顶驱典型故障分析
TDS_11SA型顶驱系统故障树分析_王永勤
收稿日期:2008211221作者简介:王永勤(19812),男,山东郓城人,硕士,研究方向为计算机辅助与仿真,目前主要从事VARCO 顶驱的可靠性分析工作,upcjxdz2006wyq @ 。
文章编号:100123482(2009)0420023205TDS 211SA 型顶驱系统故障树分析王永勤,李 安,吴永婷(中国石油大学(华东)机电工程学院,山东东营257061)摘要:顶驱系统是近20a 发展起来的新型钻井驱动装置,目前对顶驱系统的研究已经基本成熟,但是针对其可靠性的研究有待进一步提高。
利用故障树分析方法对VARCO TDS 211SA 型顶驱系统进行了故障分析,绘制出顶驱系统故障树,求出其最小割集、最小径集和结构函数,并对其重要度进行排序,找出其薄弱环节,为设计和实际应用顶驱系统提供了参考依据,为进一步开发顶驱系统故障分析系统提供了条件。
关键词:顶驱系统;故障树;最小径集;最小割集中图分类号:TE922.07 文献标识码:AF ault Analysis of T DS 211SA Top Drive Drilling System B ased on FTAWAN G Y ong 2qin ,L I An ,WU Y ong 2ting(College of Mechanical and Elect rical Engineering ,China Universit y of Pet roleum ,Dong ying 257061,China )Abstract :Top drive drilling system is a new type of drilling drives developed in t he past 20years.It has significant technical and economic advantages in t he oil drilling project ;it has been widely used and p romoted.Currently ,t he research of top drive drilling system has been mat ured ,but still needs developing for it s reliability.U sing t he fault t ree analysis met hod ,t he fault of TDS 211SA top drive drilling system was analyzed and fault tree was drawn.The minimum cut set s and t he minimum pat h set s and t he st ruct ure f unction were obtained and according to t he importance of st ruct ure f unctio n ,t he relative weak part s of t he system were found out.It could be used as reference for t he designing and application and has widened pat h for t he develop ment of fault a 2nalysis system of top drive drilling system.K ey w ords :top drive drilling system ;fault t ree ;minimum cut set s ;minimum pat h set s 20世纪80年代研制的顶部驱动钻井系统TDS (Top Drive Drilling System )由于其在石油钻井中具有显著的技术和经济优势,得到了国内外石油界专家的广泛认可和接受,已被广泛应用和推广,成为石油钻井先进装备的代表[1]。
顶驱故障分析排除解决方法正文1
4.3.2
本体站通讯故障................................................................................................... 7
4.4 电机温度报警............................................................................................................ 10
4.7 整流单元报F009 故障............................................................................................... 14
