关于加强钻井队液压站维护保养

作者:未知

  摘 要:隨着国内外石油装备的快速发展,国内石油钻机的液压系统发展较为迅猛。国内以中石油宝石机械厂联合多家单位引进的亚洲首台全液压深井智能钻机TI-350T为例;该钻机是德国海瑞克以独特的全液压设计理念,实现了安全、环保。该钻机采用多项目目前世界顶尖的石油工业装备技术。目前石油钻井队所用液压站主要分为顶驱液压站、组合液压站、液压盘刹液压站。
  关键词:加强;钻井队;液压站;维护保养
  1 钻井队液压站用途及分类
  1.1 顶驱液压站
  石油钻机顶部驱动钻井装置(简称顶驱)是现代钻井技术装备发展的三大成果之一,它是集机、电、液技术于一体的较为复杂的装备。与常规转盘方钻杆钻井相比具有显著的优点,采用顶驱钻井,在提高钻井效率、节约辅助时间、降低钻井成本、确保孔内和人身安全方面有明显优点。液压系统是该装置的重要组成部分,发挥了其远距离传动与控制的优势,使顶驱的功能得以充分展现。为提高顶驱工作的可靠性,液压泵站配置了2台泵组,主泵出口有单向阀防止油液反流,并设有电气控制联锁和异地操纵,通常只1台泵组工作。主泵选用限压式变量柱塞泵,当系统压力低于设定的压力时,泵全排量输出;当系统压力高于设定压力时,排量近似为0,保持系统压力不变。液压油箱有液位、温度自动报警系统。还设有独立的风冷装置,对液压油进行循环冷却。当油温超过65℃时,风冷电机自动起动,低于35℃时停止。
  1.2 组合液压站
  组合液压站也称为机具液压站,该液压站主要为井口机械化工具(液压大钳、套管钳、液压猫头、铁钻工等)、套管扶正台、液压绞车、井架底座起升缓冲液缸、井口移送装置等提供液压动力。最早宝石机械厂生产的组合液压站也包括液压盘刹功能,由于井口机械化工具特别是液压大钳和盘刹共用一个液压油箱,液压大钳在使用过程中会产生许多机械杂质,同时会使油温迅速升高,这些因素都不利于盘刹柱塞泵的使用;会造成盘刹液压柱塞泵损坏。该组合液压站设置2台油泵电机组,电机通过联轴器带动柱塞泵,柱塞泵通过吸油过滤器从油箱中吸油,为系统提供压力油。液压站中有单向阀、溢流阀、压力表、截止阀、电磁阀、油液冷却器等组成;同时具有加热、加油、冷却、油液液位显示和报警系统。
  1.3 液压盘刹液压站
  液压盘式刹车由于具有制动力矩可调性好、操作惯性小、动作灵敏、易实现自动控制、使用维护方便等优点,被各石油绞车生产厂家广泛使用,取代原刹车带鼓式刹车。液压盘刹主要采用液压系统进行操作与控制,其液压系统性能好坏直接影响到刹车的工作性能。液压盘式刹车装置由三部分组成:制动执行机构、液压站及操作台,他们之间用液压管线连接。液压站是动力源,为执行机构提供必需的液压动力。该装置具有五种功能:工作制动、紧急制动、过卷/防碰保护、驻车制动、误操作保护。盘刹作为钻井设备的核心部件,其使用与维护在钻井施工中至关重要,操作不当、维护保养不到位,轻者会导致溜钻、顿钻,重者则会导致人身伤亡的悲剧。2018年以来兄弟单位陆续发生数起由盘刹刹车失灵引起的事件, 严重影响正常钻井生产,为生产造成非常大的安全隐患。
  2 液压油污染的原因与危害
  优质可靠的液压系统是针对无故障使用寿命长而设计的,它仅需要很少的维护。但是这少量的维护对于得到无故障工作来说却很重要。因为实践证明高达80%的失效和损坏是由于污染、维护不足和油液选用不当造成的。如果在日常使用中,不注意使用,液压油受到污染,质量再好的液压油、液压相关元件也会很快性能变差,使之不能正常工作。
  2.1常见钻井队液压油污染原因
  据资料统计表面,液压系统的故障主要是污染物引起,油液的污染是液压系统失效及液压相关元件损坏的最主要根源。据不完全资料统计:
  2.1.1 沙尘等引起
  2013年5月13日某队在哈德作业区进行一开钻井作业,突然液压盘刹压力持续下降,达到4MPa;导致盘刹系统安全钳出现刹车抱死的动作,严重影响了正常的钻进作业;井队进行了日常的调压等工作,均压力无法上升。通知修理厂家到井进行现场维护,修理厂家人员发现油品太差;建议进行整个液压站系统进行清洗等。由于钻井工艺要求,无法等待较长时间,当场更换美国Parker Denison PV62R1ECO2 3600psi A2PB066 柱塞泵。压力恢复正常,盘刹各功能正常;暂时恢复正常钻井作业。5月14日下午,井队又发现盘刹系统压力又出现持续下降现象。修理厂家建议盘刹液压站进厂进行全面修理。进厂打开油箱发现,油箱底部沉淀油泥(主要是黄沙)较多,整个液压油处于浑浊状态。经过了解发现,井队刚从老井搬家到新井,当时搬家期间,哈德作业区块存在沙尘暴天气,由于液压站呼吸孔等密封不严,导致黄沙进入液压油箱;从而引起盘刹无法工作,耽误钻井作业等。经过对油箱及管路清理后,更换新柱塞泵后,加注新油,盘刹一直正常工作。从拆检损坏的柱塞泵和清洗管路的情况分析,使用的液压油脏是液压柱塞泵损坏的原因之一。液压油里的沙尘多加速柱塞泵各密封面的磨损,导致密封面出现沟槽,无法调整到更高的压力,随着磨损的加重,压力会越来越低。此现象在塔里木油田各钻井公司均出现个。
