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摘 要 石油钻井生产是石油开采工作过程中十分重要的一个环节，而石油钻井机械设备是构成石油钻井生产的重要因素。石油钻井机械设备在正常的使用过程中，可能会受到外部各种因素的影响或者内部因素的影响而出现机械故障，从而影响正常的生产活动。本文通过分析钻井机械设备常见的故障和故障原因，提出相应的故障排除和维修方法，为减少和防止故障发生起到极大的促进作用。
关键词 钻井机械设备；故障；维修；维护；设备管理
中图分类号：TE92 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-104-02
1 常见钻井机械设备故障
在日常的生产过程中，钻井机械设备中最重要的机械就是钻机，是钻井工作中必不可少的机械设备之一，并且钻机在生产中出现的故障可以集中体现钻井机械所出现的故障，所以在研究钻井接卸设备的故障问题时，本文是以钻机为主要研究对象的。较常出现的机械故障类型主要有以下几种，损坏型、退化型、松脱型、失调型、杜塞与渗透型、性能衰退或功能失效型等，详见表1。
2 机械设备中钻机故障原因分析
通常机械设备在工作运行过程中都会有折旧磨损，磨损是产生机械故障最主要的原因，磨损程度一般是由机械零部件在运行过程中润滑程度来决定的。解决零部件的磨损问题，处理采用优良的材料和先进的制作工艺之外，还需要保证合理的润滑和细心操作。
2.1 传动系统常见故障机理
1）联动机支承轴承温度过高，在运行时出现发热过大，温度短时间过高等症状，另外还有部分出现大量油脂且含有金属粉末，造成这些症状的原因经分析可以得出，原因有缺乏润滑油脂或油脂中含有杂物，或者转动皮带过紧，严重者可能是轴承磨损损坏。
2）造成联动机振动严重的原因主要有：压板螺母松动、机房底座固定不牢、联动机离合器安装不同心、万向轴与联动机安装误差大、支承轴承磨损严重、井架底座过高等，故障出现时的主要表现症状就是振动振幅过大、出现噪音，底座、柴油机、联动机等振动幅度会随着负荷变化而增大。
3）减速箱齿轮啮合不良时会发出很大响声和振动振幅，并且响声和振幅会随着减速箱转速的提升而增大，造成这种故障的原因主要是轴承磨损严重、传动齿轮点蚀。
4）变速箱会因为轴封损坏和支承轴承磨损严重而出现润滑油从主动轴轴头甩出、呼吸器冒油、壳体升温等表现症状。
5）气胎离合器气胎和摩擦鼓安装不同心则会造成主动轴带动被动轴旋转时间过长才停止并有焦臭气味产生。
2.2 天车及游车常见故障机理
1）滑轮组滑轮转动不灵活表现为：某一滑轮位移后，其端面与另一滑轮端面顶住，使滑轮不能单独转动，或者轴承受阻后内圈在轴上转动，造成这些表现的原因是换轮组滑轮端面顶死或滑轮轴承跑内圆。
2）由于滑轮轴承的卡阻或者与轮孔配合较松都会造成滑轮组轴向窜动，一般变现为轴承外圈旋转但轴承不转动，轴承与滑轮转动时出现轴向窜动。
3）钢丝绳在系统提升使出现跳槽滑出槽外现象说明挡绳装置损坏或者固定螺母滑脱。
2.3 绞车常见故障机理
1）绞车刹车鼓表面出现龟裂和较大较深的裂纹现象时，说明绞车刹车存在问题，在绞车正常的工作运行中，刹车会在短时间产生大量的热量，一般解决这一现象的方法就是水冷却，所以原因较大可能是冷却水使用不合理造成的。
2）绞车在高低气胎离合器挂合转换过程中会出现短时间内的严重振动，说明绞车底座固定不牢或者用于固定的螺栓松动。绞车链条与链齿节距相差太大则会造成绞车使用过程中，出现某一档时出现剧烈跳动和振动。绞车振动的情况还会有上部分和下部分的振动幅度不同，上部分明显大于下部分的振幅，甚至在绞车负荷和转速变化时，轴系出现晃动，原因是三大轴固定螺栓松动。另外还有一种较为严重的表现，绞车在运转时，无论空载还是负载都出现较大振动，说明绞车轴在长时间的机械运转过程中已经出现严重损坏，已经出现弯曲。
3）刹车气缸工作不正常的主要外在表现有：单向开关合上后，气缸进气慢或不进气，刹把无法抬起，原因是气路堵塞；当气缸在合上开关后无动作且刹把正常，说明气缸卡死；气缸无反应刹把正常，但使用防碰天车气源时，能够正常运转，说明三通阀卡死。