4.8 逆变单元报F008 故障............................................................................................... 15
2.1 顶驱本体...................................................................................................................... 1
2.2 司钻操作台.................................................................................................................. 1
3.2.2
风机接触器吸合，没有风压信号....................................................................... 2
顶驱常见故障分析
关于顶驱系统常见故障的分析江苏石油勘探局钻井处50766JS队杨守生摘要：本文针对DQ50B-JH顶驱系统的结构特点，结合现场生产使用情况，对该系统电气部分和液压部分常见故障的现象特点、判断方法和维修方法分别进行讨论研究，并结合自身认识总结一套完整的实施方案。
关键词：顶驱系统，故障，判断，维修引言：顶驱由于其独特的结构特点和在钻井生产过程中表现出来的优越性，使其在现代钻井工程中被广泛使用。
顶驱装置提高了操作机械化程度，加上与其配套的井口机械化，可大大减轻工人劳动强度，减少操作人员。
并且可随时关闭内防喷阀，没有方钻杆等，增加了操作安全性。
顶驱装置的配备实现了钻井自动化进程的阶段性发展，从世界钻井机械的发展趋势看，为适应钻井自动化的进一步需要，顶驱钻井装置将成为21世纪世界钻井机械发展的主要方向之一。
然而，由于顶驱的使用环境是在野外，在实际应用中，受周围的温度、湿度、振动、粉尘、腐蚀性气体等环境条件的影响，其性能会有一些变化。
并且在钻井生产过程中会经常遇到突发的复杂情况，比如卡钻，扭矩突然增大等，再加上人员的误操作，难免会使顶驱的电气或者液压部分发生故障。
当发生故障时能及时发现，并根据故障现象快速的判断故障点，及时排除故障，不仅能为恢复生产节约宝贵的时间，同时也能防止故障扩大带来更大的损失，所以掌握常见故障的现象及分析处理方法是不可或缺的一项基本技能。
一、电气部分常见故障分析景宏顶驱电气系统组成主要包括进线电能功率分配保护系统，变频驱动系统和PLC综合控制系统。
下面只对电能功率分配保护系统，变频驱动系统部分进行展开分析：1、进线电能功率分配保护系统故障分析该系统由进线柜承担，它主要有主空气开关（施耐德MT10N2），辅助动力变压器、控制变压器、继电器等组成。
其主要故障现象如下：1.1主断路器跳闸A分析原因：Ⅰ、三相电源缺相。
Ⅱ、出线端相间或对地短路。
Ⅲ、断路器测量机构故障。
Ⅳ、断路器执行机构故障。
B判断方法：Ⅰ、用万用表测量三相进线电压，判断是否缺相，若缺相继续测量600V变压器二次侧输出电压，判断是否缺相，若不缺相则能判断出是哪一相电缆断路，若缺相，测量发电房输出端电压，判断是否缺相，若不缺相，则能判断出哪一相电缆断路或变压器哪相绕组断路。
北石顶驱常见故障解决方法
北石顶驱常见故障解决方法一、顶驱子站通讯中断1、检查该子站直流供电电源。
DC24V是否存在，没有电源请按图纸检查相应的供电线路，连接装置是否连接完好，找到故障发生点，解决并恢复该站点的电源供给。
电源正常还未建立通讯请检查下一步。
2、检查通讯线路。
将通讯线路与两边连接器件拆开，用万用表检查通讯线路是否存在短接、断线现象存在，如有找到故障点将其恢复。
子站通讯中断原因基本是由于以上两个原因构成的，在以上两个原因中以插接装置接触状态不好的原因占绝大多数。
二、与液压相关动作执行故障（倾斜、回转、刹车、背钳、IBOP等）1、检查控制信号。
司钻台的DI模块相应位置在相关操作是有相关显示；在应急模式下电控房PLC柜内手动继电器在做相应操作时有相应的动作，同时PLC柜内DI模块相应位置有指示。
2、检查连接线路。
控制电缆与电控房出线箱连接处，与本体站连接处插接是否到位，方向是否正确。
3、确认电磁阀在操作时是否有反应。
相应执行电磁阀在操作时是否有反应。
4、如果以上检查都正常请检查电磁阀阀芯有无卡堵现象。
液压动作执行故障在实际情况下多数是由于控制电缆插接不好、手动信号继电器松动、以及电磁阀阀芯卡堵原因造成的。
三、液压源存在油温高故障1、确认冷却风机运行状态良好。
2、散热器换热效果良好，无污物堵塞换热器减小了有效工作面积。
3、液压源本身是否通风完好。
