常见石油钻机顶驱系统故障诊断与排除(讲稿)
石油钻井机械设备故障分析与维修措施
石油钻井机械设备故障分析与维修措施摘要：石油钻井机械设备是石油勘探、开发过程中不可或缺的重要设备，它直接影响石油勘探、开发的成本、效率、安全和质量，因此做好石油钻井机械设备故障分析与维修工作十分重要。
本文深入分析了故障成因，并提出了有针对性的措施,可以有效地提升维修工作质量，保证钻井作业的顺利进行。
关键词：钻井机械设备；故障分析；维修措施众所周知，石油对于任何国家而言都是一种非常重要的资源和能源，影响国民经济发展。
石油勘探、开发常在野外进行，环境十分恶劣。
为了保证石油开采的产量和质量，必须要依靠各种类型的石油钻井机械设备，而这些设备在实际使用过程中受到各种因素的影响，会发生故障而降低石油开采效率，增加生产成本。
于是对石油钻井机械设备的维护管理工作就显得尤为重要。
这就需要我们认真总结分析故障成因，制定科学合理的维修措施，提前预判，尽量将故障消除在萌芽状态，以保证石油钻井机械设备运行的安全性和稳定性，进而提高石油开采效率和工程质量。
1石油钻井机械设备故障维修的重要性1.1保障钻井作业正常运行石油钻井机械设备故障会导致生产计划延误，增加生产成本，进而损失经济效益。
因此，及时发现钻井机械设备故障并提高维修效率对保障钻井作业正常运行具有十分重要的作用，应引起现场维护人员高度重视。
1.2提高钻井机械设备的使用寿命石油钻井机械设备是高精度、高负荷、高强度的设备，长期运行过程中，由于磨损、腐蚀、疲劳等因素的影响，使得钻井机械设备容易出现故障，严重影响设备的使用寿命。
及时发现并处理钻井机械设备故障，可以避免故障扩大化，提高设备的使用寿命，延长设备的使用周期，减少设备更新和维修成本。
1.3保障作业人员的人身安全石油钻井机械设备的运行涉及到高温、高压、高速等危险因素，出现故障时，将直接威胁到作业人员的人身安全。
及时发现并处理故障可以保障作业人员的人身安全，避免事故的发生，降低事故处理的成本和影响。
1.4提高企业的竞争力石油钻井机械设备的正常运行不仅关乎到企业的经济效益和生产效率，还直接影响到企业的声誉和竞争力。
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
石油钻井机械设备的常见故障与排除维修措施
石油钻井机械设备的常见故障与排除维修措施摘要：石油作为一种重要的能源和战略资源，具有十分重要的意义。
在油田生产中，钻井机的工作状态直接关系到油田的采收率。
所以，在油田开发过程中，必须加强对钻井机的保养，以保证钻井机的正常使用。
本文简要地归纳了石油钻井机在使用过程中经常遇到的各种故障，并对其产生的原因进行了分析，并给出了相应的检修方法。
关键词：石油钻井机械设备；故障；原因；维修措施引言石油是国家的一项重要战略资源，它对解决我国的能源问题、推动社会和经济发展起着举足轻重的作用。
石油钻井机在高强度、高难度的工作条件下，对钻井机的维护必须迅速可靠，而采用先进的工艺技术，可以大大缩短钻井机维修时间，降低维修成本，提高钻井机的工作效率。
在石油钻井机的维护中，再制造技术被广泛地运用。
1、石油钻井设备常见故障分析(1)外力引起的破损性失效，是由于人的或无意的原因而引起的损伤，会引起内部部件的损坏，从而严重地影响到设备的正常工作。
(2)因使用或不适当而导致的失效。
一是在长期运行中，设备自身温度上升，易造成内部零件受损；二是操作不当，不合理的或非专业的操作会导致设备使用寿命的缩短，并且会造成严重的影响。
(3)由于粉尘和其它污染物的阻塞，钻井机很容易受到灰尘、沙子和其他东西的侵蚀，所以，如果不定期维修，灰尘就会阻塞设备的内部部分，使部件之间的摩擦增大，使部件的空隙增大。
最后，部件会迅速老化、损坏，不能再使用。
(4)钻探机械及设备在使用过程中会产生较大的磨损，而润滑油能有效地对整个结构进行有效的保护，从而防止了严重的磨损现象，提高了系统的工作效率和质量。
若润滑油选用不当，或机油超时不及时更换，则会使钻井机的磨损加剧，甚至导致设备失灵。
(5)钻井机的主要部件是由金属制成，这种材料在使用过程中极易发生腐蚀，由于环境温度、湿度等环境条件的影响，所以在许多时候都会出现这种问题。
在化工行业，特别是石油行业，大量的有毒有害物质，如硫化物、氢氧化物等，会对设备造成很大的腐蚀。
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。
VARCO顶驱常见故障诊断及解决方法_唐有胜