4）在水刹车使用过程中或者使用一段时间以后，出现轴承端盖漏水或者车轴摆动现象说明水封出现严重磨损或者轴承旷动。
2.4 钻井泵常见故障机理
1）钻井机在钻进工作时，长时间使用后出现泵压降低现象，并且伴随着缸内“呲呲”的声响，引起原因可能是阀体和阀座刺坏。钻机正常钻井工作中，钻井泵的泵压突然出现大幅下降，并且还会伴随着排除部分振动加剧，水龙带摆幅过大，说明上水管闸门芯子挂有杂物。当钻井泵在进行钻井工作时不是突出降压，而是缓慢降压，且伴随振动和摆动，多数时候还会有较大声响，说明泥浆循环罐内泥沙太多。
2）排出压力波动大，常见表现形式有高压立管和平管线振动强烈，水龙带振动幅度强烈，突然间断出现敲击声，原因为排出空气包损坏或阀体导向座脱落。
3）压盖未上紧或者密封圈处有杂物等原因会造成液缸压盖出出现泥浆，当泥浆露出较多较为严重时，甚至出现泥浆喷射而出的状况时，说明液缸密封台阶处刺漏。
3 机械设备故障排除及维修
3.1 机械故障排除
鉴于石油钻井机械的复杂性和其工作环境的复杂性，机械设备故障的维修受限于配件、材料、吊装设备等因素的影响，复杂程度和困难程度都比较大，对于钻井机械故障的排除不可能细致的检测，只能是通过维修人员扎实的基础知识和丰富的工作经验来解除故障。通常较为常见的故障排除信息见表2。
3.2 机械故障维修
1）零件修理法，机械设备在正常工作运转中突然出现零部件故障时，难以在短时间买来或者配置合适零件，这种情况下可以采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件并投入使用，这种方法省钱节时。
2）零件换用或替代修理法，对于有备用零部件时，机械故障的维修可以采用直接更换，无论是大修还是故障的现场维修均适用，但是在不具备随时零部件的条件时，可以采用其他类似或者能够长时间或短时间替代的物品代替损坏的零件，这种方法适用于应急维修情况。
3）零件弃置法，对以产生故障的零部件，将管路或电路连接起来，快速恢复机械设备作业。
参考文献
[1]申群凤.浅谈机械设备中常见故障及维修[J].石河子科技，2006，2.
[2]张友.对钻井机械设备故障维修保养的分析[J].中国新技术新产品，2012，11.
[3]陈彩华.分析石油钻井机械设备的现状及其质量控制[J].中国石油和化工标准与质量2012，8.
关键词 钻井机械设备；故障；维修；维护；设备管理
中图分类号：TE92 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-104-02
1 常见钻井机械设备故障
在日常的生产过程中，钻井机械设备中最重要的机械就是钻机，是钻井工作中必不可少的机械设备之一，并且钻机在生产中出现的故障可以集中体现钻井机械所出现的故障，所以在研究钻井接卸设备的故障问题时，本文是以钻机为主要研究对象的。较常出现的机械故障类型主要有以下几种，损坏型、退化型、松脱型、失调型、杜塞与渗透型、性能衰退或功能失效型等，详见表1。
2 机械设备中钻机故障原因分析
通常机械设备在工作运行过程中都会有折旧磨损，磨损是产生机械故障最主要的原因，磨损程度一般是由机械零部件在运行过程中润滑程度来决定的。解决零部件的磨损问题，处理采用优良的材料和先进的制作工艺之外，还需要保证合理的润滑和细心操作。
2.1 传动系统常见故障机理
1）联动机支承轴承温度过高，在运行时出现发热过大，温度短时间过高等症状，另外还有部分出现大量油脂且含有金属粉末，造成这些症状的原因经分析可以得出，原因有缺乏润滑油脂或油脂中含有杂物，或者转动皮带过紧，严重者可能是轴承磨损损坏。
2）造成联动机振动严重的原因主要有：压板螺母松动、机房底座固定不牢、联动机离合器安装不同心、万向轴与联动机安装误差大、支承轴承磨损严重、井架底座过高等，故障出现时的主要表现症状就是振动振幅过大、出现噪音，底座、柴油机、联动机等振动幅度会随着负荷变化而增大。
3）减速箱齿轮啮合不良时会发出很大响声和振动振幅，并且响声和振幅会随着减速箱转速的提升而增大，造成这种故障的原因主要是轴承磨损严重、传动齿轮点蚀。
