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摘要： 随着钻井生产规模的不断扩大，对钻井装备的要求也越来越高。钻井装备使用的有效性、合理性、机修时率及使用寿命等因素直接制约着钻井生产的连续性。设备的正常使用可以通过及时保养、定期检查加以控制，而产生故障后，第一时间对故障机组进行判断是及时准确恢复故障机组的基础。
关键词： 柴油机组；故障现象与原因；故障判别方法
中图分类号：TE9文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0110136－01
1 概述
随着国内钻井生产规模的不断扩大，钻井装备的重要性也越来越受到各级生产部门的关注。柴油机作为钻井生产的主要动力输出保障装备，其工作效率及使用效果成为制约钻井成产的主要因素之一。柴油机组出现故障问题，如何在第一时间内判断故障产生的原因，是处理解决柴油机故障问题的先决条件，直接决定了柴油机修理时效及成本。本文仅对钻井用柴油机组故障现象、原因及判别方法作出详细整理总结。
2 柴油机故障现象和原因
2.1 柴油机故障现象
1）声音异常。如出现不正常的敲击声、放炮声、吹嘘声。2）动作异常。如出现柴油机起动困难，拖不动负荷，工作时出现强烈振动等。3）外观异常。如出现柴油机冒黑烟、蓝烟或白烟现象，有漏油、漏水或漏气现象等。4）温度异常。如机油和冷却水温度太高，排气温度过高，轴承过热等。5）压力异常。如机油压力过低，气缸内压缩压力降低等。6）气味异常。如出现有焦味、烟味等不正常的气味。
2.2 产生故障的原因
2.2.1 违章操作
沿用一些错误的习惯做法进行操作，从而破坏了柴油机正常的工作条件，使零部件遭到损坏，引起柴油机故障。常见的操作错误有：
1）新机或大修后的柴油机，不经过充分的磨合运行，而直接带高负荷使用，造成零件严重磨损，甚至出现拉缸或活塞卡住等严重事故。2）冷车起动后，不经过暖车运行，而直接带高负荷运行，造成零件严重磨损，引起柴油机故障。3）机油量不足，使柴油机润滑条件恶化，造成零件严重磨损，甚至使零件表发生烧损现象。4）冷却水量不足，是受热零件温度过高而烧损。在运行中发生断水现象后，又直接加入冷水，使受热零件产生严重变形或出现裂纹现象。5）运转中机油和冷却水温度过低，或油温过高、油压过低，加快零件磨损。6）长时间超负荷、超转速运行，或导致发生飞车事故，造成零件严重磨损与损坏。7）长时间怠速运转，使柴油机工作性能恶化。8）带负荷进行停车，使受热零件造成配合破坏或出现骤冷裂纹。9）高速运转中使用防爆装置进行停车，使配气机构零件（如气门弹簧）损坏。10）用柴油机带动柴油机起动，俗称“车带车”，造成柴油机起动时，轴瓦与曲轴之间无润滑，使轴瓦表面磨损加剧，影响柴油机寿命。
2.2.2 使用维护保养不良
1）不及时地添加机油和定期更换机油，造成机油量不足或机油污染变质而丧失润滑性能。不及时清洗机油滤清器，造成机油流通阻力增加，甚至堵塞，使润滑条件恶化，引起零件严重磨损。2）不按时清洗燃油滤清器和燃油箱，造成燃油系统堵塞，供油量不足，使柴油机工作无力。同时还会使大量杂质进入各精密偶件内，破坏其正常工作。3）不按时清理空气滤清器，使滤清效果降低，空气流通阻力增大，进气量减少，造成柴油机工作无力，并引起气缸等零件严重磨损。并引起增压器漏油。4）在环境温度较低时，柴油机停车后没有放净冷却水，以致冻坏有关零件。冷却系统没有按时清洗，使零件内部水垢、污物积覆严重，造成冷却不良，使零件过热损坏。5）不按时检查和调整气门间隙，因间隙过大，造成配气机构加速磨损和气门弹簧断裂等事故。6）喷油器不定期校对，喷油压力低或油头堵塞，使柴油机声音异常，功率不足，堵塞严重时使机油变稀，造成机油压力降低。7）不按时检查和调整供油提前角。供油提前角的大小，对柴油机的工作性能影响很大。如供油提前角过大，柴油机工作粗暴，而且怠速不良，起动困难；供油提前角过小，则使柴油机油耗增加，排温升高，易发生胶化，甚至使活塞烧坏。
2.2.3 柴油机装配和调整错误
