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CAT3512B高速运转无故障停机的排查

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  摘要:CAT3512B柴油发电机组作为石油钻井行业的主要动力来源,其运转性能的好坏起着至关重要的作用。需要我们加强设备的维护保养,提升技术人员的专业素质,更好的应用于现场工作之中,更好的服务于钻井生产,做好后勤保障工作。
  关键词:CAT3512B;动力;钻井
  石油钻井生产主要由钻台、泥浆、机房三大部分组成,每个部分在各自的环节中起着不可替代的作用,任何一部分出现问题都可能造成严重的影响。作为主要的动力基础-CAT3512B,在动力供给端不可或缺,在井深超过5000ft以上时,设备负荷较重,需要足够的动力供给,如果某一动力出现问题,造成供给不足,引起钻井泵甚至绞车故障,后果不堪设想。
  1 设备名称及主要技术参数
  名称:CAT3512B。
  主要技术参数:功率1310kW,转速1500r/min,发电机型号SR4B。
  该柴油发电机具有多种保護措施,包括欠电压、过电压、过频、逆功率、怠速和转速传感器脉冲丢失等,其中欠电压保护由发电机断路器本身设定,其他保护都由保护电路实现。
  2 故障描述
  生产过程中,随着泵压、扭矩的上升,负载电流较大,两台柴油发电机组的负载能力过重,准备启动第三台柴油发电机组进行动力的补充。在启动4#CAT3512B柴油发电机组,怠速910r/min正常,挂高速1500r/min正常运行1min,正准备上线时发现该车转速迅速下降直至停车。
  3处理经过
  1首先检查柴油机自身控制屏故障显示未发现故障代码,检查相关参数也未发现异常,怠速运转和高速运转时的电压值、温度值、压力值均正常,没有出现压力过大或者温度过高等导致机体停车的可能性;
  2检查其执行器信号、转速信号、励磁信号、电喷信号:
  a执行器电阻值R533-545 为32.3Ω,R508=5Ω,V=1.1V,在真长的范围内;
  b转速信号传输正常,电阻值、电压值没问题;
  c励磁信号:进入励磁版的1#、10#,电阻值为3.2Ω,也是正常范围内的电阻值;
  d电喷信号:+24V正常,无波动。
  3检查其交流模块(ACControlModule),各元件未发现明显的短路或者断路,AC模块各触点均有相对应的信号输入输出,未发现动作信号;
  4检查柴油发电机组的保护电路,未发现动作的现象。重新启动该车,高速运转2min又出现相同的停车现象,怀疑可能存在隐性故障,需要用专用检测工具进行在线监测,实时关注设备运转参数。
  使用专用检测仪器CATET-CatterpillarElectronicTechnician。
  在线监测看能不能发现什么故障.果然在ET上显示该车检测报告所示:“E013(3)曲轴箱压力高警告24次”,“E101(1)曲轴箱压力高停机12次”,但该故障在CAT3512B机体上却未显示出来,对照该发电机运行时间,最后一次停车时间和故障停机显示的时间一致,故锁定故障点,曲轴箱压力或者传感器有问题。
  在ET故障的指示下,拆开曲轴压力传感器161-9926 进行检查,接头处干净未发现异物,测量其电阻值忽高忽低,仔细检查发现该传感器有裂纹,很可能接触不良,稍微用力传感器便断开成两部分,这也是传感器阻值变化的根源,导致压力检测异常,更换新的传感器进行测试,连续三次启动后高速运转未出现停车现象,ET检查也未出现E101(1)或者E013(3),曲轴箱压力高导致的警告甚至停车故障排除。
  4 原因分析及建议
  1传感器老化和柴油机震动剧烈导致传感器本体断裂,内部处于似连非连的状态,需要特别注意观察老化的器件工作状态;
  2无故障代码停车是比较头疼的故障现象,需要及时借助ET等工具进行检查,找到可能性的原因,前提是已经排除了电控系统方面的AC模块、油门控制等的故障可能性;
  3柴油发电机组的控制系统中的保护电路,在柴油发电机组出现故障时,通过继电器切断发电机输出断路器的失压脱扣线圈的电源,使发电机从电网上脱开并自动停机,达到对发电机及其他设备的保护的目的;
  5 总结
  CAT3512B柴油发电机组的故障多种多样,需要认真对其进行检查,逐步排查,缩小检查范围,将机械部分和电控部分分离开进行检查,思路清晰,不能让总结如无头苍蝇般乱窜,用最少的时间找到故障根源,解决故障,恢复设备正常运行。
  参考文献:
  [1]CAT3512B电控培训.卡特彼勒公司亚太培训中心[Z].2005.
  [2]张奇志,李琳.电动钻机自动化技术[M].北京:石油工业出版社,2006(7).
  [3]CAT3512B发动机基础资料.卡特彼勒公司亚太培训中心[Z].2008.
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