摘要 ： 特殊故障及报警信息进行了分析并做出合理的 ＶＡＲ Ｃ Ｏ Ｔ Ｄ Ｓ １ １ Ｓ Ａ 型顶驱系统的常见故障 、 － 找出了故障原因 ， 以便有效及时地解决问题 ， 尽快恢复钻井 ， 将故障的经济损失降到最低 。 诊断 ， 关键词 ： 顶部驱动 ； 故障诊断 ； 解决方法 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ９ ２ ３ 文献标识码 ： Ｂ 顶部驱动钻井系统是取代转盘钻进的新型石油 钻井系统 ， 它的出现是钻井装备上的一项重大革新 。 顶部驱动钻井系统 可 以 用 立 根 为 单 元 钻 进 ， 提高了 钻井速度 ， 最根本的优越性是在起下钻过程中 ， 动力 始终与钻具 连 在 一 起 ， 遇 阻、 遇卡时可迅速旋转钻 接通泥浆进行划眼作业 ， 化解钻井事故 。 该系统 具， 显着提高了钻井作 业 的 能 力 和 效 率 ， 并已成为石油 钻井行业的标准产品 。ＶＡＲ Ｃ Ｏ 顶驱系统是一个复 杂的 系 统 ， 其 出 现 的 故 障 也 是 多 种 多 样。 本 文 以 分析各类常 Ｔ Ｄ Ｓ １ １ Ｓ Ａ 型顶部 驱 动 钻 井 装 置 为 例 ， － 见故障并找出相应的解决办法
３． ６． １ 主要现象
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 ） ３． ３ 制动开关设置不正确
３． ３． １ 主要现象
大变频器 Ｏ Ｐ Ｙ 板上或 Ｃ Ｐ Ｕ 上 出 现 故 障 显 示， 顶驱系统不能正常工作 。
０ 卷 第 ９ 期 唐有胜 ： ＶＡ Ｒ Ｃ Ｏ 顶驱常见故障诊断及解决方法 第４
·８ ５·
［ ］ １ ６ －
１ 常见故障
１． １ 转动方向错误 先看是否正确选择了 “ 正反 如果转动方向错误 ， ； 转开关 ” 如果不是 ， 将手轮转到 Ｏ 改变方向 ， Ｆ Ｆ 档， 然后将手轮转 到 ＯＮ 档 ， 继 续 作 业。 如 果 手 轮 方 向 正确 ， 则： 正反转 开 关” 的 功 能 是 否 正 常； ① 确认 “ ② 确认 Ｐ Ｌ Ｃ 的输入信号是否正确 ； ③ 确认变频 器的输 入是否正确 ； 手轮是否转到 Ｏ Ｆ Ｆ ④ 在 改 变 方 向 前， 档位 ； 继 续 钻 进； 否则通知顶驱现 ⑤ 如果问题 解 决 ， 场服务人员 。 １． ２ 转速和扭矩不稳定问题 检查输入信 将顶驱脱离 钻 柱 。 如 果 情 况 依 旧 ， 号和电压表的机械状态 ； 如果问题没有改变 ， 则重新 检查钻井设计 和 机 械 方 面 的 原 因 。 如 果 问 题 解 决 ， 则继续作业 。 如果 没 有 解 决 ， 则尝试同管子处理机 构相互作用扭矩 。 如果扭矩合适 ， 则检查编码器 ； 如 则： 确认在 Ｐ 检 查电缆 果不合适 ， Ｌ Ｃ 处的电压信号 ； 和接线 ； 连接电 脑 和 Ｐ 检查变频器 Ｌ Ｃ 并 确 认 信 号； 参数 ； 如果问题解 决 ， 则 继 续 作 业， 否则通知现场服 务人员 。 １． ３ 刹车故障 ） 但 刹 车 指 示 灯 不 亮， 则： 检 １ 刹 车 不 能 松 开， 查机械原因 ； 检查液压原因 。 ） 但刹车指示灯亮 ， 则： 将‘ 刹 ２ 刹车不能松开 ， 车开关 ’ 转到 ＯＮ， 然后再转到 Ｏ Ｆ Ｆ。
石油钻井机械设备的常见故障与排除维修措施
石油钻井机械设备的常见故障与排除维修措施摘要：我国地大物博，同时也有丰富的石油资源。
石油钻井机械设备在工作过程中之中要保持高强度的工作状态，再加上石油钻井机械设备的工作环境比较恶劣，导致钻井机械经常出现故障。
为了能提高钻井设备的工作效率得到有效的提升，相关的技术人员在维修设备时就要快捷。
因此，本文针对石油钻井中常见的故障进行了深入分析，旨在通过优化维修措施来推动石油行业的持续发展。
关键词：石油钻井；机械设备；故障维修引言在石油钻井的过程中，钻井设备的工作效率与钻井工作的开展密不可分。
然而，钻井设备的工作量非常大，并且工作环境也很复杂，如果相关的技术人员没有定期对钻井设备排除钻井设备的故障，很可能就会影响到钻井工作的顺利开展。
因此，相关的工作人员要认识到排除钻井设备故障的重要性，掌握可能造成设备故障的原因，促使钻井工作的顺利开展。
一、造成钻井机械设备出现故障的影响因素（一）作业过程中受到外力的影响钻井机械设备在作业过程中，作业人员可能并非有意，会给机械造成一些伤害或者破损，这些外力都有可能是钻井机械设备的零件出现故障或者断裂，从而影响到了钻井工作的开展。
还有些技术人员不够专业，在使用钻井设备的过程中不够专业，从而影响到了机械设备的正常使用寿命。
另外，设备在使用过程中的工作环境非常复杂，在加上还要一直保持高强度的的工作状态，有时会因为设备的使用温度太高导致内部的零件受到损坏。
钻井设备的工作环境中经常有粉尘或者其他细微的沙粒，这些物质一旦进入到机械设备中，就会堵塞设备的管道，如果相关的技术人员没有定期对这些杂物进行清理，粉尘或者沙粒就会使设备的零部件出现磨损，使零部件之间的缝隙越来越大，同样也会影响到机械设备的寿命。
