。随着我国对电气设备的排放要求的转变，当前油田用柴油机在不断被研发的过程中，其运行性能与排放限制都得到了很大优化与完善，并且也在向着大型化，高速化，复杂化的方向上发展。在其实际运行中，通常会由于柴油发动机的运行故障，导致整套开采设备无法顺利运行。现阶段石油开采作业中所应用的柴油发动机由于型号的不同，其燃烧室的设计结构也存在一定差异，其中包括直喷式与分隔式两种。但随着柴油发动机的不断研发有优化，现阶段大部分领域所应用的柴油发动机都已经直喷化，该种结构的柴油发动机不仅具有节能的优势，同时也具有非常高的稳定性。而直喷式柴油发动机又分为浅坑型、O型、油膜燃烧型以及预燃型。

2  柴油发动机常见的故障及影响原因分析

为有效避免由于柴油发动机出现故障造成油田无法正常开采的现象，相关技术人员应结合油田企业所应用的柴油发动机型号，明确其常见的故障类型以及成因，并做好相应的维修维护措施，全面降低柴油机的故障发生概率与维修时间。柴油发动机在运行过程中，可能会发生不同类型的故障，且每种故障都会表现出不同的运行状态，如无法正常启动，运行功率异常，运行伴随强烈的振动或者发热现象等等。或者在运行过程中排出不正常的烟气等等，如白色，蓝色或者发黑的烟气。相关技术人员可根据柴油发动机所排出的烟气颜色确定柴油机的故障类型。除此之外，相关技术人员还可通过柴油发动机的运行声音判定发动机的故障，如排气声音，敲击声音，碰撞声音或者再運行过程中出现定期摩擦声等等，都是发动机出现故障的

预警。

在柴油发动机运行中，造成其出现故障的原因有多种，其主要分为以下几个方面：其一，由于相关操作人员没有按照相关操作标准开展，且由于长时间的习惯性错误，造成设备一直被错误操作，最终出现故障。其二，由于柴油发动机内部的构件之间安装不当，且柴油发动机内部的相关构件并没有经过系统的检查，便被安装上机，因此造成柴油发动机运行后，各个零部件无法承受柴油发动机运转所带来的工作负荷，长此以往造成发动机内部的零部件发生损坏。其三，相关技术人员没有对零部件进行定期维修与保养，且在日常对柴油发动机进行清洗与隐患排查的过程中，对柴油机中的各个构件并没有进行系统的清理，因此造成柴油发动机内部存在很多积炭或者污堵问题，因此造成发动机内部的零件出现磨损，造成设备无法正常运转。

3  柴油发动机常见的故障诊断和维修

在油田用柴油发动机运行过程中，相关技术人员可通过不同的检测方式，对发动机的运行状态故障类型进行系统性的检测，去直观诊断法，试探比较法，异响辨别法等方式对其进行综合诊断，最终在确定故障类别以后，对其进行针对性的维修与解决，保障设备的正常运行。

3.1 起动困难或无法起动以及维修策略

3.1.1 起动系统的故障

在柴油发动机运行过程中，如果发现柴油发动机中的马达与飞轮齿圈之间出现啮合不不规则的现象，也行将齿圈及时拆卸下来。并重新安装，使其能够保持正常的安装位置。如果在运行中发现发动机中的马达出现损坏现象，则应及时对其进行故障检测，如出现不可维修故障，需要马上更换一个全新的马达设备。还有一种起动系统的故障则是发动机启动管出现漏气，相关技术人员应当及时做好排查工作，一旦发现漏气应马上更换。如发现继电器无法顺利打开，则相关技术人员应当及时检查继电器，并在继电器周围涂抹相应的润滑油，保障继电器的运化性能。图1为油田用柴油发动机的启动故障诊断流程。

3.1.2 进排气系统的故障

柴油机的排气系统主要包括空气滤清器、气门、排气门、气缸、活塞环等等。在柴油发动机运行中，其常见故障有以下几点：其一，空气滤清器被堵塞。发生该种情况以后，相关维修人员需立即对该构件进行疏通与清理，保障该构件能够顺利运行。其二，进、排气门或活塞环出现漏气现象，导致发动机压力不足。发生该故障以后，技术人员应及时对出现故障的构件进行及时更换。其三，防爆装置碟门打不开。出现该种故障的主要原因是柴油机排气管在运行中被异物堵塞。这时相关技术人员需要对整个排气管道进行彻底清洗，保障防爆碟门能够在设备运行中顺利开启。

