压裂设备润滑管理及应用

徐向林

（大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆 163000）

对于压裂设备而言，其施工环境相对比较复杂，而且工作条件十分艰苦，因此对相关设备和作业人员也提出了较高要求。为了能够有效维持压裂设备的正常运行，需要相关工作人员做好润滑管理工作。具体来说，通过强化压裂设备的润滑管理，可以使设备具有良好的润滑性能，从而使故障的发生概率得到有效降低。与此同时，润滑管理工作的有效开展，还可以使压裂设备能耗得到减少，因此需要将该项工作纳入设备的维护和保养中，并作为一项重点工作内容，有效进行落实，从而充分维持压裂设备的稳定运行，促进我国油气勘探开发工作的顺利开展。

1 压裂设备和润滑油

1.1 压裂设备润滑需求

在压裂设备的实际运行过程当中，其摩擦、负荷以及运行速度等相关参数对设备的润滑需求具有决定性影响。通常来说，压裂设备表现出负荷高、运行速度快等特点，利用传动箱来进行传动，其支撑点主要为传动轴，并采取集中循环润滑的运行方式。在对此类压裂设备开始润滑管理工作时，需要做好设备的抗氧化性、抗污性以及防锈性的管理，并要利用润滑油脂来进一步保障压裂设备的正常运行。在对压裂设备的润滑需求进行满足时，需要防止油路出现阻塞情况，而且在设备运行过程中还需要定期检查设备润滑油，结合压裂设备的润滑需求，采取有效的润滑措施。在具体开展润滑管理工作时，需要严格按照五定原则，分别为定点、定量、定质、定时以及定人，从而使压裂设备的润滑质量得到有效提高[1]。

1.2 常用润滑油品及其性能要求

1.2.1 发动机机油

润滑油可以有效发挥清洁、密封以及润滑等功能，使设备的使用寿命得到延长，并使生产能耗得到降低。在实际应用发动机机油时，需要确保具有适宜的氧化稳定性、黏度、耐腐蚀性以及热稳定性等相关性能要求。

1.2.2 齿轮油

对于齿轮油，其主要在设备齿轮装置的润滑工作当中进行使用，可以使齿轮装置的磨损减少，降低由于磨损而造成的能量损耗，减少运行过程当中的系统散热，防止某些部件出现锈蚀问题，使系统噪声得到有效降低。针对齿轮油进行分析，其具有许多种类，其中应用最为广泛的一类为车用齿轮油，主要在变速装置和轴承等部位的润滑工作中使用，可以起到相应的减噪、防锈以及润滑效果。在实际应用过程当中，其性能要求主要为较好的热氧化稳定性、耐磨性，同时还需要具有理想的黏附性和耐腐蚀性，确保黏度适宜[2]。

1.2.3 液力传动油

针对液力传动进行分析，其主要利用离心泵运转来使液体发生旋转，再通过高速液体使涡轮机能够有效转动，从而完成能量的传递过程。在这一过程当中，液力传动油是十分重要的润滑介质，不仅能够有效传递运动和压力，而且还能够操作各换挡部件，使系统热量向冷却媒介有效传送润滑齿轮装置，对运动器件进行清洁，起到良好的密封效果。

1.2.4 液压油

在液压系统的实际运行过程当中，液压油具有重要作用，可以有效传输和控制能量，同时还能够起到相应的防锈和润滑效果。对液压油的性能要求主要包括运动稳定性和抗氧化性，同时还应具有较强的抗乳化能力和适宜的运动黏度[3]。

1.3 压裂设备润滑油的选择

1.3.1 内燃机油的选择

现如今，在压裂设备润滑油的实际选用过程当中，所存在的问题主要表现为选油质量较低和黏度偏大，这会导致发动机机油和燃料的消耗有所增加，并使其功率降低，增大了发动机的磨损。所以，需要对合适黏度以及质量等级的润滑油进行选择，具体需要参考以下原则。

