劉友軍 江蘇油田技師學(xué)院

井下作業(yè)動(dòng)力設(shè)備故障的主要原因分析

劉友軍 江蘇油田技師學(xué)院

在油田井下作業(yè)施工中，作業(yè)動(dòng)力設(shè)備是必不可少的提升設(shè)備，包括修井機(jī)和通井機(jī)，它們出現(xiàn)的故障有很多相似之處，互可借鑒。對(duì)于狹小的作業(yè)井場(chǎng)，通井機(jī)因其靈活機(jī)動(dòng)，經(jīng)濟(jì)可靠，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，仍是部分油田選擇的主要生產(chǎn)設(shè)備。很多通井機(jī)使用已經(jīng)超過(guò)十年，到了設(shè)備故障的高發(fā)期，給井上的安全生產(chǎn)帶來(lái)了很大的影響。通過(guò)對(duì)設(shè)備故障的分析，找出原因，提出解決辦法，發(fā)揮設(shè)備的最大價(jià)值。

設(shè)備；故障；分析

故障產(chǎn)生原因主要有兩大類：一是人為故障：包括安全意識(shí)薄弱，安全管理環(huán)節(jié)不全，制度不嚴(yán)，習(xí)慣性違章等造成。二是設(shè)備故障：包括發(fā)動(dòng)機(jī)故障；離合器總成故障；絞車制動(dòng)擋位及變速箱故障等。下面我就這些故障原因進(jìn)行分析：

一、人為故障

對(duì)設(shè)備的檢查與維護(hù)和操作設(shè)備的水平，直接影響設(shè)備的使用壽命。如果對(duì)設(shè)備熟悉，技術(shù)過(guò)硬，思想上又足夠重視，設(shè)備就會(huì)發(fā)揮最大的效益，即使發(fā)生事故，也有可能把事故消除在萌芽之中，或把事故的損失降到最低。相反，就不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故的隱患，甚至誤操作，造成更大的事故。例如最基礎(chǔ)的檢查保養(yǎng)，不光包括起動(dòng)前檢查，在使用過(guò)程中，司鉆（設(shè)備操作人員，主要操作通井機(jī)絞車部分，又稱機(jī)手或作業(yè)機(jī)司機(jī)）的巡回檢查尤其重要，如果這一環(huán)節(jié)沒(méi)有做好就會(huì)導(dǎo)致很多故障的發(fā)生。

（一）思想麻痹，缺乏責(zé)任感導(dǎo)致的設(shè)備故障

案例：某作業(yè)隊(duì)白班搬遷，通井機(jī)開(kāi)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有油往下漏，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)車上有個(gè)油桶倒了，認(rèn)為是油桶里面的油，就沒(méi)在意。另一班上夜班接班后，作業(yè)起完井內(nèi)全部油管，又下了一百多根油管時(shí)，發(fā)現(xiàn)通井機(jī)里突然冒白煙，喊當(dāng)班班長(zhǎng)去檢查，當(dāng)時(shí)沒(méi)有手電筒，他就隨意看了一下，說(shuō)是負(fù)荷重了，剎車片冒的煙，繼續(xù)下油管，沒(méi)下兩根，通井機(jī)就自動(dòng)熄滅了，仔細(xì)一檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的絲堵掉了，機(jī)油全部漏光。不僅造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸（所謂“拉缸”是指氣缸內(nèi)壁被拉成很深的溝紋，活塞、活塞環(huán)與氣缸壁摩擦副喪失密封性，從而導(dǎo)致氣缸壓縮壓力降低，動(dòng)力性喪失；發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作甚至熄火。）和發(fā)動(dòng)機(jī)里面的一個(gè)頂桿被頂彎的嚴(yán)重設(shè)備故障，而且影響了作業(yè)施工進(jìn)度。

