抽油機減速箱專用齒輪油的研制和生產(chǎn)

抽油機減速箱專用齒輪油的研制和生產(chǎn)工程運輸公司

一、項目來源及目的意義：

1、抽油機減速箱內(nèi)用油比較雜亂

2、抽油機減速箱內(nèi)油品的防銹、防腐能力差

3、抽油機減速箱內(nèi)油品的潤滑油粘度普遍較低

4、抽油機減速箱內(nèi)齒輪磨損嚴重

5、因用潤滑油不當使損壞或報廢的抽油機數(shù)量增多

6、改善抽油機的運行條件以延長設備的使用壽命

7、減少油料的使用數(shù)量、降低設備的機件及維修成本

8、增加原油產(chǎn)量、降低電能投入成本

二、國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)現(xiàn)狀

1、在國內(nèi)，各油田的抽油機減速箱中使用的潤滑油種類多樣，有些超出使用種類的范疇。

2、所使用的油品中部分技術(shù)指標，不能滿足實際使用性能要求。

3、目前國內(nèi)各油田中的抽油機很少使用適用當?shù)貭顩r的專用潤滑油。

4、該產(chǎn)品和相關(guān)的產(chǎn)品相比具有專用性強、性能全面的特點。

5、該項目科技查新結(jié)果

該項目的科技內(nèi)容經(jīng)委托教育部技術(shù)查新工作站進行查新（見右查新報告）確定：

該項目達到國內(nèi)先進水平

三、項目開發(fā)的主要內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)指標：

（一）項目開發(fā)的主要內(nèi)容

1、原料的選擇及確定：

（1）基礎油的選擇：首先選擇抗氧化性、粘溫性好的基礎油如石蠟基基礎油作為主要原料，而后通過實驗確定所需要的牌號。（2）添加劑的選擇：通過抗極壓性能實驗數(shù)據(jù)以確定極壓抗磨劑的種類和加入比例，以抗剪切穩(wěn)定性數(shù)據(jù)選擇粘度指數(shù)改進劑的種類，根據(jù)技術(shù)性能要求確定其他添加劑的種類和數(shù)量。

2、專用齒輪油配方的確定

通過對基礎油和添加劑的選擇及反復優(yōu)化小樣的配方得出產(chǎn)品最終按照配方各種原料的比例進行小批量生產(chǎn)。

3、專用齒輪油性能試驗

（1）常規(guī)理化指標的實驗按技術(shù)指標要求所實驗的項目：運動粘度（高、低溫）、粘度指數(shù)、閃點、傾點、水分、機械雜質(zhì)、泡沫特性、腐蝕實驗等項。（2）極壓抗磨性能實驗①

抗極壓相對磨擦實驗

。②“梯姆肯”（Timken）機實驗、FZG（或CL-100）齒輪實驗機實驗（3）現(xiàn)場試用實驗將研制的油品投入到油田運行的抽油機設備中進行現(xiàn)場實驗，其中選擇兩臺抽油機進行試用，并和其它各種狀況相似的幾口抽油機作對照，試用期一年，每季度取樣進行分析,同時進行減速箱內(nèi)齒輪外觀狀況對照。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

1、專用油配方的研制及優(yōu)化：該項取決于各種基礎原料的性能并決定專用油是否具有全面并符合要求的各種技術(shù)性。

2、添加劑和基礎油的選擇：作為該項目的起始點，對專用油的各種性能極其穩(wěn)定性具有一定的作用。

3、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設備的改進：（1）作用：

①

加強稠化物質(zhì)的溶解性。②

增加對稠化物的剪切強度。③

加大各種物質(zhì)之間的溶解分散能力。（2）目的：①增加油品在使用中數(shù)據(jù)變化的穩(wěn)定性。②提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

（三）技術(shù)指標

抽油機減速箱專用齒輪油的技術(shù)指標要求如下表：

項目質(zhì)量指標試驗方法粘度等級

150180220—

運動粘度(40℃)mm2/s135～165162～198198～242GB/T265粘度指數(shù)

不小于

90GB/T2541閃點（開口），

℃

不低于

200GB/T267傾點，

℃

不高于

–18GB/T3535水分，﹪

不大于

痕跡

GB/T260機械雜質(zhì)，﹪

不大于

0.02GB/T511泡沫性（泡沫傾向/泡沫穩(wěn)定性）mL/mL24℃不大于93.5℃不大于后24℃不大于75/1075/1075/10GB/T12579腐蝕試驗，級（銅片）