（在该地区由于环境温度较高，液压源通风效果较差时可以打开四周防护门）四、变频房的散热。
在夏季，室外温度较高时，将电控房空调室外机周围防护百叶窗打开并支起。
这样增大空调冷凝器的通风量，提高换热效率，可以有效防止压缩机压力高报警。
空调室内风机应设置在常开状态，这样可以有效的将装置再运行中产生的热量及时的传送到柜外。
五、变频房的防尘。
有效做好电控房的室内防尘工作。
在沙特地区以多风多沙气候为主，电控房要做到随手关门，人走锁门。
人员在出入电控房带入的沙土要及时清理，避免被装置送风系统带到驱动装置内部。
九、顶驱故障处理解读
机械故障
问题现象：回转头不转动 判断方法： 首先排除液压及电器故障 •首先测液压马达的液压压力是否建立。 •判断电磁阀阀芯是否发卡，测量电路通断， 排除电路问题 上述都没有问题则初步判断为机械卡死 •拆卸马达进出油管线，以免液压油形成阻力 •用气动绞车等工具拉回转头，观察是否转动
机械故障
问题现象：主轴不转动 判断方法： 首先排除主电机启动条件是否满足，通讯连接正常 等方面的原因 其次，主电机坏或者减速箱坏 1、主电机是否正常通过测量三相绝缘电阻等判断 2、减速箱的损坏一般有前兆，噪音突然增大等。也 可以通过给减速箱放油，通过油中的铁屑加以判断。
行打磨，或者更换曲柄和六方。
1、将顶驱下放到钻台面。 2、炮筒前倾
机械故障
问题现象：IBOP滑套打开发卡无法正常关闭或打 开 3、将滑套的外面压板拆掉，看曲柄及六方是否损 坏，可以进行更换，此时一定要主要记好曲柄开关 的方向，如果是由于活动接触面不平影响可以用角 磨机进行小范围轻微打磨，使其通过遇卡点。 4、换好曲柄及六方或是打磨完毕后，按照原来方 向进行安装。 5、安装炮筒
机械故障 安装炮筒程 序 IBOP，更换钳头及 无论更换保护短接，拆卸 钳牙都需要进行安装炮筒程序，如下： 1、安装相应的防松法兰 2 、松开气动小车，活动IBOP 开关，使 IBOP油缸 滚轮进入滑套内。 3、用气动小车将打开的背钳绷紧，把炮筒 子4个固定螺丝紧好，做好防松。 4、再将背钳销子装好，做好防松。
机械故障
问题现象：IBOP漏泥浆 拆卸IBOP 1、在井口放一柱钻具，下放顶驱到钻具母扣 2、前倾炮筒 3、将IBOP法兰与保护短接的法兰拆下，滑套拆下。 4、用B型大钳将保护短接及IBOP之间的扣卸松， （此时保护短接下端插入钻具母扣中）用顶驱旋扣
常见石油钻机顶驱系统故障诊断与排除
1.水龙头-钻井电机总成
水龙头-钻井电机总成是顶部驱动装置的主体 部件，主要由以下部件组成：
(1)钻井电机和制动器； (2)齿轮箱（变速箱）； (3)整体式水龙头； (4)电机冷却系统。
倾斜装置由两个液缸 组成，液缸上端与旋 转吊环配接器通过销 子相连，下端与吊卡 吊环通过耳板销子相 连。
(4)内防喷阀； 管子处理器中的内防喷器的控制阀是一个球形、
全尺寸、内部通的安全阀。在下部第二个手动阀可以 辅助进行井控。两个球阀的直径均为6-7/8英寸，工 作压力为105MP。从司钻台上一个电磁阀按扭遥控 上部的内防喷器的打开和关闭。
三
常见石油钻机 顶驱系统故障
诊断与排除
(一)
顶驱系统的结构 与
工作原理
顶驱系统的结构组成
• 不同类型的顶部驱动钻井系统虽然其驱动 形式和制造厂家不同，但1SA顶驱为例简述顶部驱动 钻井装置的基本结构组成。
• 顶部驱动钻井装置主 要包括下列主要总成 及部件：
2.滑动架和导轨
顶部驱动装置通过安装在箱体上的滑动架沿着 导轨上下垂直移动，完成钻井作业。
(1)滑动架 (2)导轨
(1)滑动架
滑动架上安装有导向轮或导
向滑轨，可以支撑整个顶驱的重 量。
(2)导轨
导轨悬挂在天车架上并一直 延伸到离钻台大约7英尺高。导 轨与一个安装在井架下部离钻台 10-15英尺高的扭矩反作用梁连 接。通过导轨平衡由传动箱驱动 钻杆时产生的扭矩。
控制。
(2)齿轮箱（变速箱）
传动箱总成把由钻井电机产生的动能传递
VARCO顶驱常见故障
VARCO顶驱常见故障常见问题一、司钻箱所有指示灯不亮，ET200未工作？原因：司钻箱未上电故障确认方法：用万用表量司钻箱的进线电压排除过程：1、检查房内司钻箱电源是否正常2、司钻箱供电开关是否合闸3、司钻箱供电电缆及接插件是否正常（可用万用表打通断）4、确认是否有接地（会造成电压不足）二、司钻箱所有指示灯不亮，ET200工作？原因：司钻箱与CPU300，未有通迅故障确认方法：ET200的，BF灯闪烁排除过程：1、确认ET200地址，450T地址为7，350T地址为32、检查终端电阻设置是否正确（首尾的终端电阻设为ON，中间的为OFF）3、检测通迅电缆与接插件的通断三、主电机抖动，扭矩表值很大？1、确认是否处于刹车状态2、主电机的三相相序A、B、C接错，任调两相即可四、变频器报008,无法复法？原因:变频器处于脉冲封锁状态，无法启动。
方法:检查急停线是否断开,如短开,接上即可,此点为常闭点。