最后，机械设备的润滑油也是影响设备寿命的一种影响因素。
钻井机械设备在工作的过程中会出现一些磨损，这时候就需要相关的技术人员给机械涂抹润滑油，润滑油不仅能降低机械的磨损，还能对设备起到保护作用。
石油钻采机械设备常见故障和防治对策分析
机械设备维修工作，可借助相关辅助设备，避免因维修工作流程 不完善而影响石油钻采机械设备完整性[1]。此外，从石油企业经 济效益角度分析，还需注重石油钻采机械设备合理采购或租赁， 避免在机械设备方面积压费用，在日常应用环节中也需重视石油 钻采机械设备维护及管理，使石油钻采机械设备运行状态在可控 制范围内，有效降低石油钻采机械设备故障发生率。
工业与信息化
TECHNOLOGY AND INFORMATION
石油钻采机械设备常见故障和防治对策分析
苏会 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河钻釆装备分公司 辽宁 盘锦 124010
摘 要 钻采机械设备是石油开采工作重要设施之一，并发挥着重要作用，基于新时代背景下，石油企业重视机械 设备引进与应用，针对工作内容及要求不同，合理选择机械设备，提升石油开采工作效率与质量。为避免石油钻采 机械设备在使用阶段发生故障问题，还需专业化技术人员注重日常维护与管理，可在维护及管理阶段全面掌握石油 钻采机械设备运行状态，及时解决设备安全隐患，对故障零件及时更换，均能为石油开采工作提供基础保障，从而 满足石油开采工作需求。 关键词 石油钻采机械设备；故障；防治
2 石油钻采机械设备防治策略 2.1 加大石油钻采机械设备管理力度，降低设备故障发生率 考虑到石油工作开采进度及效率，还需加大石油钻采机械
设备管理力度，能够在管理阶段及时发现设备存在的安全隐患 及故障，由专业化技术人员对设备故障检测，准确找到设备故 障位置，采取科学措施合理解决。以此为基础，开展石油钻采
1.2 机械设备运转故障 石油钻采机械设备运行故障影响因素之一，是因为工作人 员操作不准确、不规范，使设备运行过程中自身系统出现故障 问题，影响工作进度的同时，还存一定安全隐患，对现场技术 人员、施工人员等生命安全造成威胁。影响因素二，石油开采 现场环境因素影响，工作人员对石油钻采机械设备进行长时间 的使用，使石油钻采机械设备超负荷运行，以此情况下，一旦 石油钻采机械设备发生故障，将需要对石油钻采机械设备进行 整体性修复，所花费的费用也比较高，增加成本费用，影响石 油企业经济效益。同时，还会因为石油钻采机械设备不具备修 复价值，导致设备被直接淘汰，浪费石油企业经济效益。影响 因素三，石油钻采机械设备自身问题，因功能、使用性能等待 完善，经过现场使用才发现石油钻采机械设备故障问题，阻碍 石油开采工作进展。
顶驱故障分析排除解决方法正文1
3.2 风机故障...................................................................................................................... 2
3.2.1
风机不转............................................................................................................... 2
4.1 电控房故障.................................................................................................................. 4
4.1.1
电控房UPS故障..................................................................................................... 4
4.11 整流器保险烧毁故障................................................................................................ 20 4.12 编码器故障................................................................................ 错误！未定义书签。 4.13 系统运转一段时间自动停机.................................................................................... 