121℃3h不大于

1GB/T5096液相腐蝕試驗蒸餾水合成海水

無銹無銹

GB/T11143氧化安定性（950C、312h）1000C運動粘度增長

﹪

不大于

10SH/T0123抗乳化性（820C）油中水﹪不大于乳化層mL

不大于總分離水

mL

不大于

1.02.060GB/T8022Timken機試驗（ok負荷），N(1b)不小于

200(45)

GB/T11144FZG（或CL–100）齒輪試驗機試驗（A8.3/90）通過級不小于

11

SH/T0306四、項目研究開發(fā)過程：

1、研制過程中采取的措施

1)研制過程完成專用油性能的相關(guān)項目

⑴、增加潤滑油的極壓抗磨性：其量值以滿足或高于設備的使用要求為標準,以減少機件的磨損和降低設備的維修次數(shù)，延長設備的使用壽命，減少設備及機件的投資。⑵、增加油品本身的抗氧化能力：其目的是延長換油周期，直接和間接地降低經(jīng)濟損失。

⑶、改善油品低溫及粘溫性能：其作用是保證潤滑到位，避免低溫啟動難，而造成卡機現(xiàn)象，以造成不必要的損失。

⑷、增加專用油的防銹、防腐能力：以減少設備因銹蝕或腐蝕而造成提前損壞或報廢，從而延長設備的使用壽命減少設備成本投資。

2、采取的措施

⑴、理化指標的的控制：為了滿足設備的使用性能和技術(shù)性能要求所控制專用油的各項數(shù)據(jù)指標如下表：（粘度指標為180#型)

⑵、極壓抗磨性能數(shù)據(jù)的控制：為滿足抽油機設備的實際使用性能要求，專用油的“梯姆肯”（Timken）機實驗、FZG（或CL-100）齒輪實驗機實驗的各項實際數(shù)據(jù)如下表：項目運動粘度

(mm2/s)粘度指數(shù)閃點

(℃)傾點(℃)水分

%機械雜質(zhì)

%

泡沫性mL/mL

腐蝕實驗

(級)24℃93.5℃后24℃數(shù)據(jù)要求162~198≥90≥200≤-18≤痕跡≤0.02≤75/10≤75/10≤75/10≤1項目

Timken機實驗，N（Ib）

FZG齒輪實驗機實驗，（級）數(shù)據(jù)要求≥45≥11

⑶、專用油良好的粘溫和低溫性能的實現(xiàn)：通過調(diào)整輕、中、重基礎油的比例和降凝劑的量來實現(xiàn)，其深度以滿足技術(shù)性能要求（-18℃以下）為準。良好的粘溫性能是在選用了良好的基礎油以及一定量的粘度指數(shù)改進劑來達到，其數(shù)值以技術(shù)性能要求（90以上）為標準。⑷、專用油抗氧、防銹、防腐等特性的確定：該項的實現(xiàn)是由選擇優(yōu)質(zhì)基礎油的特性和加入一定量相應的添加劑（如抗氧、抗腐、防銹劑）來完成，其量值以技術(shù)性能要求-氧化安定性項：實驗運動粘度增長數(shù)（小于10%），腐蝕實驗（小于1級），液相腐蝕試驗（無銹）為標準。⑸、生產(chǎn)工藝的改進：為保證原料中粘度指數(shù)改進劑的質(zhì)量，直接進購固體原料并自行設計和安裝自動控制溶解設備，增加了剪切設備。在調(diào)和釜上增加了靜態(tài)混合設備，其效果達到了增溶、剪切、混合分散的目的，對產(chǎn)品質(zhì)量以及穩(wěn)定性起到了一定的作用。

3、產(chǎn)品質(zhì)量的評定我們采用如上措施解決了相關(guān)的幾個項目，完成專用油試樣的少量生產(chǎn)。其檢測數(shù)據(jù)符合技術(shù)性能要求，結(jié)果如下表：

試樣自檢和單項指標委托檢測合格后，委托有關(guān)國家職能部門做質(zhì)量評定，在通過了各項鑒定后，將生產(chǎn)的少量合格產(chǎn)品進行抽油機減速箱現(xiàn)場試用。項目運動粘度

(mm2/s)粘度指數(shù)閃點(開口)(℃)傾點

(℃)水分機械雜質(zhì)

%%泡沫性mL/mL

腐蝕實驗（級）100℃40℃

24℃

93.5℃

后24℃

檢測數(shù)據(jù)

17.41

174

108

208

-24無0.0073

0/0

0/0

0/0

1b項目液相腐蝕實驗氧化安定性

Timken機實N（驗，Ib）FZG齒輪實驗機實驗,（級）抗乳化性（82℃

）蒸餾水合成海水油中水乳化層總分離水數(shù)據(jù)

