油田采油机械设备状态监测及故障诊断技术分析

油田采油机械设备状态监测及故障诊断
技术分析
摘要：随着油田开采量的增加，采油机械设备的需求量也不断加大，采油机
械设备不仅要拥有先进的技术，还要使机器在运作过程中经受各种恶劣环境的考验，比如高温、高压、易燃易爆等。

一旦发现机械有故障问题要马上进行处理，
才能使采油机械设备的外在问题与隐藏问题得到预防与整治，节约大量在维修上
的成本。

关键词：采油机械设备；油液分析；振动监测
1油田采油机械设备状态监测技术
1.1监测噪声技术在采油机械设备中的应用
油田分布位置不均，所在地周围环境也不尽相同，噪声监测技术在实际应用
中就要根据油田位置、周边环境作出相应调整，确保技术准确监测，例如，监测
实验室中的采油机械设备，则使用精度极高的噪声监测设备，保证机械设备得到
精准的监测，分析得出的数据结果误差小、准度高。

而在较为安静，噪音较小，
对监测设备影响基本没有的环境下，使用普通的声级器监测。

现场环境恶劣、紊乱、极其不稳定的时候，监测设备采用升级版的积分声级器，用来对抗糟糕环境，准确对各项噪音数据进行监测分析，确保监测的质量，掌握机械运转状态。

因为
油田通常分布在荒无人烟的环境中，分布范围大、环境恶劣、声音环境不稳定、
因此对声级器等监测设备的要求有所提高，升级器等监测设备要有多条处理数据
信息的通道网络，并且多条通道网络处理装置的配比安排要完美合理。

1.2声发射监测技术在采油机械设备中的应用
在现如今我国应用的监测技术中，声发射技术应用广泛，声发射技术由于其
技术特点，对于监测机器内部各处的压力情况有着天然优势，现如今相关研究部
门和各大石油企业对购进大型声发射仪器并进行压力试验的准备工作尤其重视，
我国在声发射技术上也取得了重大进步，因为企业和相关部门对于声发射技术的
大力开发，声发射技术的监测成本随之下降。

而且在应用声发射技术对机器进行
压力监测时所用的时间极短，对于机器运作的成本影响较小或基本没有，减少机
器因监测产生的成本损耗，声发射技术被广泛应用到石油系统中监测管道、容器
的压力情况等方面，声发射技术的合理运用，对石油系统中压力容器以及管道的
爆炸事故进行有效预防和控制，保障压力容器与管道的正常稳定运行，所以在采
油机器的实际工作中运用声发射技术，明显减少压力容器与管道发生事故的几率，保障石油产业的经济效益。

1.3利用超声波监测技术在采油机械设备中的应用
超声波技术在工业发展过程中被应用到各个领域，其能弥补普通或者宏观的
技术所涉及不到的领域的监测或治疗，在石油企业中，超声波技术被应用于测量
油田内所有设备的长、宽、高和厚度等以及石油流量的检测。

比如利用超声波技
术测量油田内一个油罐液面的高度以及油田内井架的厚度或者油罐壁的厚度等。

而且超声波技术具有快测速、占地体积小、高准度、轻便小巧的特征，利用超声
波技术测量罐壁和井架等设备的厚度不会因为罐内积水或者油液结垢的改变而改变，而且利用超声波测量液位的技术相较于别的测量液位技术有更多优势，它不
受机器客观因素的影响，能实现定位以及连续测量的要求，还可以进行远程遥控
测量或者通过远程遥控提供所需的信息，在一些温度高、压力大、有爆炸隐患的
环境下，超声波技术的优势就凸现出来，在这种特殊环境下，超声波技术能够游
刃有余地开展工作，而且物理介质对超声波技术的影响甚微，适应性较强。

2采油机械设备故障诊断技术
2.1油液分析技术在采油机械设备中的应用
在线油液分离技术是一种多功能检测技术，机械在不同状态下它呈现的功能
也不同，在机械正常运转时就进行日常的数据信息统计，当机械发生故障时会自
动调出以前统计过的数据信进行分析计算，分析机器故障的原因。

