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油料光谱仪在油气开采行业的应用
发布日期:2019.08.29    发布人:声呐科技  点击量:212

背景介绍

中原油田分公司是中石化下属分公司,主要从事石油天然气勘探开发。

采油一厂气采队有11套大型天然气压缩机组,其中天然气发动机驱动的机组5套,电动机驱动的机组6套。11套压缩机组日采油量700多吨,占采油一厂采油量的25%以上。

大型天然气压缩机组

大型天然气压缩机组

压缩机组是国外引进设备,加上结构复杂,累计运行时间长,所以维修率,维修费用和作业成本都较高。因此,装备监测总站决定采用油料光谱仪检测润滑油,用来分析天然气发动机状态。

压缩机内部结构图


压缩机内部结构图

实验方法

取样部位:曲轴箱润滑油;

取样周期:15天/次;

检测方法:每次从相同的部位取一定量样品,采用同样的条件使用油料光谱仪进行检测。通过监测油样中特定元素的含量变化,判断曲轴箱内部磨损状况,及时排除生产隐患。


案例一

1号机润滑油检测数据

1号机润滑油检测数据

由上表可以看出,从10号油样开始,Cu元素浓度值逐渐升高,到12号为警告值,13号时超出了警告值达到了严重磨损值范围,Al、Si、Fe元素浓度值也有不同程度的增大。说明1号机曲轴箱内部存在严重磨损,应立即停机检修,可疑部位应为连杆上端(小头)的黄铜衬套,曲柄销轴承瓦,活塞环与缸套。

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Cu元素含量变化趋势图

采油一厂检修时发现,1号机的连杆上端(小头)的黄铜衬套已经严重磨损,活塞与缸套也有不同程度磨损。大修换油后,磨损元素浓度值开始恢复正常,从源头上解除了潜在的事故风险。


案例二

2号机润滑油检测数据

2号机润滑油检测数据

由12号油样可以看出,Fe、Cu浓度值均已超出正常范围,Cu含量已达到严重磨损范围,应立即停机检修换油,重点部位是主轴瓦、连杆轴瓦、活塞销衬套。


对2号压缩机停机检修时发现,主轴瓦、连杆轴瓦磨损面积已超过20%,活塞销衬套也有不同程度磨损,更换轴瓦、换油后,Fe、Cu含量恢复正常,避免了一次大的机械事故。

 

利用油料光谱仪,不仅可以监测设备磨损状况,还可以帮助用户建立相对完整的润滑油管理规范。


最佳磨合期

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经过大修换油后,通过取样监测发现,压缩机运行80min后,Fe、Cu的含量趋于稳定;发动机运行120min后,Pb、Cu的含量趋于稳定。


通过两年多的监测得出,压缩机的最佳磨合期为80-90min,发动机的最佳磨合期为115~130min。


合理换油期

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以往,气采队主要根据设备运转时间和润滑油颜色确定压缩机组的换油期,经常会造成两种不良后果:


该换油时不换,加速机械零件的磨损,发生故障;不该换时换油,造成不必要的浪费。


两年来,采用光谱重点监测和理化分析结合得出结论,换油期应定为在润滑油中出现异常磨损微粒,或重要添加剂元素衰减达到30%时进行。


延长大修期

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采用油料光谱仪对11套压缩机组监测,使平均大修周期由原来的1.2万h延长至现在的1.9万h,仅此一项全年可创直接经济效益700多万元。 


同时经过两年多的光谱检测分析,总结制定了分为5个级别检测值:正常值、界限值、异常值、警告值、严重磨损值。使天然气压缩机组由过去的事后维修转向了预测维修。