1）活塞与气缸套配合间隙不符合规定要求，活塞环上下位置装倒，环开口位置没有交错安装等，造成气缸漏气和窜油现象。2）主轴承或连杆轴承没有按照装配位置标记安装，使位置颠倒或错换，配合间隙及扭紧力矩不符合规定要求，造成严重磨损或烧瓦事故。3）定时齿轮没有按装配位置标记进行装配，使齿轮啮合关系错误，以致造成活塞与气门发生碰撞。供油时间不正确，使燃烧恶化，功率不足，排烟大，起动困难，甚至根本不能起动。4）气门间隙不符合规定要求，造成气门关闭不严，引起气门等零件烧损，或加速配气机构零件的磨损。5）供油提前角不正确，各缸供油间隔和供油量不均匀，使柴油机运转不稳定，燃烧情况恶化。6）各系统中压力调节装置调整不正确，如机油压力调节阀、欠压自动停车装置、超速安全装置、使系统工作不正常，造成柴油机工作失误。7）在现场使用中柴油机和万向节连接不同，造成柴油机强烈的振动。
3 柴油机故障的判别步骤和方法
3.1 弄清故障现象
1）在故障发生之前出现过哪些症状？2）在这之前进行过哪些修理和保养工作？3）以前是否出现过类似故障？
3.2 判断故障发生部位
异常声响判断法。用一根细长的金属棒或长螺丝刀，将尖端触到被检查部位表面，另一端贴近耳旁，可较清晰地监听到异常声响产生的部位、声响大小和性质。不同部位所发出的声响往往不同，如主轴承间隙过大时，发出冲击作用时的声响是沉重而发闷，而气门碰活塞的声响是清脆的。
部分停止法。经分析怀疑故障是由某一工作部位所引起时，可使该部分局部停止工作，观察故障现象是否消失，从而可断定故障发生部位。
比较法。根据故障分析，怀疑为某部件或零件所造成的。此时可将该零件更换一合格新件，然后比较更换零件前后柴油机工作状况是否有变化，从而找出故障的原因。
试探法。用改变局部范围内的技术状况，观察其对柴油机工作性能的影响，以判断故障原因。
3.3 故障检查
故障检查的一般程序是：先易后难，由表及里，从简到繁，按系分段，有顺序有步骤地进行检查、分析判断。
3.4 找出并消除故障的基本原因
在故障的部位确定后，除应采取措施进行修复，使其恢复正常工作外，还要将故障的基本原因找出并加以消除，以免今后重复发生相同的故障。
作者简介：
马勇（1981-），男，新疆克拉玛依市，本科，研究方向：石油钻井设备。
关键词： 柴油机组；故障现象与原因；故障判别方法
中图分类号：TE9文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0110136－01
1 概述
随着国内钻井生产规模的不断扩大，钻井装备的重要性也越来越受到各级生产部门的关注。柴油机作为钻井生产的主要动力输出保障装备，其工作效率及使用效果成为制约钻井成产的主要因素之一。柴油机组出现故障问题，如何在第一时间内判断故障产生的原因，是处理解决柴油机故障问题的先决条件，直接决定了柴油机修理时效及成本。本文仅对钻井用柴油机组故障现象、原因及判别方法作出详细整理总结。
2 柴油机故障现象和原因
2.1 柴油机故障现象
1）声音异常。如出现不正常的敲击声、放炮声、吹嘘声。2）动作异常。如出现柴油机起动困难，拖不动负荷，工作时出现强烈振动等。3）外观异常。如出现柴油机冒黑烟、蓝烟或白烟现象，有漏油、漏水或漏气现象等。4）温度异常。如机油和冷却水温度太高，排气温度过高，轴承过热等。5）压力异常。如机油压力过低，气缸内压缩压力降低等。6）气味异常。如出现有焦味、烟味等不正常的气味。
2.2 产生故障的原因
2.2.1 违章操作
沿用一些错误的习惯做法进行操作，从而破坏了柴油机正常的工作条件，使零部件遭到损坏，引起柴油机故障。常见的操作错误有：
