鐘坤祥

摘 要：隨著石油鉆井的發(fā)展，在出國(guó)的石油鉆探項(xiàng)目中頂驅(qū)已經(jīng)成為一種不可或缺的重要設(shè)備，其中最為普遍的就是VARCO頂驅(qū)。但是，石油鉆井環(huán)境惡劣，偏遠(yuǎn)，設(shè)備故障頻發(fā)，需要現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員深入研究各種設(shè)備故障，制定一套較為完善的解決策略，以最快時(shí)間解決恢復(fù)鉆井工作，確保較高的日費(fèi)率。

關(guān)鍵詞：頂驅(qū)；故障；解決策略

頂驅(qū)的全稱為頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置TDS（TOP DRIVE SYSTEM），該裝置可起下28M立柱，減少了鉆井時(shí)三分之一的上卸扣操作，可在不影響現(xiàn)有設(shè)備的條件下提供比轉(zhuǎn)盤更大的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，可以連續(xù)起下鉆、循環(huán)、旋轉(zhuǎn)和下套管，還可以使被卡鉆桿倒劃眼。優(yōu)越性無(wú)需多說(shuō)，但作為一種集機(jī)、電、液為一體的自動(dòng)化設(shè)備，在出現(xiàn)故障的情況下需要更為精通的技術(shù)人員處理相關(guān)故障，下面僅對(duì)在科威特現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的頂驅(qū)故障及其處理進(jìn)行總結(jié)：

1電控故障引起的頂驅(qū)問(wèn)題及解決策略

（1）變頻器故障引起頂驅(qū)控制失靈的解決策略：變頻器的主要故障集中在過(guò)流F002、F006、F015、F023、F051、F053、F035。①F002、F011為過(guò)流故障，當(dāng)出現(xiàn)缺相、短路（冬季油路遇阻時(shí)）都會(huì)出現(xiàn)過(guò)流，還有就是扭矩過(guò)大，處理井下復(fù)雜情況時(shí)可能出現(xiàn)，出現(xiàn)時(shí)釋放扭矩或者重啟變頻器等操作；②F006直流母線電壓過(guò)高，電壓高于1020V，鉆具遇卡；③F015、F051、F053編碼器故障，有可能是編碼器線路損壞或編碼器出故障，典型現(xiàn)象，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸時(shí)，無(wú)轉(zhuǎn)速，振動(dòng)，高扭拒，剎車燈不亮，應(yīng)急解決辦法：打開旁通開關(guān)；④F023逆變器超溫，空調(diào)或風(fēng)機(jī)不工作，對(duì)于小變頻器按P復(fù)位，對(duì)于大變頻器按RESET鍵復(fù)位或柜子中PMU的P鍵；⑤F025、F026、F027缺相，對(duì)于小變頻器按P復(fù)位，對(duì)于大變頻器按RESET鍵復(fù)位或柜子中PMU的P鍵；⑥F035外部故障，動(dòng)力剎車（能耗制動(dòng)），使頂驅(qū)控制房主電源斷路器CBM跳閘，而且也容易出現(xiàn)VDC上的急停開關(guān)被人誤動(dòng)作，當(dāng)判斷了其他故障仍沒有解決F035故障，可以把DB Chopper 拆下來(lái)檢查內(nèi)部是否有損壞，如果沒有明顯短路故障，可以短接Chopper下端子4#、5#端子。

（2）PLC故障引起頂驅(qū)控制失靈的解決策略：搬家后頂驅(qū)主變頻器系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)，檢查發(fā)現(xiàn)PLC出現(xiàn)SF故障顯示，PLC無(wú)法正常工作，使頂驅(qū)主變頻器無(wú)法工作，后又出現(xiàn)BATF故障。先對(duì)所有的通訊線路、通訊終端電阻、接線頭等部份進(jìn)行檢查，重新上電后PLC的SF故障消失，系統(tǒng)仍無(wú)法工作。后在停電狀態(tài)下將PLC閃存卡（儲(chǔ)存卡）拔下來(lái)，再上電，將RAM內(nèi)部程序清零；停電，插入閃存卡，重新上電，系統(tǒng)恢復(fù)正常。對(duì)于SF故障而言，現(xiàn)場(chǎng)首先需要做的事就是對(duì)系統(tǒng)斷電后，重新啟動(dòng)一次，如果故障依然存在，就對(duì)PLC的RAM程序進(jìn)行清零，重新上載閃存卡中的程序。如果故障仍存在，就應(yīng)重點(diǎn)檢查硬件。每一模塊都有自己的工作狀態(tài)指示，如果模塊都沒有故障指示，請(qǐng)重點(diǎn)檢查通訊線、通訊終端及電阻開關(guān)位置、接頭情況等；再就是更換CPU等硬件，直到故障排除。