（1）应结合内燃机油以及压裂设备特点，以转速、负荷等作为具体的选择依据。对于负荷高而转速低的设备，通常应选择具有较大黏度的润滑油，而对于转速高负荷轻的设备，则通常应使用较小黏度等级的润滑油。

（2）应结合内燃机实际工作时的苛刻程度来作为具体的选择依据。例如，对于柴油机活塞一环区的温度通常在230～250℃，其强化系数也超过5，因此涡轮增压的柴油机应选用CF级以上的油。

（3）选择依据应包括机油容量和功率比值，其中机油容量大，可以降低对油品的质量要求，而当机油容量小时则对油品质量具有较高要求。

（4）需要结合地区气温和季节等条件来合理选油。对于冬季较为寒冷的地区，需要选用倾点低以及黏度小的油或者多级油。

（5）相关工作人员还应结合发动机的磨损情况以及实际使用时间来进行选优，对于新发动机需要使用黏度相对较小的机油，而如果发动机的磨损较大，而且使用时间较长，则需要选用黏度较大油品。

1.3.2 液压油的选择

在液压系统中，作为传递能量的重要介质，通过正确合理的选用液压油，可以进一步保证液压系统对各种工作条件与环境条件的充分适应，并使液压系统以及各元件的使用寿命得到有效延长，保证社会运行的可靠性，对故障发生进行有效预防。相关工作人员在选择液压油时，除了需要参考设备说明书以外，还需要对以下因素进行充分考虑。

（1）油泵类型和液压系统特点。通常来说，油泵主要为齿轮泵、柱塞泵等，在选择液压油时，一般以抗磨液压油为主。

（2）需要参考油泵和液压系统的最高工作压力。液压系统的工作压力标志，通常为主油泵的额定或者最大压力。当其压力相对较大时，对摩擦、磨损也提出了更为苛刻的条件，需要有效保证液压油的润滑性能，确保其具有较强的抗磨性。

（3）需要充分考虑液压油的工作温度。对于液压系统的工作温度而言，其主要是指系统在加油工作时的实际温度，具体需要对液压油的氧化安定性以及黏温性能提出较高要求。

（4）在选择液压油时，需要确保其抗燃性能够满足相关工作要求[5]。

2 压裂设备管理现状和润滑要求

2.1 压裂设备近况

目前，在我国油气开发作业中，野外作业所占的比重相对较大，其不仅工作环境比较恶劣，而且生活条件也十分艰苦，如风沙侵害严重、昼夜温差较大以及地质地形复杂等，这对压裂设备的正常运行也产生了严重影响。与此同时，伴随着我国对油气的勘探开发程度进一步加深，压裂设备的运行负荷也明显增加。当相关压裂设备长期维持超负荷工作状态后，则可能会导致其出现相关的故障问题。因此，对压裂设备的润滑管理工作也提出了全新要求，需要有效创新润滑管理方式。如果仍采取传统的润滑管理模式，则无法满足压裂设备工作的润滑需求，会导致相关设备在运行时出现油温高、磨损加快以及油品氧化变质等情况。如果有上述情况出现，则会严重影响压裂设备的正常运转，使设备的工作效率有所下降。所以，需要对压裂设备加强润滑管理工作，并对其润滑管理方式进行有效创新，这样不仅能够使设备发生故障的概率有效降低，而且还能够使设备运行效率得到显著提升。

2.2 压裂设备的润滑条件

针对压裂设备的润滑要求进行分析，其需要充分参考压裂设备的负荷大小和运行速度。对于相关进口设备，其往往负荷较大，而且具有较快的运行速度，通常需要采用传动箱的传动方式，并以滚动轴承来进行组成，通过传动轴提供支撑。在设备润滑方面，通常采用集中循环润滑或齿轮箱式润滑，这也对相关润滑油的防锈、防污染以及抗氧化性能等提出了严格要求。通常情况下，进口设备会由制造商具体标注润滑油的性能与成分，并按照相关使用方法加以管理，以此来维持设备的正常运行。在具体润滑时需要加大注意，避免油路出现堵塞问题，并要标号使用过的润滑油。除此之外，还需要定期检查润滑油的油位，一旦发现油位较低需要及时补充，防止由于缺油而损坏设备。在润滑油的日常管理过程当中，需要根据相关使用要求制定详细的计划方案，并按照具体规定落实管理工作，使润滑工作质量得到有效提高。