無銹無銹

7＞60＞11

0.4

1.0

25

五、現(xiàn)場應用：在濱南采油廠部分油井的抽油機減速箱內(nèi)做實際使用實驗，其中在鄭36–3–3和鄭36–9–5兩口油井進行換油實驗，其它油井取樣做對比實驗，如下是實驗數(shù)據(jù)結(jié)果及使用后內(nèi)部齒輪等機件的外觀照片：（1）在抽油機減速箱內(nèi)試用測試數(shù)據(jù)測試日期（2004年）抽油機號

運動粘度

400C粘度下降（%）

粘度指數(shù)

閃點

傾點

水份%

抗磨擦實驗（級）

備注1000C

400C

4月28日

鄭36-3-3

5.65

38.38

—

97

190-16無2原用油4月30日

鄭36-5-5

5.61

35.19

—

95

190-14無24月30日

鄭36-9-5

5.05

30.98

—

83

194-16無25月26日鄭36-7-55.1931.22—93200-17無24月27日鄭36-3-317.41174.00108208-24無9試用原樣油5月24日鄭36-9-517.41174.00108208-24無97月31日鄭36-3-316.42159.18.56109204-24無8試用抽樣油（第1季度）8月25日鄭36-9-516.13162.96.38103200-24無911月1日鄭36-3-315.62153.411.84104206-24痕跡8試用抽樣油（第2季度）

11月24日鄭36-9-515.35148.214.83105208-24無805年1月26日鄭36-3-315.32145.016.67108204-24無9試用抽樣油（第3季度）05年1月28日鄭36-9-515.16144.317.07106208-24無805年5月10日鄭36-9-514.93142.318.21105206-24無8試用抽樣油（第4季度）05年5月29日鄭36-3-315.02142.917.87106204-24無8上表試用油測試數(shù)據(jù)分析：①四臺抽油機原用油粘度項都很低，該類油品屬32#機械油的可能性較大。②四臺抽油機原用油傾點較高，不能較好地滿足勝利油田所在地區(qū)的使用要求。③試用油在使用四個季度后，除粘度項有所降低外其它各項數(shù)據(jù)變化很少，說明專用油可適合抽油機設備的使用。④抽油機原用油的極壓實驗數(shù)據(jù)很低，基本上都位于2級，而專用齒輪油在所有試用過程中，極壓實驗數(shù)據(jù)都位于8級以上，其相對抗極壓實驗數(shù)據(jù)提高到4倍以上。

（2）抽油機減速箱使用專用油和原用油的效果比較：①使用一季度專用油后（鄭36–3–3）

未使用專用油（鄭36–7–5）②使用二季度專用油后（鄭36–9–5）未使用專用油（鄭36–5–5）③使用三季度專用油后（鄭36–3–3）未使用專用油（鄭36–7–5）④使用四季度專用油后（鄭36–9–5）未使用專用油（鄭36–5–5）

如上各季度齒輪箱內(nèi)機件外觀照片比較：

1、鄭36-3-3號和鄭36-9-5號油井使用抽油機減速箱專用齒輪油后，減速箱內(nèi)各齒輪等件清新明亮，幾乎看不到腐蝕、銹蝕部分，齒輪油膜掛齒厚度增加。

2、未使用抽油機減速器專用齒輪油的鄭36-5-5號鄭36-7-3號油井，減速箱內(nèi)每個時期各齒輪和機件銹蝕部分較多，油膜掛齒量較少，機件呈舊狀。

六、技術(shù)成果總結(jié)及經(jīng)濟效益分析

1、技術(shù)成果總結(jié)（1）抽油機減速箱專用齒輪油具備的性能

①、良好的的抗極壓性

②、良好的粘溫性和低溫性能

③、抗氧化能力強

④、較強的抗腐蝕性和防銹性

（2）我們研制的抽油機減速箱專用齒輪油先后通過了勝利石油管理局設備檢測站和中石化股份有限公司濟南分公司研究所檢測，如下為取得的質(zhì)量認可報告

①、設備監(jiān)測站質(zhì)量認可報告

②、中石化濟南公司研究所質(zhì)量認可報告

（3）通過自檢數(shù)據(jù)結(jié)果、現(xiàn)場應用試驗數(shù)據(jù)的變化、齒輪箱內(nèi)齒輪外觀對照以及職能部門對該專用油的鑒定，說明該專用油完全能保證抽油機減速箱安全、穩(wěn)定、長期運行