  2.1.2 维修及保养不当等引起
  2017年8月15日某队在克深区块进行钻井作业,组合液压站压力下降,柱塞泵温度较高,无法满足液压大钳工作。经过分析判断,由于该队工人在现场对组合油液站进行维修时,把油箱里面的油全部倒入了不干净的油桶,并且把维修液压站中留出的部分液压油用接油盆接住,在修理中工人使用了毛毡进行擦洗液压元件。毛毡中的细毛混入油里。井队工人在修理完液压站后,把带有毛毡细毛的不干净油和油桶里面的不干净油又全部倒入液压站油箱中。经过运转一段时间后,液压站出现上述现象。经过修理厂家对组合液压站全面清洗及吹扫,更好新泵后,液压站恢复正常;各液压机具均正常使用。   2.1.3 液压油本身变质及油品选用不当造成
  液压油使用时间较长后,其油膜强度不足以承受工作负载的压力,致使金属表面相互接触,从而导致摩擦力急剧增加,加速零件的磨损。液压油的润滑性能下降也使液压泵和液压马达内部啮合面磨损。因此,在使用中掌握液压油品的质量状况,在它发生明显变质时及时更换,是保护设备、降低成本的一项重要手段。油品选择不当油的品牌、质量和黏度等级不符合要求,或不同牌号的液压油混用,造成液压油黏度指数过低或过高。若液压油黏度过高,则功率损失增加,油温上升;如果黏度过低,则泄露量增加,油温升高。
  3 加强钻井队液压站维护保养
  3.1 加强液压站现场运行管理
  严格落实岗位责任制和操作规程,及时做好设备维护保养工作,降低设备故障率,确保设备安全、高效运行。要加强现场人员业务知识学习,熟知液压站及各执行机构的结构与工作原理。增强设备隐患的敏感度,液压系统出现任何不正常的情况,必须认真检查,查找原因,消除隐患。如工作钳、安全钳释放缓慢时,应检查盘刹相关阀件,做到早发现,早处置等。
  3.2 选择合适的液压油
  液压油在整个液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用。根据各液压站的功能,按照设备的说明书及环境因素选择合适的液压油。液压油按照要求规范用油,冬季使用L-HV32低温抗磨液压油,夏季使用L-HM46抗磨液压油。定期更换,一般为3至6个月,超过一年的必须进行更换,更换时必须同时清理油箱、管线、油缸。
  3.3 加强液压油的使用管理
  严格按油水管理规定做到“三过滤、一沉淀”,油品加注时做到“不见天”。设备泄漏的油要及时清理、收集,统一存放并标识为“废油”,不得再次加注到设备中重复使用。沙尘天气是尽量减少润滑油更换、加注工作,减少沙尘对润滑油的污染。按规定检查、清洗、更换滤芯,对环境条件较恶劣的地区,要加密滤芯的保养频次,保证润滑油的清洁。回油滤油器滤芯、管路过滤器滤芯、高压滤油器滤芯6个月更换一次。
  3.4 加强维修及保养过程中的污染控制
  液压站出现故障进厂或在现场进行维修保养过程中,如果操作不当,反而会引起莫名其妙的新故障;这是由于在维修保养过程不注意管理引起的污染造成的。因此维修的场地及环境必须干凈,所拆解的液压元件应清洗干净,然后用压缩空气吹干;以此避免环境中出现粉尘、杂质等现象。
  3.5 加强设备防护措施
  在钻井队长途搬迁运输中,应加强液压站的防护措施。由于搬家路途颠簸,会出现震动现象;对于搬迁运输的安全性和稳定性都造成了较大的影响,并且造成了设备的系统污染现象。因此,为保障设备的安全稳定性,通过加强设备的固定及减震作业措施,降低设备系统的污染机率。同时,搬迁运输时加强对设备的外表防护,关闭液压站各护罩门;检查各呼吸口是否密封完好。
  3.6 加强液压系统常用备件的储备
  钻井队的液压系统出现问题会影响整个钻井作业进度;液压系统一旦出现问题,均需要根据液压原理及问题状况进行系统分析及排除;在维修过程中,对液压系统及液压元件进行全面检查,对有严重缺陷或失效的元件进行修理及更好,所以储备好设备的常用易损件和稀有的、缺失后影响生产正常进行的特种配件。
  4 小结
  为了延长设备的使用寿命,降低设备的故障率和维修费用;加强作业人员对液压站的维护保养。随着钻井设备液压功能逐渐增多,液压系统故障复杂多变,原因较多。每次维护中均要遵循液压原理,充分认识液压系统故障的特征及规律;以最快的速度恢复钻井作业生产。
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