TESCO液压顶驱常见故障及其解决方法

顶部驱动 (即顶驱) 钻井系统即是取代转盘钻进的新型石油钻井系统, 顶驱的出现是钻井系统装备上的一项重大革新, 顶驱采用立根为单元钻进, 提高了钻井速度, 其主要优越性就是能在起下钻作业中如果遇到遇阻、遇卡等情况时, 其动力随时可以与钻具相连进行倒划眼作业, 减少了钻井事故的发生。该系统提高了钻井作业的能力和效率, 并逐步成为石油钻井行业的主力产品。TESCO顶驱系统是一个复杂的系统, 出现的故障也是多种多样。本文以250T HMIS 475HP型TESCO液压顶驱为例, 分析各类常见故障并找出其相应的解决方法。

自从2006年年底, 两台加拿大生产的250T HMIS 475HP型TESCO顶驱同时进入苏丹5区, 717的顶驱在2006年12月份首先投入使用。该型号的顶驱主要由水龙头、液压马达、齿轮箱、控制面板、导轨及滑车、平衡液缸系统、背钳等组成, 如下图1所示。

通过这几年的使用维护、维修, 我个人从中得到了一些体会, 积累了一些经验, 先将其反馈如下:

一、柴油机方面

该TESCO液压顶驱是由CAT C15柴油机来给系统提供液压动力, 这样就存在一些常见的柴油机故障, 对于其故障的判断与诊断在此就不再细说, 下面主要介绍跟液压系统配套的特殊故障的判断与诊断。

当柴油机的启动钥匙旋到启动状态时, 如果控制面板上的指示灯不亮, 说明是其指示灯炮坏了或者是控制面板内的24V电源损坏, 需要更换其相应的配件。同样, 如果柴油机出现本地或远程无法控制;只有低速没有高速;急停起作用;给定无法实现等现象时, 控制面板内的24V继电器可能出现损坏现象, 更换后即可正常。

在柴油机冷却液的水位低于正常标准时, 一般情况下是可以启动的, 但是250T HMIS 475HP型TESCO顶驱使用的CAT C15柴油机就无法启动, 得等到补充足了其冷却液后才能正常启动。

如果TESCO顶驱机房里的液压油箱内的温度传感器出现断路或失效时, 其柴油机也是无法启动。

在柴油机机房内的急停按下后复位, 司钻房内的急停按钮被拔出并复位, 如果柴油机无法启动, 说明柴油机的风道进气开关已经关闭, 打开即可。

二、顶驱方面

1. 液压马达:

250T HMIS 475HP型TESCO顶驱马达结构比较精密, 配合间隙很小, 当出现顶驱转速忽快忽慢, 或者马达有声响但顶驱不转, 此现象表面马达出现卡制, 说明马达内的弹簧和棘轮片等有断裂现象;或马达内有胶皮沫等异物。如果上卸扣、正常钻进时, 压力或扭矩达到一定数值就上不去, 或马达上的泄压阀有液压有漏出, 表面马达内的密封圈有损坏, 需要更换新的马达密封圈。

2. 顶驱主轴及水龙头:

顶驱主轴常见的问题如下:由于中心管直接较小, 钻井液对其冲刷比较厉害, 容易使与冲管连接处的密封平面产生沟槽。如果从水龙头里冒泥浆出来说明顶驱主轴已经刺漏。在钻进作业过程中, 长时间的跳钻、憋钻等现象, 容易引起顶驱主轴的下丝扣开裂;同时也容易引起水龙头里的承载轴承和上下扶正轴承、油封等相应配件的损坏, 如果这些轴承损坏, 在外面就能听到异响, 还可以从水龙头里的油质、外表温度等判断出来, 其油质容易变质并且油内还有铁屑等物质, 从放油口的磁性丝堵上也可以看到吸附的铁屑。

3. 背钳:

如果在进行上卸扣作业时, 背钳咬合不住或卸不开扣, 说明背钳钳牙磨损严重需更换;或背钳钳缸密封损坏, 不能伸出抱住钻具, 需要更换钳缸密封或整个背钳钳缸;或液压回路泄压, 压力达不到等, 这就需要调节泄压阀的泄压值, 或检查液压线路是否有漏油现象。

4. 控制面板和操作面板:

如果司钻房内操作面板上某一旋钮给定时, 顶驱上相应的功能不出现动作, 可能就是控制面板中该旋钮损坏或其内部接线有松脱现象, 控制面板中的电磁阀不工作或其接线松脱, 液压油中有杂质堵塞了其液压管线或管线老化后里面的胶片脱落堵塞等。也有因主电缆接头中的连接针松脱或整个主电缆接头松脱, 连接针接错等。

5. 机房泵驱:

当顶驱正常钻进时出现有低速无高速、有正转无反转或有反转无正转等相关现象时, 先将柴油机调至本地控制, 测试柴油机的高低速, 如果没有问题, 然后就查看液压滤芯旁边的梭阀, 看是否有损坏, 最后查看柴油机后面泵驱的2个流量计, 看看其工作是否都正常, 在确保流量计完好的情况下, 如果哪个流量计不工作, 说明给该流量计对应供液压流量的主泵有问题。如果在气温比较低的环境下, 也就是液压油箱内液压油温较低时, 也会出现类似现象, 此时使用加热器加热, 或将辅助泵的冷却风扇关闭一段时间, 待恢复正常作业后再开启, 这样都能达到应有的效果。

结语

使用250T HMIS 475HP型TESCO顶驱过程中遇到出现故障时, 先要对顶驱进行全面、系统的检查和分析, 逐步缩小问题的范围。首先不要怀疑硬件损坏, 更不能轻易将部件拆下来检查。误判和解决问题的方法不正确, 有可能会人为制造新的故障发生, 浪费解决问题的宝贵时间, 甚至会造成井下复杂情况发生。

摘要：根据250T HMIS 475HP型TESCO液压顶驱系统在使用过程中出现的常见故障, 对其进行分析并做出合理的诊断, 找出了故障原因, 以便有效及时地解决问题, 尽快恢复钻井, 将故障的经济损失降到最低。

关键词：顶驱,故障,液压,控制

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