21 4.14 手轮设定值与实际输出值有偏差............................................................................ 21 4.15 司钻操作台钻进扭矩手轮失效（03003）.............................. 错误！未定义书签。 4.16 通电后司钻台不工作................................................................................................ 22 4.17 工控机数据存储问题（03003）.............................................. 错误！未定义书签。 4.18 WINCC故障.................................................................................................................. 23 4.18.1 WINCC画面上无液压站温度压力显示............................................................... 23 5 液压源与阀组故障........................................................................................................... 25 5.1 液压源输出压力降低................................................................................................ 25 全部液压动作反向故障.......................................................................... 错误！未定义书签。 5.2 液压系统发热............................................................................................................ 26 5.3 远程控制液压泵不工作............................................................................................ 24 5.4 本地控制液压泵不工作............................................................................................ 24 5.5 液压站控制电源时断时通（04008 辽河）............................................................ 25 6 IBOP故障........................................................................................................................... 26 6.1 遥控IBOP套筒动作，IBOP不动作............................................................................ 26 6.2 遥控IBOP关闭不严.................................................................................................... 27 7 刹车故障........................................................................................................................... 27 8 背钳故障........................................................................................................................... 28 9 吊环倾斜与回转故障....................................................................................................... 28 9.1 吊环倾斜动作缓慢或不动作.................................................................................... 28 9.2 吊环不能在任意位置停止........................................................................................ 29 9.3 回转头转速过快或过慢............................................................................................ 29 10 平衡系统故障............................................................................ 错误！未定义书签。 10.1 平衡油缸蓄能器漏油（04008 辽河）.................................... 错误！未定义书签。 机械系统问题解答与故障处置.............................................................................................. 30 11.减速箱体运转润滑油温高报警........................................................................................ 30 12 服务信息............................................................................................................................. 31 附录一、.................................................................................................................................. 32
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
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。
石油钻采机械设备常见故障及防治
石油钻采机械设备常见故障及防治摘要在社会经济高速发展的今天，石油行业中的石油钻采机械设备常常要长时间的持续高负荷运行，以用来满足日益增长的社会经济对石油资源的需求。
这也使得石油钻采机械设备在运转过程中出现的故障率也是居高不下。
本文通过对石油钻采机械设备在运行过程中的常见故障进行分析和总结，并就其相应的预防和处理措施进行分析和讨论，以便于更好的维护钻采机械设备在石油勘探中的运行安全，从而促进和推动我国石油行业的高效、高速发展。
关键词石油钻采；机械设备；故障；防治在石油机械行业当中，石油钻采机械设备是其中的十分重要的组成部分，在行业的建设发展过程中起着至关重要的影响和作用。
石油钻采机械设备担负着整个石油工业建设和发展中技术装备的保障重任，是石油行业勘探开采的基础性环节。
因此，它的运行安全性和可靠性的优劣直接影响到整个石油生产过程的进度和效益。
本文通过对石油钻采机械设备在运行过程中的常见故障进行分析和总结，并就其相应的预防和处理措施提出自己的看法和建议，以便于更好的维护钻采机械设备在石油勘探中的运行安全，从而促进和推动我国石油行业的高效、高速发展。
1 石油钻采机械设备运行中的常见故障1.1常见的故障在石油钻采机械设备的运行过程中，主要存在以下几个方面的故障：1）退化型的故障。
主要表现为材料的变质、老化、磨损、剥落等等；2）损坏型的故障。
主要表现为零件的开裂、断裂、烧蚀、点蚀、拉伤、变形、压痕、龟裂等等；3）渗漏与堵塞型的故障。
主要表现为流动系统的漏气、堵塞、渗油、漏水等等；4）松脱型的故障。
主要表现为零部件的脱落、松动等；5）功能失效或性能衰退型的故障。
主要表现为设备过热、性能衰退、功能失效等等；6）失调型的故障。
主要表现为干涉、行程失调、压力过低或过高、间隙过小或过大等等。
1.2 故障危害这些故障的危害具体表现为以下几种类型，即：1）环境性和安全性危害。
即当机械设备的故障导致油田企业的生产违反国家、地方、行业或者国际上对环境的标准要求时，就会产生环境性的故障危害。
常见石油钻机顶驱系统故障诊断与排除(讲稿)
(3)整体式水龙头