分析：造成事故的直接原因：通井機(jī)油底殼絲堵脫落，缺少機(jī)油。主要原因：司鉆對(duì)例行檢查不重視，巡回檢查不到位，兩次重要的檢查都不仔細(xì)，思想麻痹。交接班制度不嚴(yán)格，對(duì)設(shè)備的現(xiàn)狀沒(méi)有做到告知。司鉆缺乏對(duì)通井機(jī)的一般性常識(shí)的了解，隨意性大、誤判斷，檢查間隔時(shí)間太長(zhǎng)。

（二）安全意識(shí)差，誤操作導(dǎo)致的設(shè)備故障

案例一：某井在下抽桿還有21根完井，這時(shí)輪機(jī)（通井機(jī)的一種）突然熄火，司鉆檢查燃油箱有柴油，以為油路有問(wèn)題就排空氣，發(fā)動(dòng)著了之后繼續(xù)下抽油桿，還剩5根抽油桿的時(shí)候又熄火了，司鉆又去排空啟動(dòng)繼續(xù)工作，完井后接著搬家，輪機(jī)剛駛出井場(chǎng)又熄火了, 這時(shí)司鉆檢查機(jī)油不缺，燃油油路正常，再看水箱發(fā)現(xiàn)沒(méi)有水，這時(shí)司鉆找來(lái)水桶加水，自來(lái)水剛倒入水箱，水箱口的水頓時(shí)翻滾噴出大量白氣，司鉆沒(méi)有在意繼續(xù)加水，當(dāng)水加完后再次啟動(dòng)，卻怎么也發(fā)動(dòng)不著火了，造成設(shè)備設(shè)備重大事故——缸體破裂，需大修更換發(fā)動(dòng)機(jī)。

分析：操作人員存在嚴(yán)重的操作錯(cuò)誤，操作過(guò)程中檢查不全面，沒(méi)有重視觀察水溫表的讀數(shù)，在設(shè)備熄火后沒(méi)有及時(shí)檢查水位，發(fā)現(xiàn)缺水時(shí)直接往高溫的機(jī)體加涼水。

案例二：某基層作業(yè)隊(duì)零點(diǎn)班進(jìn)行下鉆作業(yè)；當(dāng)施工作業(yè)進(jìn)行到一半時(shí)，當(dāng)班班長(zhǎng)操作絞車時(shí)突然聽(tīng)到身后（準(zhǔn)確位置是發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋部位）有明顯的敲擊聲，但此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)仍然運(yùn)轉(zhuǎn)未停機(jī)，粗心的他繼續(xù)進(jìn)行下鉆作業(yè)，直至發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火，后經(jīng)幾次強(qiáng)制啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)未成功，才下機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一組缸蓋被氣門挺桿頂穿。匯報(bào)后該隊(duì)大班上井檢查并拆開(kāi)頂穿的缸蓋，發(fā)現(xiàn)1缸和2缸氣門搖臂斷裂，氣門挺桿變形彎曲，機(jī)油底殼油位明顯升高且柴油竄入，機(jī)油黏度降低。事故發(fā)生后，機(jī)修廠進(jìn)行了搶修，更換氣門搖臂座及搖臂，挺桿及缸蓋，重新調(diào)整了氣門間隙，更換了機(jī)油并進(jìn)行了調(diào)試。該事故直接造成23000元的經(jīng)濟(jì)損失，延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間。

分析：該隊(duì)大班司機(jī)保養(yǎng)檢查不到位，對(duì)操作人員培訓(xùn)力度不夠，當(dāng)班班長(zhǎng)責(zé)任心不強(qiáng)，明知發(fā)動(dòng)機(jī)聲音異常仍然盲目施工，未能及時(shí)停機(jī)檢查和匯報(bào)。

結(jié)論：針對(duì)以上情況，建議設(shè)備在啟動(dòng)之前的常規(guī)檢查保養(yǎng)之外，還應(yīng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)之后必須15～30分鐘為間隔進(jìn)行一次設(shè)備巡檢制度，嚴(yán)格交接班制度，減少或避免設(shè)備故障的發(fā)生。