五、用司钻箱操作电磁阀未有动作,但用手动操作有动作?原因:电磁阀未得电排除过程：1、确认线路通断断电，并用万用表测房内对应的端子排，如测得有60欧姆左右的电阻，说明线路没问题，如果没有电阻，说明线路已断。
如果是接插件有问题，可以及更换接插件。
如果现场没有条件或是电缆断线，可以用跳线的办法解决。
（跳线方法见后）。
2、如果线路没问题，则先检测司钻箱一、通迅是否正常二、对应的司钻箱按钮是否正常三、对应的模块是否正常3、如果司钻箱也没问题，检查房内对应的模块、继电器及电源供电是否正常。
六、跳线方法在出现紧情况下，可能会跳线解决，跳线过程：前提:确认原有线路已坏，才能跳线1、利用目前有效的线路做母线（基准线），例如前倾好用，可以用前倾做基准线。
2、将目标线(准备跳的线),在顶驱接线盒内与母线短接,万用表的欧姆档,在房内测电阻,如果很小,5欧姆以下,表明目标线为正常。
3、在顶驱接线盒内，拆下原有已坏电路，将目标线与设备连接，在电控房内，将目标线与输出信号（输出动力）连接。
顶驱刹车系统故障分析
顶驱刹车系统故障分析姜开勋（中石油长城钻探工程有限公司，北京100101）摘要:顶驱刹车装置是顶驱完成钻井作业必不可少的一项功能，电动顶驱通常安装在主动电机的非驱动端，采用液压盘式刹车实现对电机轴的制动。
通过对现场服务的Canrig1050E-712顶驱刹车故障处理过程，分析故障产生原因及解决处理方法。
介绍其他顶驱刹车系统，以NOB TDS-11SA顶驱为例，列举分析该顶驱刹车系统可能发生的故障以及处理方法。
关键词'顶驱;刹车系统;盘式刹车;故障分析中图分类号:TE9文献标识码：B DOI：10.16621/Li.issn1001-0599.2021.01D.320引言顶部驱动钻井装置（简称“顶驱”）是取代转盘钻井的新型石油钻井装备，是近代钻井装备的三大新技术之一。
顶驱能够实现立柱钻进,大大减少了起下钻过程接钻具的时间,降低了工人劳动强度，节约了20%〜40%的钻井时间,减少钻井成本。
顶驱可以在井架任意高度接上钻具开泵循环，实现划眼和倒划眼，大大减少钻井事故，提高钻井作业安全。
顶驱刹车系统是顶驱完成钻井作业必不可少的一项功能。
顶驱刹车一般为液压盘式刹车，属于静态刹车，因此一般不要使用顶驱刹车来进行主轴减速。
本文通过处理现场服务的顶驱刹车故障过程,分析介绍顶驱刹车原理,总结一些处理顶驱刹车故障的有效方法。
1Ca&rig*050E-7*2顶驱刹车故障处理分析1.1故障现象及处理过程现场顶驱为Canrig1050E-712顶驱，三开复合钻进,定向过程中发现动力马达带动钻具反转，刹车抱紧力下降，当反扭矩大时,刹车失效。
检查发现打顶驱刹车时,刹车钳有动作,排除2.4规范操作程序，加强过程监管在安装过程中，抽油机整体的作业程序较少，但安装细节重复率较高。
从整体的安装程序方面分析，为降低抽油机安装维修中出现的故障,规范操作程序、加强作业过程监管对于抽油机安装维修质量以及实际应用效果的提升意义重大:具体的操作程序、规范,可以通过定期开展安装维修人员作业技能培训、作业演练以及组织理论交流会议的方式,对抽油机安装维修人员进行培训;作业过程监管可以通过现场设立专职技术指导人员的方式，对安装维修人员的作业进行指导及监管，既能保障抽油机安装维修质量,也能规避因作业操作不规范造成的设备故障等其他不良现象。
Varco顶驱特殊问题的解决技巧
Varco TDS-11SA顶驱特殊故障的解决方法Varco TDS-11SA顶驱是目前世界上非常先进的交流顶部驱动钻井系统，它体积小，安装简单，操作方便，高效，安全，深受我们的喜爱。
但是在使用中会遇到各种各样的故障，有些故障比较特殊，它严重影响顶驱的安全使用，如果不能及时解决，顶驱将无法正常工作。
解决这些特殊故障，多数不需要更换任何器件，又不需要很长时间，甚至不用任何工具。
处理故障的方法，简单、具体、实用。
一．液压油位过低主要现象：顶驱启动自检正常，VDC上的大多数功能控制开关操作无效，顶驱不能转动，液压油泵交流电机与主电机交流风机不工作，当液压开关由“AUTO”位扳到“ON”位时，液压油泵交流电机与主电机交流风机才正常工作，顶驱主轴还是不能转动。
解决方法：1.添加相同型号和规格的液压油，油位达到观察孔位的三分之二处，起动油泵后，要继续观察油位，如果出下降，还要添加液压油。
2.如果液压油漏失量不是很大，启动顶驱，让液压油泵连续运行5-15分钟。
(液压系统有渗漏，顶驱停用时间长，会出现以上现象。
)二．给定扭矩较低主要现象：顶驱在钻进中机械转速变低，不能调高，但是，能调低，而空载和轻载时顶驱转速调节正常。
解决方法：按照钻进作业的实际要求增大钻进给定扭矩（如果钻进给定扭矩较低，井下钻具遇阻增大、钻头尺寸过大或钻压过大都会降低机械转速。
）三．制动开关设臵不正确主要现象：PH-50管子处理装臵工作正常，顶驱主轴不能转动，顶驱控制房内的OPY板上显示的顶驱工作电流很大，超过900A，频率为0HZ。