而磨粒自动识
别技术是在油液分析技术之上进行了创新和完善之后得到的技术产物，其工作原
理是根据磨粒本身具备的独特特征来分类统计，对磨粒的特征进行计算分析，将
运算结果进行汇总分析，构建完整复杂的数据库，最后通过比对数据库中传统与
新型的数据对发生的故障做诊断，智能诊断系统是传统诊断系统和计算机信息技
术融合的新型诊断系统，传统诊断系统无法处理油液分析技术的庞大数据信息，
但是融合了计算机信息技术的智能诊断技术就能迅速、准确分析数据，从而做到
快速判别故障并解决。

2.2磁粉技术在采油机械设备中的应用
在采油机械的材料构成中，钢材是被应用最广泛的一种金属材料，所以要专
门研究出一种检测钢材状态的技术，规避风险的发生。

磁粉检测技术可以检测出
钢材表面肉眼无法看见的损伤，避免由于材料缺陷导致的设备故障，磁粉检测技
术的原理主要是通过磁场以及磁粉的体积优势，利用磁粉的磁性使其平铺在钢材
表面，钢材表面若存在细小的瑕疵，磁粉就不能平稳的覆盖在钢材表面，从而分
析计算出钢材表面的损伤情况，这种检测技术不仅对钢材表面状况准确检测，还
不会破坏钢材表面结构。

2.3涡流技术在采油机械设备中的应用
采油机械设备的组成包含各种各样的零件设备，零件设备状态正常对采油机
器的正常运转至关重要，涡流检测技术就是针对机械表面的部件发明出的故障诊
断技术，其利用电磁感应对部件进行检测，它通过对采油机械设备的导电部件产
生的涡电流，分析涡电流的变化情况来诊断出采油机械发生的故障。

这种诊断技
术非常新颖，由于利用了一定的电磁原理，所以其适用的范围有局限性，只适用
于金属材料的诊断检测。

相较于传统的金属故障诊断技术，涡流技术诊断范围广，隐蔽的金属结构损伤通过所产生涡流状态的不同都轻而易举检测出来。

2.4超声诊断技术在采油机械设备中的应用
由于采油机械设备的结构具有复杂的力学原理，对机械结构的受力情况检测
就要更加细致、准确。

传统的检测方法根本不具备深层检测受力结构的能力，还
会因为检测方法应用不正确造成机器损坏，得不偿失。

而超声诊断技术的原理是
利用超声波打入机器设备的内部，通过观察超声波进入内部后所反射回来的频率
来对机械设备内部受力情况做诊断，利用超声波技术能够迅速对机器内部的受力结构进行诊断，并且能避免外力检测对机器造成的损伤。

2.5射线诊断技术在采油机械设备中的应用
射线诊断技术在诊断部位上相当于超声诊断技术与涡流诊断技术的综合体，它既可以应用于金属部件也可以应用于非金属部件，其在金属部件的诊断检测中应用更为广泛，金属部件在生产的过程中，由于工人失误操作或者金属材料选择不正确，使金属部件锻造不均匀或者表面产生小气泡，这种质量较差的金属部件在高温高压的环境下受到的力不均匀会使金属部件结构发生变化，容易造成机器事故的发生，因为受力导致的机器故障基本都发生在机器设备的内部，传统的诊断方法无法到达，所以开发出了射线检测这一新兴技术，其因为具有超强穿透能力能够深入到机器内部检测其状态的明显优势而崭露头角。

4结语
综合全文来看，文章阐述了对采油机械设备状态监测以及故障诊断技术，为了降低采油机械设备在工作时发生故障的几率，我们必须要提高诊断采油机械设备故障的检测技术，这样才能实时处理机器产生的问题，将风险事故扼杀在摇篮里，提高采油机械设备运作的效率，促进我国石油事业的发展。

参考文献：
[1]王若晗.采油机械设备状态监测与故障诊断技术[J].设备管理与维修，2021(18):178-179.DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2021.09D.99.
[2]夏红宇,李兴华,张挺.简述油田机械设备状态监测与故障诊断技术[J].化工管理,2017(29):202.中国设备工程2022.06（上）。