二、設(shè)備故障

設(shè)備故障產(chǎn)生原因主要有：使用上的缺陷；設(shè)計(jì)上的缺陷；制造、工藝流程上的缺陷；作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境上的缺陷等等。這里我主要說(shuō)的是司鉆缺乏設(shè)備專業(yè)理論知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)備使用上造成的故障。

（一）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致的故障

發(fā)動(dòng)機(jī)好比是設(shè)備的心臟，如果心臟不好，那就會(huì)影響整臺(tái)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了使心臟跳動(dòng)有力，必須了解其結(jié)構(gòu)、工作原理，注重在日常的使用、維護(hù)及保養(yǎng)。

但是發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的使用操作中，很多操作人員不按要求去做?？諝鉃V清器從不檢查，造成阻塞，進(jìn)氣不暢，或進(jìn)入粉塵砂礫，活塞環(huán)被粘住或磨損過(guò)度，氣缸套磨損過(guò)重使機(jī)油竄入燃燒室，致使動(dòng)力不足。柴油機(jī)剛起動(dòng)，特別是在冬季在個(gè)別氣缸還沒(méi)有燃燒的情況下，機(jī)油還沒(méi)有到達(dá)各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)時(shí)，不管有無(wú)負(fù)荷，總喜歡一腳把油門踩到底讓發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣做就會(huì)增加各軸承處的磨損，增加燃油消耗，污染環(huán)境。發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)使冷卻系統(tǒng)水溫升高；潤(rùn)滑系機(jī)油變稀，潤(rùn)滑效果降低；同時(shí)油門踩到底，還存在安全隱患，如果油門連桿機(jī)構(gòu)或高壓油泵齒條卡死，遇到緊急情況，油門降不下來(lái)，會(huì)造成操作人員的驚慌誤判，引發(fā)人身安全或設(shè)備事故。

（二）對(duì)離合器總成工作原理不熟悉導(dǎo)致的故障

離合器主要承載發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出部分，故障主要分兩類：

一是超負(fù)荷使用造成離合器損壞。主要是在起鉆時(shí)，沒(méi)有根據(jù)井下負(fù)荷選擇合適的檔位，重負(fù)荷用高檔起鉆。造成離合器摩擦片和中盤鋼板溫度升高，致使摩擦片燒蝕，表面會(huì)呈現(xiàn)凹凸不平狀影響正常使用，造成離合器過(guò)早損壞。超負(fù)荷使用離合器還會(huì)造成連接帶（帆布拉筋，它是由多層帆布和橡膠制成，中間由白鐵皮包裹）頻繁損壞，因?yàn)檫B接帶是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出到離合器的傳遞紐帶，屬柔性傳動(dòng)，主要保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)免受沖擊載荷。連接帶長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷就會(huì)破損、斷裂，早期發(fā)現(xiàn)就應(yīng)及時(shí)更換，更換時(shí)幾個(gè)連接帶必須同時(shí)更換，否則它們受力不一致很快也會(huì)損壞?，F(xiàn)場(chǎng)使用中，往往為了怕麻煩，存在僥幸心理，工作任務(wù)要緊就湊合使用，這樣使用的危害會(huì)使離合器運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，動(dòng)平衡遭到破壞，連接帶損壞會(huì)更頻繁，而且大多是同一個(gè)連接帶損壞，一次通井機(jī)啟動(dòng)時(shí)連接帶飛出，將檢查窗口的鑄鐵打飛一塊，可見(jiàn)力量之大，如果打到人，后果不堪設(shè)想，因此，每次啟動(dòng)之前，我強(qiáng)調(diào)通井機(jī)門口兩邊一定不能站人，這一點(diǎn)我也希望其他操作人員在安全上必須足夠重視它。