VDC上的转速表无转速显示，扭矩表有扭矩显示，高扭矩，红色刹车制动指示灯点亮。
解决方法：将转速控制手轮复位，把制动开关由“ON”位扳到“AUTO”位。
(正常钻进时，制动开关长期处于“AUTO”位，有时在顶驱检修或停用后，被人动过，没有及时复位。
)四．制动控制故障主要现象：顶驱无转速，无扭矩，盘刹不能松开，红色刹车制动指示灯点亮。
九、顶驱故障处理
顶驱常见故障处理原则
处理故障时，在保证安全的原则下，
排除故障时本着先简单，后复杂的原则，
从机电液三个方面逐步排除故障，避免
引起新的故障。
处理故障时先把井口封住，以免异物
落入井口中
4
一、 顶驱机械故障处理
机械故障 机械故障主要为一些易损件的更换方面： 主要有： 1、保护接头 2、背钳的钳头及钳牙 3、上下IBOP 4、IBOP滑套 5、冲管总成 6、吊环及吊环卡子 7、导轨 8、回转头不转动 9、主轴卡死
机械故障
保护接头 问题现象：保护短接扣坏，漏泥浆（或是正常磨损 更换） 解决方法：更换保护接头 拆卸保护短接 1、在井口放一柱钻具，下放顶驱到钻具母扣。 2、前倾炮筒 3、将保护短接与下IBOP的放松法兰拆下。 4、用B型大钳将保护短接卸松，用顶驱旋扣将保护 短接卸下。
机械故障
保护接头
上保护短接： 1、把保护短接放入钻具母扣中，下放顶驱，进行旋扣， 直到带着钻具一起旋转(注意抹好丝扣油)。 2、然后用B型大钳上紧（约40KN）。 3、把防松法兰上好。 4、将炮筒装好
机械故障 问题现象：钳头损坏 解决方案：更换新钳头 1、前倾炮筒 2、将旧钳头的螺丝卸下、把钳头取下。 3、换上新的钳头，把固定螺丝紧好。 4、安装炮筒
机械故障
问题现象：钳牙损坏 解决方案：更换新钳牙。 1、前倾炮筒 2、把钳牙挡板卸下，把损坏的钳牙取出， 将新的换 上，在将钳牙挡板螺丝上好。 3、安装炮筒 以上都应注意钳头及钳牙的型号
液压故障
问题现象：上跳无动作，上跳压力低或高 解决方案：调上跳平衡。 1、顶驱初装完毕后，进行平衡和上跳的调节。（开泵调 压） 2、将平衡阀螺帽拧松后，缓慢调节平衡压力，观察压力 表（MA1）压力值，7—8MPa时油缸伸出。 3、将上跳阀螺帽拧松后，司控箱打到上跳位，缓慢调节 上跳阀压力，观察压力表(MP)压力值，约1.5 MP a时油 缸上跳，向回加拧半圈后背死螺帽。完成上跳的调节。
顶驱特殊故障的解决方法
Varco TDS-11SA顶驱特殊故障的解决方法V arco TDS-11SA顶驱是目前世界上非常先进的交流顶部驱动钻井系统，它体积小，安装简单，操作方便，高效，安全，深受我们的喜爱。
但是在使用中会遇到各种各样的故障，有些故障比较特殊，它严重影响顶驱的安全使用，如果不能及时解决，顶驱将无法正常工作。
解决这些特殊故障，多数不需要更换任何器件，又不需要很长时间，甚至不用任何工具。
处理故障的方法，简单、具体、实用。
液压油位过低主要现象：顶驱启动自检正常，VDC上的大多数功能控制开关操作无效，顶驱不能转动，液压油泵交流电机与主电机交流风机不工作，当液压开关由“AUTO”位扳到“ON”位时，液压油泵交流电机与主电机交流风机才正常工作，顶驱主轴还是不能转动。
解决方法：1.添加相同型号和规格的液压油，油位达到观察孔位的三分之二处，起动油泵后，要继续观察油位，如果出下降，还要添加液压油。
2.如果液压油漏失量不是很大，启动顶驱，让液压油泵连续运行5-15分钟。
(液压系统有渗漏，顶驱停用时间长，会出现以上现象。
)给定扭矩较低主要现象：顶驱在钻进中机械转速变低，不能调高，但是，能调低，而空载和轻载时顶驱转速调节正常。
解决方法：按照钻进作业的实际要求增大钻进给定扭矩（如果钻进给定扭矩较低，井下钻具遇阻增大、钻头尺寸过大或钻压过大都会降低机械转速。
）制动开关设置不正确主要现象：PH-50管子处理装置工作正常，顶驱主轴不能转动，顶驱控制房内的OPY 板上显示的顶驱工作电流很大，超过900A，频率为0HZ。
VDC上的转速表无转速显示，扭矩表有扭矩显示，高扭矩，红色刹车制动指示灯点亮。
解决方法：将转速控制手轮复位，把制动开关由“ON”位扳到“AUTO”位。
(正常钻进时，制动开关长期处于“AUTO”位，有时在顶驱检修或停用后，被人动过，没有及时复位。
)制动控制故障主要现象：顶驱无转速，无扭矩，盘刹不能松开，红色刹车制动指示灯点亮。
石油钻机顶驱卡转故障分析及改进
备H IEngineering 工程石油钻机顶驱卡转故障分析及改进胡晓东，方贤圆(顺益体系（集团），广东珠海519020)摘要：本文对一起石油钻机顶驱卡转事故进行分析，发现主轴承润滑不良是造成故障的直接原因。
主轴承因润滑失效,导致发热磨损主轴下沉。
电机轴向犬寸误差累积导致间隙量小，遇到主轴下沉或拉长轴向变形后摩擦。
电机下端轴承内圈 开裂，导致滚道跑偏以致机械密封径向偏差并烧结卡死。