（3）輔助動(dòng)力線出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致控制錯(cuò)誤的解決策略：主要是出現(xiàn)電纜內(nèi)部導(dǎo)線相互間短路和導(dǎo)線斷路，造成風(fēng)機(jī)或液壓泵電機(jī)不能正常工作，使小變頻器出現(xiàn)F011故障跳閘，司控臺(tái)出現(xiàn)低風(fēng)壓、低油壓報(bào)警，小變頻器復(fù)位后又會(huì)再次跳閘。現(xiàn)場(chǎng)都采用了備用線替換短路或斷路的導(dǎo)線解決電纜問(wèn)題。

2機(jī)械液壓故障引起的頂驅(qū)問(wèn)題及其解決策略

（1）旋轉(zhuǎn)頭隨主軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)頭浮動(dòng)液缸不工作：根據(jù)旋轉(zhuǎn)頭的工作原理判斷，該現(xiàn)象出現(xiàn)的可能原因是密封損壞、液缸上部的潤(rùn)滑脂溢流閥失效、液壓系統(tǒng)壓力過(guò)低等，但經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢修發(fā)現(xiàn)，根本原因是密封損壞，需要更換原裝密封后旋轉(zhuǎn)頭正常工作；

（2）平衡系統(tǒng)故障的解決策略：主要分為平衡系統(tǒng)不起作用和立柱上跳無(wú)效兩種現(xiàn)象，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)象主要可能原因有液缸損壞或密封泄露、電磁閥SV9未打開、溢流閥打不開、蓄能器予充壓力低、PCC打不開、系統(tǒng)無(wú)壓力，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)過(guò)這種故障，大部分原因都是壓力問(wèn)題和密封泄露問(wèn)題，調(diào)整相關(guān)壓力及更換密封后問(wèn)題解決；

（3）吊環(huán)傾斜液缸故障解決策略：該故障主要現(xiàn)象有吊環(huán)不傾斜或不同步、吊環(huán)達(dá)不到鼠洞或不能回歸井口中心、卸載后吊環(huán)晃蕩等，根據(jù)相關(guān)現(xiàn)象主要原因有吊環(huán)夾子調(diào)整不準(zhǔn)確、液缸密封失效、溢流閥壓力超出范圍或有雜質(zhì)、液缸問(wèn)題或者電磁閥不換向等原因，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障結(jié)合，主要原因大部分都是電磁閥雜質(zhì)或者密封墊出問(wèn)題導(dǎo)致的控制失靈，清洗電磁閥及更換密封墊后問(wèn)題解決；

（4）內(nèi)防噴器液缸故障解決策略；該故障主要現(xiàn)象有安全閥泄露、旋轉(zhuǎn)時(shí)震動(dòng)或顫動(dòng)、液缸不能啟動(dòng)等，主要原因有內(nèi)部磨損或啟動(dòng)器不正常工作、連桿或啟動(dòng)滑套磨損過(guò)大、凸輪滾珠磨損、減壓閥堵塞、蓄能器無(wú)充能活未充壓力，該故障在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)較多，調(diào)整好相關(guān)壓力及更換相關(guān)磨損件后問(wèn)題解決；

（5）止動(dòng)銷液缸和夾緊液缸的故障解決策略：該故障主要現(xiàn)象是止動(dòng)銷不嚙合、夾緊液缸不活動(dòng)、止動(dòng)銷嚙合但夾緊液缸不活動(dòng)等，主要原因有電磁閥不工作或液流閥未調(diào)整、正常壓力變化顯示管線或止動(dòng)銷液缸失效、液缸中無(wú)壓力或壓力降低、液缸損壞、控制閥不工作、B5和C5壓力變化顯示閥件的問(wèn)題，該故障在溫度較高的科威特出現(xiàn)比較頻繁，調(diào)整相關(guān)閥件及壓力后故障解決；

（6）交流鉆井電機(jī)剎車系統(tǒng)的故障解決策略：該故障主要現(xiàn)象有剎車片不松開、剎車片松開但仍拖動(dòng)、打開開關(guān)后剎車動(dòng)作遲緩等，主要原因方向閥阻塞、管線被擠壓、油壓達(dá)不到1400psi、液壓油被污染或減壓閥有問(wèn)題等，現(xiàn)象出現(xiàn)該故障時(shí)大部分原因集中在這三點(diǎn)，清理方向閥或者更換被污染的液壓油或者更換被擠壓管線后系統(tǒng)正常。

總而言之，在現(xiàn)代石油鉆井中，頂驅(qū)的廣泛使用已經(jīng)成為一種標(biāo)配，不斷提高現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)技術(shù)人員的工作技能是關(guān)鍵，畢竟大部分頂驅(qū)廠家的控制原理差別不大，需要舉一反三，隨時(shí)準(zhǔn)備好處理頂驅(qū)出現(xiàn)的各種故障。在這種機(jī)、電、液為一體的裝置中，故障往往不是一個(gè)原因引起的，需要結(jié)合多方面的因素進(jìn)行考慮，全面完善對(duì)設(shè)備的認(rèn)知，在出現(xiàn)故障的同時(shí)耐心處理，解決故障。

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