二是違反操作規(guī)程使用離合器。主要表現(xiàn)在用主離合器帶重負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間半聯(lián)動(dòng)使用離合器?，F(xiàn)場(chǎng)井內(nèi)管柱負(fù)荷在10噸左右時(shí)，很多司鉆為追求速度先合上滾筒離合器再用主離合器帶負(fù)荷起鉆，而且他們認(rèn)為這樣安全，因?yàn)槎叹嚯x好控制（氣路動(dòng)作快，不像液路穩(wěn)定，當(dāng)然更主要是司鉆剎車和滾筒離合器配合不熟練），柴油機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速高，扭矩小，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)就能改變轉(zhuǎn)速，并使動(dòng)力機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)部件的扭矩增大，即實(shí)現(xiàn)減速增扭的過(guò)程。用主離合器直接帶負(fù)荷起鉆屬于違章操作設(shè)備，這樣改變了動(dòng)力傳遞方式。正確動(dòng)力傳遞方式應(yīng)該是發(fā)動(dòng)機(jī)至主離合器——絞車變速箱——滾筒大齒輪-——滾筒離合器——滾筒。重載的沖擊載荷主要由滾筒離合器承擔(dān)，以達(dá)到保護(hù)變速箱及發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。在使用主離合器起鉆后，由于滾筒離合器一直處于結(jié)合狀態(tài)，所有的沖擊載荷都轉(zhuǎn)嫁到主離合器和變速箱上。從靜止到運(yùn)轉(zhuǎn)，有很大的慣性力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大地阻力矩。其數(shù)值可能大大超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出的最大扭矩，造成超過(guò)其承載能力的載荷，而使機(jī)件（包括變速箱內(nèi)的齒輪、傳動(dòng)軸、靠背齒輪和鏈條）損壞。它們?cè)谒查g承受巨大的沖擊力，會(huì)造成齒輪斷齒，鏈條繃斷，鏈輪磨損等故障。使用主離合器帶負(fù)荷起鉆，離合器就必然要半聯(lián)動(dòng)，否則發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)憋熄火。還有的情況是設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作停機(jī)后，應(yīng)合上總離合器，防止離合器變形接觸不良?？傠x合器操縱桿的行程不對(duì)，分離杠桿與分離軸承相碰，離合器會(huì)處于半分離、半結(jié)合狀態(tài)，離合器長(zhǎng)期使用半聯(lián)動(dòng)，會(huì)加速摩擦片的磨損，直接縮短離合器的使用壽命。時(shí)間長(zhǎng)了，鉚釘會(huì)松動(dòng)折斷，致使摩擦片脫落，離合器無(wú)法使用。

（三）對(duì)絞車制動(dòng)擋位及變速箱結(jié)構(gòu)缺乏了解導(dǎo)致的故障

首先是絞車剎車故障：剎車不當(dāng)，縮短剎車機(jī)構(gòu)和提升系統(tǒng)的壽命，很多司鉆一方面為了搶時(shí)間，另一方面為了顯示自己的操作水平高，在下重鉆時(shí)往往等到游動(dòng)滑車快要撞到井口了才一把剎住，殊不知這樣做不僅有撞井口傷人危險(xiǎn)，而且提升大繩瞬間會(huì)受到巨大拉力隨時(shí)都有被拉斷的危險(xiǎn)，也會(huì)造成剎帶不能均勻磨損甚至斷裂，加速了剎車片的死亡。正確做法是提前慢剎或點(diǎn)剎制動(dòng)，使剎車片與剎車轂有最大接觸面積，提高剎車的可靠性和延長(zhǎng)剎車機(jī)構(gòu)的使用壽命。