关键词：石油钻机；顶驱；主轴承；机构优化；润滑改良中图分类号：T G333.1 文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2016) 12 (上）-0053-030引言由中方提供核心设备的南美洲某石油开采项目现场出现顶驱主电机不转的情况。
用户司钻称顶驱在钻进时听到“砰”的一声响，随后主电机即停止转动，但顶驱扭矩却升高。
后试验多次仍不能转动。
该井设计井深5400m,实际完成5168.2m，钻具悬重约250t,转速80 ~ 100r/min，环温37尤。
检查刹车钳正常有效；旋转头能够正常旋转，且无下沉现象；排除电机故障。
基本确定为顶驱的动力系统内部故障，顶驱下架解体检查。
1检查情况1.1电机下端盖轴承损伤(1)电机下端盖径向轴承内圈开裂；滚道内仍 有油脂，油脂状态基本正常，如图1所示。
图1轴承内圈开裂、滚道有油脂(2 )电机下端盖机械密封环向下滑移错位与上 支撑盖接触摩擦，两零件均有高温发蓝现象，如图 2所示。
(3 )电机下端盖轴承上方机械密封环摩擦烧结 并开裂，如图3所示。
1.2主轴承磨损严重解体后发现主轴承磨损严重，轴承存在润滑不良现象：(1)轴承滚子表面无润滑脂；(2 )挤出滚道的润滑脂发黑干结；(3 )滚子表面点蚀/剥落；(4)上下端盖也存在不同程度的点蚀和凹坑如图4、5、6所示。
图2密封环及支撑盖高温发蓝图3机械密封环摩擦烧结并开裂图4滚道无油脂中国设备工程2016.12 (上）53Research and Exploration |研究与探索•维护与修理图6座片磨损，部分疲劳剥落2故障分析2.1电机下端轴承内圈断裂分析轴承内圈产生裂纹可能原因：(1 )材料缺陷。
50D钻机电控系统及顶驱常见故障分析
设备管理与改造♦Shebei Guanli yu Gaizao50D钻机电控系统及顶驱常见故障分析王军超（中国石化胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司，山东东营257200）摘要:项目现场使用的钻机是一套由美国IPS（Integrated Power System）公司生产的以直流电机作为主要驱动方式的电动钻机，该钻机配备了加拿大Canrig顶驱公司的一套1050E-500顶驱。
现针对该套50D钻机和Canrig1050E-500顶驱在使用中常见的故障进行了原因分析和分类总结，并提供了相应的解决方案，也提出了一些维护建议以供°关键词:直流电机故障;整流IGBT1设备情况概述土耳其50D钻机于2001年投产，在国内使用3年,2004年进市场，在市场辗转9年后，于2012进市场，一直使用至今。
中，市场的环最为，全，大，，50B，4至5月间常有，些对钻井设备的和设备的维护提出了°现钻井备的使用，对现场出现的问题及解决方进行分类分析，以此作为今后设备维护和配套的°2故障分类及解决方法2.1发电机无法上线或无法并车常见原因:（1）发电机电机；（2电机断;（3电机电电解决方法：首先检查发电机输出是否为AC600V，无AC600V电压则检查发电机,如果有AC600V输出，那么检查150VA CPT1电是常，正常CPT1常，CPT1是，CPT1出是常，常CPT1常出，电，是，电机电电机是常，常电机。
现场维，电机的，一，电机电和电中的坏的大。
原因有，一个是电机在，电建立并持续升高，最峰值电压会超过常工作电，这样会对电机电电造成较大冲击，为保护电，烧；还有一个是并车工作的电机，当切除一台发电机，会给另一台发电机造成冲击，进而烧毁2.2发电机励磁系统故障常见原因：（1）电机电压调节；（2）电机系统中的PWM功率模块；（3）中没有剩剩磁足。
解决方：在用肉眼判哪个部分出问题的情况下，以用替换法将此台发电机的电调节和PWM功率模块放到另一台己知常的电机上判模块是存在，有问题，直接相应模块即；没有问题，则可大致判断励磁线圈中无剩磁或剩磁不足，此时可用电池对充。
北石顶驱常见故障解决方法
北石顶驱常见故障解决方法一、顶驱子站通讯中断1、检查该子站直流供电电源。
DC24V是否存在，没有电源请按图纸检查相应的供电线路，连接装置是否连接完好，找到故障发生点，解决并恢复该站点的电源供给。
电源正常还未建立通讯请检查下一步。
2、检查通讯线路。
将通讯线路与两边连接器件拆开，用万用表检查通讯线路是否存在短接、断线现象存在，如有找到故障点将其恢复。
子站通讯中断原因基本是由于以上两个原因构成的，在以上两个原因中以插接装置接触状态不好的原因占绝大多数。
二、与液压相关动作执行故障（倾斜、回转、刹车、背钳、IBOP等）1、检查控制信号。
司钻台的DI模块相应位置在相关操作是有相关显示；在应急模式下电控房PLC柜内手动继电器在做相应操作时有相应的动作，同时PLC柜内DI模块相应位置有指示。
2、检查连接线路。