1）新机或大修后的柴油机，不经过充分的磨合运行，而直接带高负荷使用，造成零件严重磨损，甚至出现拉缸或活塞卡住等严重事故。2）冷车起动后，不经过暖车运行，而直接带高负荷运行，造成零件严重磨损，引起柴油机故障。3）机油量不足，使柴油机润滑条件恶化，造成零件严重磨损，甚至使零件表发生烧损现象。4）冷却水量不足，是受热零件温度过高而烧损。在运行中发生断水现象后，又直接加入冷水，使受热零件产生严重变形或出现裂纹现象。5）运转中机油和冷却水温度过低，或油温过高、油压过低，加快零件磨损。6）长时间超负荷、超转速运行，或导致发生飞车事故，造成零件严重磨损与损坏。7）长时间怠速运转，使柴油机工作性能恶化。8）带负荷进行停车，使受热零件造成配合破坏或出现骤冷裂纹。9）高速运转中使用防爆装置进行停车，使配气机构零件（如气门弹簧）损坏。10）用柴油机带动柴油机起动，俗称“车带车”，造成柴油机起动时，轴瓦与曲轴之间无润滑，使轴瓦表面磨损加剧，影响柴油机寿命。
2.2.2 使用维护保养不良
1）不及时地添加机油和定期更换机油，造成机油量不足或机油污染变质而丧失润滑性能。不及时清洗机油滤清器，造成机油流通阻力增加，甚至堵塞，使润滑条件恶化，引起零件严重磨损。2）不按时清洗燃油滤清器和燃油箱，造成燃油系统堵塞，供油量不足，使柴油机工作无力。同时还会使大量杂质进入各精密偶件内，破坏其正常工作。3）不按时清理空气滤清器，使滤清效果降低，空气流通阻力增大，进气量减少，造成柴油机工作无力，并引起气缸等零件严重磨损。并引起增压器漏油。4）在环境温度较低时，柴油机停车后没有放净冷却水，以致冻坏有关零件。冷却系统没有按时清洗，使零件内部水垢、污物积覆严重，造成冷却不良，使零件过热损坏。5）不按时检查和调整气门间隙，因间隙过大，造成配气机构加速磨损和气门弹簧断裂等事故。6）喷油器不定期校对，喷油压力低或油头堵塞，使柴油机声音异常，功率不足，堵塞严重时使机油变稀，造成机油压力降低。7）不按时检查和调整供油提前角。供油提前角的大小，对柴油机的工作性能影响很大。如供油提前角过大，柴油机工作粗暴，而且怠速不良，起动困难；供油提前角过小，则使柴油机油耗增加，排温升高，易发生胶化，甚至使活塞烧坏。
2.2.3 柴油机装配和调整错误
1）活塞与气缸套配合间隙不符合规定要求，活塞环上下位置装倒，环开口位置没有交错安装等，造成气缸漏气和窜油现象。2）主轴承或连杆轴承没有按照装配位置标记安装，使位置颠倒或错换，配合间隙及扭紧力矩不符合规定要求，造成严重磨损或烧瓦事故。3）定时齿轮没有按装配位置标记进行装配，使齿轮啮合关系错误，以致造成活塞与气门发生碰撞。供油时间不正确，使燃烧恶化，功率不足，排烟大，起动困难，甚至根本不能起动。4）气门间隙不符合规定要求，造成气门关闭不严，引起气门等零件烧损，或加速配气机构零件的磨损。5）供油提前角不正确，各缸供油间隔和供油量不均匀，使柴油机运转不稳定，燃烧情况恶化。6）各系统中压力调节装置调整不正确，如机油压力调节阀、欠压自动停车装置、超速安全装置、使系统工作不正常，造成柴油机工作失误。7）在现场使用中柴油机和万向节连接不同，造成柴油机强烈的振动。
3 柴油机故障的判别步骤和方法
3.1 弄清故障现象
1）在故障发生之前出现过哪些症状？2）在这之前进行过哪些修理和保养工作？3）以前是否出现过类似故障？
3.2 判断故障发生部位
异常声响判断法。用一根细长的金属棒或长螺丝刀，将尖端触到被检查部位表面，另一端贴近耳旁，可较清晰地监听到异常声响产生的部位、声响大小和性质。不同部位所发出的声响往往不同，如主轴承间隙过大时，发出冲击作用时的声响是沉重而发闷，而气门碰活塞的声响是清脆的。
部分停止法。经分析怀疑故障是由某一工作部位所引起时，可使该部分局部停止工作，观察故障现象是否消失，从而可断定故障发生部位。
比较法。根据故障分析，怀疑为某部件或零件所造成的。此时可将该零件更换一合格新件，然后比较更换零件前后柴油机工作状况是否有变化，从而找出故障的原因。
试探法。用改变局部范围内的技术状况，观察其对柴油机工作性能的影响，以判断故障原因。
3.3 故障检查
故障检查的一般程序是：先易后难，由表及里，从简到繁，按系分段，有顺序有步骤地进行检查、分析判断。
3.4 找出并消除故障的基本原因
在故障的部位确定后，除应采取措施进行修复，使其恢复正常工作外，还要将故障的基本原因找出并加以消除，以免今后重复发生相同的故障。
作者简介：
马勇（1981-），男，新疆克拉玛依市，本科，研究方向：石油钻井设备。