整体式水龙头的功能是整个钻井装 置功能的集合。水龙头主止推轴承位于 大齿圈上方的变速箱内部，上部台阶坐 于主止推轴承上以支撑钻柱负荷。主轴 和鹅颈管之间有一个标准冲管盘根总成， 这样就可以使钻柱旋转。冲管盘根总成 由电机罩体支撑并同齿轮箱相连，以支 撑水平支撑。合金钢水龙头提环联结在 本体上，可以相对于水龙头变速箱作垂 直方向的短行程，构成一个整体的平衡 系统。
• 平衡系统工作原理
• 如图所示。平衡系统的活塞杆上端与 游车相连接，油缸下端与整体式水龙 头相连接。油缸上腔始终通高压油， 产生的向上拉力作用在水龙头上，一 直提着水龙头。两相同的液缸产生的 向上拉力的合力要比顶部驱动钻井装 置和立根的自重大一些，当上、卸扣 未完时，液缸带动顶部驱动钻井装置 和立根一起上跳（或上移），此时蓄 能器放出压力油供给液缸工作。
• 9.变频器故障
西门子70 型变频器故障： F006，电压过高。 A．检查发电机输入； B．检查井下扭矩(键槽)； C．检查刹车断路； D．检查变频器参数； F023，温度过高。 A．检查空调机；
F030，直流柜短路。 A．在变频器内检查烟雾； B．检查刹车断路器； F011，电流过大。 A．检查变频器参数； F035，外接故障。 A．检查刹车断路器； B．检查变频器参数；
F051，转速编码器。 A．检查编码器； B．重新设定后显示； C．无/低转速，高扭矩； F053，TACHODN/DT，速度不稳。 A．检查编码器； B．检查编码器电缆； C．检查变频器参数；
• 10.扭矩钳/旋转头的问题
管子处理装置不左转， 如果吊环倾斜不浮动，参看“吊环倾斜装置的问 题”部分； 如果吊环倾斜浮动，则： A. 检查PLC 的输出； B. 检查接线； C. 检查电磁阀； D. 检查压力；
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。
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。
石油钻井机械设备的常见故障与排除维修措施
用而导致这一问题的存在，很多情况下都是无法避免的。
工业企业中，尤其是石油企业的生产过程中，很多有害物质存在于整个生产系统中，比如硫化物、氢氧化物等材料，对于设备的腐蚀影响非常的严重。
因此，这种生产条件之下，金属物质会受到极大的影响，从而导致了其出现严重腐蚀问题，造成了很多设备结构出现损坏的问题。
机械设备出现腐蚀问题之后，会导致机械的功能受到严重的影响，颜色、形状都无法满足需要，生产也就无法继续进行，给企业造成巨大的经济损失。
2 石油钻井机械设备出现故障的原因2.1 设备管理理念过于陈旧相对而言，中国的石油勘探和开采技术不如西方其他发达国家先进，因此没有完整的技术体系作为开发钻井设备维护工作的支持，其管理理念太旧。
管理只能以及时的维护模式进行，即在设备故障之后执行维护工作。
这是一种相对落后的维护管理模式，无法消除机械故障带来的经济效益损失。
设备管理系统的落后直接反映了中国石油钻井平台的维护和维修，并没有投入太多的人力和物力，从而推迟了其技术体系的完善。
再加上维修失败，工作过程不断缩短，部分零部件的故障逐渐增多，导致整个机械设备故障，导致更严重的机械运行事故。
2.2 维修管理制度不健全在石油企业设备管理中，设备的维修管理是非常重要的组成部分，但往往因为维修管理自身不能给企业带来直接的经济效益，使得一些设备维修管理制度没有得到有效地执行和落实，或者在设备维修管理中复制其他企业的管理模式，难以贴合自身企业设备管理的需求，在维修管理制度上埋下了制度不健全，责任分工不明确的漏洞；另外，为追求利益最大化，忽略维修管理流程的合理性、科学性，在维修管理过程中较为盲目0 引言石油资源作为我国的重要战略资源，在缓解我国的能源危机，促进社会经济的发展方面具有十分重要的作用。
石油钻井设备往往需要保持高强度的作业，高强度且恶劣的作业环境要求石油钻井设备的维修必须快捷、可靠，而再制造技术能够利用先进的设计和处理方式，使得石油钻井设备的维修时间大大减小、维修成本降低，提高石油钻井设备的工作效率。
顶驱常见故障分析资料
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。
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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。
Torque Arrester Frame 背钳臂
350T - 108” Elevator Links 350T - 108” 吊卡吊环 350 or 500T Elevators 吊卡
(1)旋转吊环配接器； 旋转吊环配接器在