控制电缆与电控房出线箱连接处，与本体站连接处插接是否到位，方向是否正确。
3、确认电磁阀在操作时是否有反应。
相应执行电磁阀在操作时是否有反应。
4、如果以上检查都正常请检查电磁阀阀芯有无卡堵现象。
液压动作执行故障在实际情况下多数是由于控制电缆插接不好、手动信号继电器松动、以及电磁阀阀芯卡堵原因造成的。
三、液压源存在油温高故障1、确认冷却风机运行状态良好。
2、散热器换热效果良好，无污物堵塞换热器减小了有效工作面积。
3、液压源本身是否通风完好。
（在该地区由于环境温度较高，液压源通风效果较差时可以打开四周防护门）四、变频房的散热。
在夏季，室外温度较高时，将电控房空调室外机周围防护百叶窗打开并支起。
这样增大空调冷凝器的通风量，提高换热效率，可以有效防止压缩机压力高报警。
空调室内风机应设置在常开状态，这样可以有效的将装置再运行中产生的热量及时的传送到柜外。
五、变频房的防尘。
有效做好电控房的室内防尘工作。
在沙特地区以多风多沙气候为主，电控房要做到随手关门，人走锁门。
人员在出入电控房带入的沙土要及时清理，避免被装置送风系统带到驱动装置内部。
VARCO顶驱常见故障
VARCO顶驱常见故障VARCO顶驱常见故障常见问题一、司钻箱所有指示灯不亮，ET200未工作？原因：司钻箱未上电故障确认方法：用万用表量司钻箱的进线电压排除过程：1、检查房内司钻箱电源是否正常2、司钻箱供电开关是否合闸3、司钻箱供电电缆及接插件是否正常（可用万用表打通断）4、确认是否有接地（会造成电压不足）二、司钻箱所有指示灯不亮，ET200工作？原因：司钻箱与CPU300，未有通迅故障确认方法：ET200的，BF灯闪烁排除过程：1、确认ET200地址，450T地址为7，350T地址为32、检查终端电阻设置是否正确（首尾的终端电阻设为ON，中间的为OFF）3、检测通迅电缆与接插件的通断三、主电机抖动，扭矩表值很大？1、确认是否处于刹车状态2、主电机的三相相序A、B、C接错，任调两相即可四、变频器报008,无法复法？原因:变频器处于脉冲封锁状态，无法启动。
方法:检查急停线是否断开,如短开,接上即可,此点为常闭点。
五、用司钻箱操作电磁阀未有动作,但用手动操作有动作?原因:电磁阀未得电排除过程：1、确认线路通断断电，并用万用表测房内对应的端子排，如测得有60欧姆左右的电阻，说明线路没问题，如果没有电阻，说明线路已断。
如果是接插件有问题，可以及更换接插件。
如果现场没有条件或是电缆断线，可以用跳线的办法解决。
（跳线方法见后）。
2、如果线路没问题，则先检测司钻箱一、通迅是否正常二、对应的司钻箱按钮是否正常三、对应的模块是否正常3、如果司钻箱也没问题，检查房内对应的模块、继电器及电源供电是否正常。
六、跳线方法在出现紧情况下，可能会跳线解决，跳线过程：前提:确认原有线路已坏，才能跳线1、利用目前有效的线路做母线（基准线），例如前倾好用，可以用前倾做基准线。
2、将目标线(准备跳的线),在顶驱接线盒内与母线短接,万用表的欧姆档,在房内测电阻,如果很小,5欧姆以下,表明目标线为正常。
3、在顶驱接线盒内，拆下原有已坏电路，将目标线与设备连接，在电控房内，将目标线与输出信号（输出动力）连接。
顶驱特殊故障的解决方法
Varco TDS-11SA顶驱特殊故障的解决方法V arco TDS-11SA顶驱是目前世界上非常先进的交流顶部驱动钻井系统，它体积小，安装简单，操作方便，高效，安全，深受我们的喜爱。
但是在使用中会遇到各种各样的故障，有些故障比较特殊，它严重影响顶驱的安全使用，如果不能及时解决，顶驱将无法正常工作。
解决这些特殊故障，多数不需要更换任何器件，又不需要很长时间，甚至不用任何工具。
处理故障的方法，简单、具体、实用。
液压油位过低主要现象：顶驱启动自检正常，VDC上的大多数功能控制开关操作无效，顶驱不能转动，液压油泵交流电机与主电机交流风机不工作，当液压开关由“AUTO”位扳到“ON”位时，液压油泵交流电机与主电机交流风机才正常工作，顶驱主轴还是不能转动。
解决方法：1.添加相同型号和规格的液压油，油位达到观察孔位的三分之二处，起动油泵后，要继续观察油位，如果出下降，还要添加液压油。
2.如果液压油漏失量不是很大，启动顶驱，让液压油泵连续运行5-15分钟。
(液压系统有渗漏，顶驱停用时间长，会出现以上现象。
)给定扭矩较低主要现象：顶驱在钻进中机械转速变低，不能调高，但是，能调低，而空载和轻载时顶驱转速调节正常。
解决方法：按照钻进作业的实际要求增大钻进给定扭矩（如果钻进给定扭矩较低，井下钻具遇阻增大、钻头尺寸过大或钻压过大都会降低机械转速。
）制动开关设置不正确主要现象：PH-50管子处理装置工作正常，顶驱主轴不能转动，顶驱控制房内的OPY 板上显示的顶驱工作电流很大，超过900A，频率为0HZ。
VDC上的转速表无转速显示，扭矩表有扭矩显示，高扭矩，红色刹车制动指示灯点亮。