3 压裂设备润滑管理对策

3.1 提升润滑管理人员的观念认识

在具体落实压裂设备润滑管理工作时，相关管理人员是主要执行者，因此管理人员自身的观念意识，对润滑管理工作开展具有直接影响，但目前多数润滑管理人员的观念意识还相对缺乏，因此无法使润滑管理需求得到有效满足，相关企业需要对润滑管理人员的观念意识进行有效转变，具体可从以下几个方面进行入手。

（1）企业需要针对润滑管理人员落实相关培训活动，使管理人员能够正确认识压裂设备润滑管理工作的重要性。

（2）在培训工作当中还需要引进国际先进的润滑管理观念，从而使管理人员自身的观念意识得到有效提高，通过提高润滑管理人员的管理观念，可以保障压裂设备的稳定运行，还可以使设备使用寿命得到延长，降低设备运行能耗，使企业自身的经济效益得到有效提高。

3.2 加强对润滑环境的管理

由于相关压裂设备在实际运行过程中的工作环境比较恶劣，因此容易导致其出现机械磨损情况，特别是磨粒磨损现象十分严重，该问题在磨损损坏当中所占的比例相对较大。对此现象进行分析，其典型表现主要包括以下几种。

（1）在对压裂设备进行润滑管理时，没有严格按照相关要求开展操作，导致设备受到了污染，进而出现磨损问题。

（2）由于密封严实度不够，导致粉尘入侵到压裂设备当中，最终出现磨损问题。

（3）压裂设备润滑系统当中具有过滤装置，该装置一旦出现问题，同样会造成磨损。

（4）在磨合的过程当中容易有金属粉末产生，其会导致压裂设备被污染和损坏。

（5）在压裂设备当中，边界润滑油膜通常会小于0.1μm的厚度，而流体润滑油膜的厚度平均值则为11μm左右。在正常使用润滑油时，油膜厚度一般维持在0.05～1μm，这也导致尘埃厚度超过油膜厚度，最终给压裂设备造成了严重的磨粒磨损问题。对此，相关管理人员需要针对压裂设备和润滑油采取有效地管理对策。一旦压裂设备的工作环境十分恶劣，管理人员需要经常更换润滑油。而在压裂设备发动机当中有空气滤清器，需要时常更换此装置。在对压裂设备进行按质换油操作时，要缩短每次检测的间隔时间，保证检测范围的全面性。

3.3 采取正确的润滑操作方法

相关管理人员需要按照正确的管理方式来开展各项操作。在实际放置压裂设备润滑油时，应该充分保证密封性，对装置上部进行加盖，保证密封严实，而且还应对密封盖加大保护力度，避免由于密封盖被破坏而对密封效果产生影响。在更换压裂设备当中的一些部件时应在换新后对其部件增加润滑油，并保证该位置的干净度和整洁度。在具体维修时，需要擦拭压裂设备，并清洗干净擦拭布，避免在使用时有纤维落入。对于压裂设备的润滑油，其往往含有一些杂质，主要由尘埃、杂质以及水分等构成，容易导致设备磨损加剧。因此，在加润滑油时需要对其使用量加大注意，一旦加入过量则会对设备产生磨损影响。除此之外，还需要定期更换压裂设备轴承，在换新时应对轴承等密封进行观察，如为密封轴承一般已加入润滑脂，则不需要再进行此项操作。

4 结束语

综上所述，随着我国经济的快速发展，对石油的需求量也在不断增大，在油气田的开采过程当中，需要有效保证压裂设备的正常运行。而由于油气开采环境相对特殊，存在许多影响因素，因此要高度重视压裂设备的润滑管理工作，对润滑系统污染进行有效控制，并采取有效的润滑管理措施，使润滑工作质量得到提高，使压裂设备能够维持安全稳定运行。