管子处理器的上部，是 一个环形装置。在起升 或吊环倾斜装置定位、 管子处理器围绕钻杆旋 转时，保证了液压或气 路管汇的连通。同时， 旋转吊环配接器也为吊 环倾斜装置、扭矩背钳 液缸、内防喷阀液缸提 供了安装的位置。
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
到钻杆。传动箱内部是一个齿轮减速系统，传 动箱箱体为传动齿轮和轴承提供了一个密封的 润滑油池。
TDS-11SA顶驱传动箱和水龙头总成内部 是一个单级双减速齿轮系统，从电机到主轴的 减速比为10.5:1。轴承和齿轮由一个安装在箱 体上的油泵强制润滑。一个低速液压马达驱动 油泵，过滤后的润滑油通过主支撑轴承、扶正 轴承、小齿轮和复合齿轮轴承及齿轮的齿面连 续循环。油热交换是空冷式，传动箱上安装有 油位指示器可监视油面高度。
常见的顶驱导轨分为分段式、 折叠式和固定式导轨三种。
3.管子处理器
管子处理器为顶部驱动装置提供了提放 28m长立柱、并用钻井电机上卸立柱扣的能力。 它由以下重要部分组成：
(1)旋转吊环配接器； (2)背钳总成； (3)吊环倾斜装置； (4)内防喷阀； (5)吊卡吊环和钻杆吊卡。
P 360º旋转头定位
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，但其结构组成却基 本相同，下面以VARCO公司交流变频感应 电动机TDS-11SA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：
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。
(5) 钻杆吊卡。 钻杆吊卡悬挂在安装 在旋转吊环配接器上 的长孔吊环上。吊环 倾斜装置摆动吊卡可 以提起钻杆。
4.液压和气压控制系统
TDS-11SA顶驱的液压系 统是一个自备循环的系统。一个 10马力、1800转的交流电机驱 动两个液压泵为液压系统供能。 其中一个定量泵驱动润滑油系统 马达，一个变量泵为交流钻井电 机制动、旋转头、遥控防喷器、 吊环倾斜装置和平衡系统提供液 压动力。
(4)电机冷却系统
电机冷却系统为风冷式。TDS11SA的电机冷却系统为一就地 吸气式的离心鼓风机，配备有两 台安装在钻井电机顶部的5马力 的交流电机。冷却系统经过制动 器与电机的接合面吸进空气，经 过刚性气道将空气排送到每台钻 井电机顶部的风口。冷却空气然 后通过开放型电机内部，最后从 底部的百叶窗排出。
5.平衡系统
平衡系统是顶部驱动 钻井装置极具特色的设备 之一。它的主要作用是防 止上卸接头扣时螺纹的损 坏，其次是在卸扣时可以 帮助公扣接头从母扣接头 中弹出。
6.动力&控制系统
顶部驱动钻井装置的动力系统为整套设备提供 了所有的能源，控制系统为司钻提供了一个控制台， 通过控制台实现对顶部驱动钻井装置自身的控制。
(3)整体式水龙头
整体式水龙头的功能是整个钻井装 置功能的集合。水龙头主止推轴承位于 大齿圈上方的变速箱内部，上部台阶坐 于主止推轴承上以支撑钻柱负荷。主轴 和鹅颈管之间有一个标准冲管盘根总成， 这样就可以使钻柱旋转。冲管盘根总成 由电机罩体支撑并同齿轮箱相连，以支 撑水平支撑。合金钢水龙头提环联结在 本体上，可以相对于水龙头变速箱作垂 直方向的短行程，构成一个整体的平衡 系统。
(2)背钳总成； 顶驱的背钳悬挂于旋转吊环配接器上，扭矩平
衡架支撑着背钳。它在保护短节的下轴节的底部， 由一对钻杆引鞋和夹紧液缸组成，在钻柱与保护短 节连接时用于夹紧钻柱接头。背钳本体安装在扭矩 平衡架上，在钻杆上卸扣时可以上下移动并平衡上 卸扣时产生的扭矩。
(3)吊环倾斜装置； 顶驱的双向吊环
• 1.水龙头-钻井电机总成； • 2.滑动架和导轨； • 3.管子处理器； • 4.液压和气压控制系统； • 5.平衡系统； • 6.动力系统和控制系统。
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。
(1)钻井电机和制动器
TDS-11SA顶驱的动力为两台 400马力交流感应钻井电机。电机垂 直安装在传动齿轮箱箱盖上。电机有 一个双端轴，轴下端安装传动小齿轮， 轴上端安装制动器。电机顶部安装有 一个液压盘式制动器，通过制动器外 盖可以很容易检查和维护制动器。在 定向作业中，盘式制动器还可以辅助 钻柱定向。制动器由司钻控制台遥控
Link-Tilt Assembly 吊环倾斜总成
Lower IBOP Valve 下防喷器
Back-Up Clamp 背钳
Adjustable Stabbing Guide
喇叭口
Rotating Link Adapter 旋转头
Upper IBOP & Accumulator Assembly 上防喷器和其驱动 装置