司鉆除絞車操作外還必須會(huì)將剎車機(jī)構(gòu)檢查調(diào)整到合格狀態(tài)，因?yàn)榫仑?fù)荷及剎帶磨損隨時(shí)都在變化。例如在某井套補(bǔ)作業(yè)，當(dāng)班司鉆在正常下鉆過(guò)程中，當(dāng)下放鉆桿和大鉤快至井口時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)剎不住車，當(dāng)時(shí)剎把已剎至最低位置。導(dǎo)致大鉤砸落井口，幸好井口人員躲避及時(shí)。事后調(diào)查了解，發(fā)現(xiàn)因剎車帶限位螺釘未上到位，導(dǎo)致剎車間隙不當(dāng)，發(fā)生抱剎的現(xiàn)象，大鉤下放速度慢，當(dāng)班司鉆讓一位新工人在剎帶處敲擊，以便有利于下放，導(dǎo)致剎車帶銷子脫落，剎車失去作用。分析：該案例說(shuō)明操作人員對(duì)剎車的間隙調(diào)整方法沒(méi)有掌握，即使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后沒(méi)能解決，采取違章操作、蠻干。操作人員應(yīng)了解：剎帶是鉚定在剎車鋼帶上的，而鋼帶通過(guò)掛鉤、定位螺釘和滾筒支架等包住剎車轂，將手剎車?yán)郊X第四齒，上緊所有定位螺釘，再同時(shí)松開(kāi)2圈左右，松剎車進(jìn)行微調(diào)即可將間隙調(diào)整好。

其次是在檔位出現(xiàn)的故障：我們有很多司鉆在換擋的時(shí)候，認(rèn)為只要有速度和力量就能把檔掛上。很少正確利用油門和離合器的配合來(lái)?yè)Q擋。往往在總離合器摘擋后沒(méi)有完全推到位，即擋位鎖止銷沒(méi)有完全解鎖，發(fā)動(dòng)機(jī)油門沒(méi)有降下來(lái)，傳動(dòng)軸止動(dòng)摩擦片未接合時(shí)強(qiáng)行換擋。通井機(jī)的擋桿是一個(gè)省力杠桿機(jī)構(gòu)，我們施加到檔桿上的力被放大后傳遞到連桿機(jī)構(gòu)和換擋撥叉上。如此蠻力會(huì)導(dǎo)致變速連桿折斷，變速箱內(nèi)撥叉螺釘斷以及中間軸軸向定位調(diào)整螺釘斷等各種故障。如撥叉錐形螺釘就是最易受傷的一個(gè)，更換它也不是一件簡(jiǎn)單的事，需轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿將斷了的部分倒出，稍不小心就可能掉入變速箱，這一點(diǎn)也希望廠家有所改進(jìn)。正確的操作方法應(yīng)該是，換擋之前先松油門降低發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速。然后分離離合器切斷動(dòng)力，繼續(xù)往前推離合器操縱桿，解除檔位鎖并使離合器止動(dòng)摩擦片接合，進(jìn)一步降低傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。待主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速降至最低，即將停止時(shí)是換擋的最佳時(shí)機(jī)。有時(shí)滾筒在高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，雖然總離合器和滾筒離合器都已摘除，但貓頭還在轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)由于慣性大齒輪帶動(dòng)小齒輪及變速箱齒輪還在以較高速度運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)掛擋必然打齒。必須看到貓頭靜止或即將停止時(shí)才換擋。

綜上所述，只要我們加強(qiáng)責(zé)任心，不斷學(xué)習(xí)設(shè)備專業(yè)知識(shí)，提高我們的操作技能水平，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正確的使用和維護(hù)設(shè)備，才能將設(shè)備發(fā)揮出最佳效果，使它更好地為我們服務(wù)。

[1]中石油勞資局.作業(yè)機(jī)司機(jī)

[2]胡波，曲春義.XT-12通井機(jī)主離合器故障分析與排除

[3] 甘俊凱.操作不當(dāng)是造成通井機(jī)故障的主要原因

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.091

劉友軍 本科 教師 技術(shù)職稱 中級(jí)技能等級(jí) 技師。