3.1.3 燃油供给系统工作不正常

如果柴油在运行过程中，出现空气滤清器的旋转阀门无法顺利打开或者出现堵塞，那么相关技术人员则需对供油器进行系统的检查，如果该设备出现损坏或者被灰尘堵住的现象，则应及时维修或者清洗。与此同时，相关技术人员应严格按照相应的操作标准对柴油机进行操作，如在操作过程中发生为开启燃油节流阀，则会造成燃油系统出现异常，导致其无法正常运转，此时应及时打开燃油节流阀。并且柴油发动机在运行过程中，所应用的燃油牌号也会影响其正常运行，相关技术人员应按照该设备的规定牌号补充燃油，保障其顺利进行。

3.1.4 使用、维修和保养不恰当

如果柴油发动机在运行过程中出现机身温度过低时，则会造成柴油发动机运行效率降低，严重者则会停止运行。发生该种问题的主要原因是由于相关维修人员对柴油发动机操作不当或者没有对其进行定期维修与保养等等。面对这一现状，相关维修人员首先应运用热水对发动机进行暖机，保障其能够顺利运转。并在发动机停止作业以后。将设备中的喷油器以及残留的积碳进行及时清洗与处理，保障柴油发动机顺利运行。

3.2 曲轴总成组件修理

柴油发动机作为油田开采过程中一个非常重要的设备之一，相关维修人员需要对其进行定期保养与修理。在此环节中，维修保养人员首先应运用磁力探伤的方式，检查柴油发动机中曲轴的各个部位。进而确定该设备内部的曲轴轴向窜动量是否处于标准区间值之内，如果超出正常值，则应及时将设备中的止推轴承进行更换，并对设备内部的曲轴止推面进行修磨。其次，在维修保养过程汇总，如果发现设备中的轴承出现严重的磨损现象，必要时可更换一个全新的轴承。且在此过程中应对设备内部的止推轴颈、主轴颈的外观进行及时查看，如发现这些构件的外表出现比较严重的烧伤、划痕等现象，影响发动机的正常运转，则需要及时对被损伤构件进行修磨处理，保障这类构件的光滑度。且修磨方向应与曲轴的旋转方向保持一致。

另一方面，随着柴油发动机的工作年限不断正常，其内部很多构件都会出现老化或者磨损现象，其中比较常见的构件老化现象为减震器橡胶老化，相关维修人员在对其进行日常保养维修时，应重点关注该构件，如果发现该构件出现老化，则应立即更换。且如果在日常维修保养过程中，还需观察设备内部安装的看减震器的惯性轮与其所在轮轴之间的空间位置是否对称，如果两个构件之间的对正刻度线发生较大程度地偏移，则需要立即對其进行更换。在所有构件更换完毕以后。相关技术人员需要将主轴承盖进行安装。在此技术人员需对其拧紧3次，保障该构件的拧紧力矩达180N*m。在该构件安装之前，相关维修人员还需将润滑油涂抹至构件上，且保障安装面周围的干净与整洁，运用绸布对该构件进行清理以后方可安装。

3.3 气缸套修理

在柴油机出现故障以后，相关维修人员应对柴油机的气缸套进行详细检查。首先是外部检查，维修人员需要将该构件表面的污垢进行清理以后，运用相应的探伤设备，都该构件的底部、凸缘下方、密封环槽等部位进行诊断。如果发现该设备中的某一构件已经出现细小的裂缝，则需及时更换全新的构件。在此基础上，还需检查柴油发动机气缸套随着应用时间的不断正常，是否出现被腐蚀的情况，如在该构件的表面发现穴蚀针孔以后，则相关技术人员需要确定穴蚀针孔的深度，如果该深度已经达到了0.15cm以上，则需及时对该构件进行换新处理。另一方面。在对气缸套的内表面进行维修保养的过程中，如果发现其内表面存在非常严重的划痕，则相关技术人员需要及时对划痕的严重情况进行判定，如果发现划痕比较深，也应更换全新的气缸套。