4）变速箱会因为轴封损坏和支承轴承磨损严重而出现润滑油从主动轴轴头甩出、呼吸器冒油、壳体升温等表现症状。
5）气胎离合器气胎和摩擦鼓安装不同心则会造成主动轴带动被动轴旋转时间过长才停止并有焦臭气味产生。
2.2 天车及游车常见故障机理
1）滑轮组滑轮转动不灵活表现为：某一滑轮位移后，其端面与另一滑轮端面顶住，使滑轮不能单独转动，或者轴承受阻后内圈在轴上转动，造成这些表现的原因是换轮组滑轮端面顶死或滑轮轴承跑内圆。
2）由于滑轮轴承的卡阻或者与轮孔配合较松都会造成滑轮组轴向窜动，一般变现为轴承外圈旋转但轴承不转动，轴承与滑轮转动时出现轴向窜动。
3）钢丝绳在系统提升使出现跳槽滑出槽外现象说明挡绳装置损坏或者固定螺母滑脱。
2.3 绞车常见故障机理
1）绞车刹车鼓表面出现龟裂和较大较深的裂纹现象时，说明绞车刹车存在问题，在绞车正常的工作运行中，刹车会在短时间产生大量的热量，一般解决这一现象的方法就是水冷却，所以原因较大可能是冷却水使用不合理造成的。
2）绞车在高低气胎离合器挂合转换过程中会出现短时间内的严重振动，说明绞车底座固定不牢或者用于固定的螺栓松动。绞车链条与链齿节距相差太大则会造成绞车使用过程中，出现某一档时出现剧烈跳动和振动。绞车振动的情况还会有上部分和下部分的振动幅度不同，上部分明显大于下部分的振幅，甚至在绞车负荷和转速变化时，轴系出现晃动，原因是三大轴固定螺栓松动。另外还有一种较为严重的表现，绞车在运转时，无论空载还是负载都出现较大振动，说明绞车轴在长时间的机械运转过程中已经出现严重损坏，已经出现弯曲。
3）刹车气缸工作不正常的主要外在表现有：单向开关合上后，气缸进气慢或不进气，刹把无法抬起，原因是气路堵塞；当气缸在合上开关后无动作且刹把正常，说明气缸卡死；气缸无反应刹把正常，但使用防碰天车气源时，能够正常运转，说明三通阀卡死。
4）在水刹车使用过程中或者使用一段时间以后，出现轴承端盖漏水或者车轴摆动现象说明水封出现严重磨损或者轴承旷动。
2.4 钻井泵常见故障机理
1）钻井机在钻进工作时，长时间使用后出现泵压降低现象，并且伴随着缸内“呲呲”的声响，引起原因可能是阀体和阀座刺坏。钻机正常钻井工作中，钻井泵的泵压突然出现大幅下降，并且还会伴随着排除部分振动加剧，水龙带摆幅过大，说明上水管闸门芯子挂有杂物。当钻井泵在进行钻井工作时不是突出降压，而是缓慢降压，且伴随振动和摆动，多数时候还会有较大声响，说明泥浆循环罐内泥沙太多。
2）排出压力波动大，常见表现形式有高压立管和平管线振动强烈，水龙带振动幅度强烈，突然间断出现敲击声，原因为排出空气包损坏或阀体导向座脱落。
3）压盖未上紧或者密封圈处有杂物等原因会造成液缸压盖出出现泥浆，当泥浆露出较多较为严重时，甚至出现泥浆喷射而出的状况时，说明液缸密封台阶处刺漏。
3 机械设备故障排除及维修
3.1 机械故障排除
鉴于石油钻井机械的复杂性和其工作环境的复杂性，机械设备故障的维修受限于配件、材料、吊装设备等因素的影响，复杂程度和困难程度都比较大，对于钻井机械故障的排除不可能细致的检测，只能是通过维修人员扎实的基础知识和丰富的工作经验来解除故障。通常较为常见的故障排除信息见表2。
3.2 机械故障维修
1）零件修理法，机械设备在正常工作运转中突然出现零部件故障时，难以在短时间买来或者配置合适零件，这种情况下可以采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件并投入使用，这种方法省钱节时。
2）零件换用或替代修理法，对于有备用零部件时，机械故障的维修可以采用直接更换，无论是大修还是故障的现场维修均适用，但是在不具备随时零部件的条件时，可以采用其他类似或者能够长时间或短时间替代的物品代替损坏的零件，这种方法适用于应急维修情况。
3）零件弃置法，对以产生故障的零部件，将管路或电路连接起来，快速恢复机械设备作业。
参考文献
[1]申群凤.浅谈机械设备中常见故障及维修[J].石河子科技，2006，2.
[2]张友.对钻井机械设备故障维修保养的分析[J].中国新技术新产品，2012，11.
[3]陈彩华.分析石油钻井机械设备的现状及其质量控制[J].中国石油和化工标准与质量2012，8.