解决方法：将转速控制手轮复位，把制动开关由“ON”位扳到“AUTO”位。
(正常钻进时，制动开关长期处于“AUTO”位，有时在顶驱检修或停用后，被人动过，没有及时复位。
)制动控制故障主要现象：顶驱无转速，无扭矩，盘刹不能松开，红色刹车制动指示灯点亮。
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顶驱典型故障分析
顶驱发生过几次大小故障，经过解决问题后的总结，在顶驱设备的保养和维护方面有了初步的经验。
现把设备运行过程中发生的一次比较典型的故障分析总结如下，希望同类设备在碰到此类问题时能够起到一定的帮助。
在某晚钻台起钻完后出现了以下故障：顶驱吊环前倾与后倾，回转头的左转与右转，IBOP（内防喷器）无法使用。
顶驱厂家徐工到钻台试验发现此故障后，先让人在顶驱变频房记录，然后在钻台上操作，看变频房综合柜内电磁阀指示灯哪些是亮，哪些不亮。
后发现指示规定动作（上述几个故障点）的电磁阀指示灯不亮。
然后初步判断可能是因为下雨导致变频房到钻台上的控制电缆小范围进水短路。
然后拆下来用万用表测量后，发现此处没有问题。
后又上钻台，检查司钻台控制柜内的电缆，也没有问题。
又返回变频房，检查电磁阀继电器，一个个排除后，无硬性故障，经过这一番忙碌，这时候已经是次日早晨了。
吃过早饭后，徐工上钻台用吊篮上到顶驱本体上，测量本体中转箱出线在下面操作时是否有信号，测量后发现无信号输送过来。
下来后，将所有端子（包括综合柜内和钻台控制箱内）全部紧固一遍，然后再钻台上操作，再看变频房内的指示灯，此时部分指示灯亮，但是跟电气图中的又区别，然后徐工就很是迷茫，此时已经到了晚上10点。
然后此时接到电话，厂家另外一个顶驱工程师李工将于晚上12左右到井场，就开始整理一下一天的故障排查路线。
晚上12点李工到井场后，进入变频房打开综合柜控制程序，然后再钻台上操作看程序是否正常响应，一番操作后，发现程序没有问题，但是此时顶驱的几个故障还存在，后李工检查确定，综合柜内接线盒电子档的电气图有区别，前倾和后倾线接反了。
确定后又重新测量了综合柜内出线信号（DC24v），判断出综合柜输入与输出信号正常。
又上到顶驱本体上，两人一起测量了顶驱本体上面的中转箱内的输入信号，这时候信号输入正常，电磁阀吸合，但液压系统无动作。
由此判断出了液压系统可能有问题，电路系统没有问题。
然后拿着液压管线跟液压阀台压力测试口连接后，进行前倾与后倾动作，发现压力远远不够，几乎没有压力，进行回转头左转和右转，也是没有压力输出，此时判断是机械控制阀堵塞了，然后将四个控制阀全部拆除，一一在柴油中进行清洗，在清洗中发现控制阀阀体中有细小的污垢状物质排出，然后更换了液压油和液压泵的过滤网，再进行动作试验，一切正常。
通过此次故障检查及时排除，告诉了我们在进行油品更换使用时，要遵守以下原则
（1）新系统首次使用，应当在使用三个月后更换液压油。
（2）正常使用期间，建议使用六个月至一年更换液压油。
（3）可以根据液压油分析结果或凭经验来判定是否需要更换液压油。
添加或者更换液压油，应当注意以下事项：
（1）更换的液压油必须符合规定，补加的液压油必须与原牌号
相同。
（2）加油时，注意油桶口、油箱口、滤油机进出油管的清洁，应当使用过滤器，经过滤后再注入油箱，过滤精度不得低于系统的过滤精度（20 μm）。
（3）油箱的油量在系统充满油后应保持在规定油位范围内。
（4）新油加入油箱前，应把流入油箱的主回油管拆开，用临时油桶接油。
使新油将管道内的旧油“推出”（置换出来），如在油泵转动时，操纵液压缸的换向阀，还可把液压缸内旧油置换出来。
然后还有一个故障是在我们队同一口井发生了两次，问题不是很严重，但是在使用设备时候还是会带来很多不便。
现在把情况简要说明如下：
顶驱回转头突然无法旋转，起因是司钻在把钻具上提时把回转头反转，导致回转头卡死，检查油路后，发现油路正常。
用气葫芦带动回转头，还是无法旋转。
把马达拆下后分开大小齿轮啮合处，继续用液压控制马达，小马达正反转正常。
厂家汇报后，决定先由他们厂家发一个新的马达过来，估计是旧的马达力量不足。
新马达过来后换上当时试一下，来回只能转动大概有四五十度，然后给队上司钻说明情况，让他们经常活动一下，后于因顶驱液压油减少我和顶驱厂家上去检查油位表时发现回转头已经能够正常运转，又让司钻当场正反转一圈发现正常了。
厂家判断是和第一次回转头卡住情况一样就是里面部位在上提时带负荷后卡住，然后来回活动就好了，这次情况可能是两种：一是旧马达动力不足，二是内部卡住。
通过这件事情，就需要我们对井队班组对设备的操作重点要进行着重方面的讲解以及点出来容易发生问题的地方，并且告知他们严格按照操作章程来进行的重要性。
同时，我们自己还要做好设备的保养和维护工作，并对设备的使用情况进行经常地检查，能够尽可能的减少设备故障的发生，特别是人为方面的故障能够及时阻止，这样我们就能够对生产任务的快速有效的完成提供保障。