在检查完气缸套表面的磨损情况以后，如果发现该气缸套已经无法继续使用，相关维修人员需要安装全新的气缸套。在此环节中，维修人员在该构件安装之前，首先需要将其放置在零下20摄氏度的环境下对该构件进行冷却处理，且冷却完成以后，还需要对气缸套表面上涂抹一层专用胶，全面提升整个气缸套的抗腐蚀能力与抗高温能力。在对气缸套做好安装之前的处理以后，方可将该设备缓缓安装在气缸孔中。在将气缸套缓慢压入以后，相关维修人员应运用专业的工具对其进行适当的敲打处理，保障气缸套与气缸孔之间能够严密接触。且在安装完毕以后。维修人员需要将柴油发动机中的内控镗移动到102mm为位置，并将气缸体顶端的部分进行及时清除，保障其与缸体顶面的水平保持一致。

3.4 发动机排烟异常以及修理方法

柴油发动机在运行过程中，如果发动机排出黑色的烟，通常表示其运转出现异常，相关维修人员需及时停止设备运行，检查发动机故障类型并做好相应的维修作业。通常来说，导致发动机排放黑烟的原因主要有以下两个几个因素：①柴油发动机的排气系统发生异常。在设备运行中进气道与空气滤清器之间互相影响，进而产生黑烟。发生这种情况以后，需对相关设备进行及时清洗，并及时对设备内部的消音器进行故障排查。②柴油发动机中的燃油系统存在异常，管道或者喷油器发生堵塞现象都可能会使设备运行中出现黑烟。

另一方面，如果柴油发动机排放白色的烟雾，则意味着发动机设备中的中冷器在运行中出现漏水现象，并且漏出的水渗透到了气缸内部，在设备运行时，启气缸内部的温度会急剧升高，水则会呈水蒸气的形态排出发动机，进而造成其出现白烟现象。在此过程中，相关维修人员首先需要检查冷却器的温度，以及燃油中是否存在积水。如发现冷却器温度异常或者燃油内含水量较多，则需及时对柴油发动机进行暖机或者更换燃油型号。与此同时，柴油发动机还会出现排放蓝色烟雾的现象。发生这类情况通常是由于发动机内部的油液面过高。或者气缸内部的压力过大造成。因此，相关维修人员需及时将超量的机油及时排出，并设备内部破损的构件。

3.5 发动机不正常振动

柴油发动机如果出现震动剧烈的现象，通常是由于该设备中的减震器出现故障，维修人员需及时对其进行检查，在发现具体问题以后决定对其维修或者更换全新的减震器。另一方面，柴油机在运行中如果出现被驱动件的原因，造成柴油机在作业中出现偏离现象，则需要维修人员对该设备进行拆装，并做好螺丝的紧固工作。如果柴油发动机在安装以后，其下方的底盘缺乏一定的刚性，那么维修人员需要及时对该设备进行加固处理，保障其运行的稳定性。

3.6 发动机发出异常的声响

柴油发动机在运行中如果出现异响，可能会由多种因素导致。在其运行中，如果是柴油机燃烧过程中发出的敲击声音，那么通常会由以下几种因素造成：①供油提前角异常。供油提前角出现异常会为整个设备带来非常大的喷油压力，维修人员需要根据设备的实际运转情况对其进行及时调整。②柴油发动机超负荷工作。维修人员需找到其超负荷工作的原因，如果发现设备中的喷油器与气门之间的位置出现偏差，则需要及时进行维修调整。

另一方面，如果柴油发动机出现敲击机械的声音，相关维修人员也需要对整个设备进行及时检修与调整。在此过程中，维修人员可从以下几个方面检查出现异响的原因：①排查进排气门。如果两个构件之间存在一定的间隙，那么则需要及时调整两个构件的位置，保障其在作业中不会发生碰撞或者共振的现象。②检查活塞环是否出现断裂现象。如活塞环出现断裂现象，会造成整个设备发出异响，并且如果没有及时进行修理。那么将会造成大故障的发生，因此，相关维修人员需要及时对该构件进行查看，如果在查看中发现该构件没有断裂，但发生了比较严重的磨损，也许立即更换全新的活塞环。③气缸内进入异物。这也是设备出现异响的重要因素之一。相关维修人员应及时将气缸中的异物取出，降低设备出现异响的几率。

4  结束语

綜上所述，随着近年来我国整体经济的飞速发展，现阶段我国石油行业也在向着机械化、信息化的方向上顺利发展。在此背景下，柴油发动机作为石油开采作业中不可或缺的重要机械设备之一。相关技术人员应在日常对该设备进行管理与维护的过程中，明确该设备在运行中常见的几种故障类型，并全面了解不同故障的维修方法，保障该设备在出现故障以后能够第一时间得到针对性维修，保障其作业效率与作业质量。

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