中油海8-机械-任新温-TDS-11SA顶驱定位销和背钳液压故障分析讲解.docx

TDS-11SA顶驱定位销和背钳液压故障分析中油海8 任新温【摘要】：本文结合工作中遇到的顶驱定位销液压控制回路故障排查实例，对其液压控制回路进行了分析，最后进行总结，对顶驱液压控制系统提出故障排查的一点思路和维护保养注意事项。【关键字】：顶驱 定位销 背钳 液压顶驱是为满足钻井工程需要，研发出来的一项重要技术装备，因可以有效减少井下复杂时率、降低井控风险、避免钻井事故，能够满足许多深井、定向井、和复杂井的设备需求，已成为海洋钻井平台上的必备和关键设备之一。TDS-11SA顶驱主要由导轨、电机、齿轮箱、管子处理机、电控系统、液压控制系统等组成，其中液压控制系统是非常关键的组成部分，管子处理机的所有动作需要液压系统驱动和控制，但液压系统控制回路复杂，在顶驱特殊的工作环境下，故障的排查显得十分困难，如果不能快速和及时的排除故障，将直接影响钻井工程的顺利进行，甚至造成工程复杂和事故。TDS-11SA顶驱定位销和背钳液缸是管子处理时最常用的执行机构，其液压控制回路也是相对容易出现故障的薄弱环节。作者曾遇到TDS-11SA顶驱在使用过程中，旋转头定位销自动打出，不能收回，卡住旋转头造成旋转头无法旋转的故障。下面结合这次故障排查过程实例，对定位销和背钳液缸控制回路进行分析。一、定位销和背钳的用途定位销和背钳又叫安全锁销和抓握器，主要是在处理钻具上卸螺纹时互锁定位，保证人身和设备安全。主要有3方面的作用：1、锁定顶驱旋转头旋转和吊钳动作，保证施工安全；2、顶驱在随意高度上卸钻具时，需要背钳夹紧钻具才能工作；3、接钻具过程中，具有自动对中功能。二、定位销和背钳的操作旋扣时，手轮回零位，将DRILL/SPIN/TORQUE（钻进/旋扣/冲扣）开关置于旋扣SPIN位置。上扣时，钻具头和保护接头之间扣未带满之前，不要动作背钳，否则会损坏保护接头。冲扣时，将DRILL/SPIN/TORQUE（钻进/旋扣/冲扣）开关置于冲扣TORQUE位置。需要打背钳时，按紧背钳按扭不要松开。按下背钳按扭后到卡紧钻具会略有延迟。打背钳时，保持刹车在OFF状态，否则背钳不会动作。若按下背钳按扭较长时间后仍未卡紧，松开背钳按扭然后重新按下，不要试图使旋转头旋转来让定位销销入。卸扣时，扭矩卸开后旋出时使用Stand Jump使顶驱上升，保护丝扣。背钳卡紧钻具的动作分为：1、定位销销入旋转头齿轮锁紧旋转头；2、背钳液缸将钳头顶出来夹紧钻具。三、定位销和背钳液压控制回路分析1、当定位销和背钳不动作时,定位销处于充压回缩状态,这时背钳也处于回缩状态,顶驱旋转头可以自由转动。其液压控制回路如下图所示。各测试点的压力：B5＜100PSI，C5=2000PSI，G5=1000PSI，CR=1000PSI，CP＜100PSI。2、按下背钳按钮，定位销伸出，插入大齿圈上的销孔,卡住大齿圈。如果定位销错过对应齿轮圈上的某一个销孔，智能控制系统会给旋转头控制电路一个脉冲，使旋转头轻微间歇转动，直到销子进入定位孔。其液压控制回路如下图所示。各测试点的压力：B5迅速升至2000PSI，C5从400PSI逐渐升至2000PSI。3、当销子进入定位孔后，可控单向阀CV5打开，液流进入背钳液缸,控制液缸动作，夹紧钻具。其液压控制回路如下图所示。各测试点的压力：B5=2000PSI，C5=2000PSI，G5＜100PSI，CR＜100PSI，CP=2000PSI。四、故障排查实例1、故障现象TDS-11SA顶驱在使用过程中，旋转头定位销自动打出，不能收回，卡住旋转头造成旋转头无法旋转。2、故障排查分析初步判断：SV5三位四通换向阀、A5单向节流阀、T-10A调压阀、背钳液压回路上其它功能阀的故障、液压系统回路上其他功能阀故障。故障排查：试验管子处理机其它动作，均正常，初步判断液压系统回路其它功能阀无故障。打背钳，背钳液缸有动作，初步判断背钳液压回路上其它功能阀无故障。现场更换射销密封后，故障未排除，判断不是射销密封的原因。不打备钳时，现场测试系统压力正常，B5、C5口压力为0，G5口压力为1000PSI，C5压力不正常，判断可能是A5单向节流阀堵塞故障。打备钳时，B5=2000PSI，判断SV5三位四通电磁阀无故障。拆掉定位销复位油管接头，启动顶驱，A5管线接头没有液压油流出，确定是A5单向节流阀堵塞故障。3、故障排除拆掉单向节流阀，检查后发现确实堵塞不通。疏通单向节流阀A5，将单向节流阀及管线接头复位，运转顶驱，此时锁销复位，转动旋转头正常，试验背钳夹紧功能正常。测试各测压口压力正常，确定T-10A调压阀无故障。4、故障原因分析在更换射销密封、液压油滤芯或者液压油时混入的微小杂质，随液流正好堵塞在A5单向节流阀节流孔处（0.031″）。A5堵塞后，压力油无法通过A5流入射销前腔，而射销后腔存在