ZJ50L鉆機潤滑油報警系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

龐應(yīng)剛 田相眾 李東 趙吉濤

中石化西南石油工程有限公司臨盤鉆井分公司 山東德州 251500

潤滑對于設(shè)備管理來說意義重大，在日常設(shè)備管理過程中，潤滑對設(shè)備的使用年限及其性能的發(fā)揮有直接影響。筆者針對目前臨盤油田普遍使用的ZJ50 鉆機的傳動箱和絞車潤滑系統(tǒng)監(jiān)控方面存在的不足，設(shè)計了潤滑油壓力監(jiān)控報警裝置，為鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行提供保障。

1 絞車和傳動箱潤滑系統(tǒng)存在的缺陷

絞車和傳動箱是重要的鉆井設(shè)備，對它們的維護(hù)、保養(yǎng)對于鉆井生產(chǎn)來說至關(guān)重要，一旦發(fā)生故障，將會對鉆井生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響。ZJ50L鉆機的絞車、傳動箱的鏈條和軸承采用強制噴淋潤滑。齒輪潤滑油泵將潤滑油從油箱內(nèi)抽出后輸入潤滑油路，通過噴嘴對鏈條、直角箱、軸承進(jìn)行潤滑，保障設(shè)備可靠運轉(zhuǎn)。潤滑油壓力應(yīng)在設(shè)備規(guī)定的壓力范圍內(nèi)，才能使設(shè)備可靠潤滑，充分發(fā)揮設(shè)備的效能。為保證油路系統(tǒng)內(nèi)壓力恒定，在管路上設(shè)有壓力表和節(jié)流閥。油路中的濾清器，應(yīng)經(jīng)常清洗，保證吸油暢通。在使用過程中由于潤滑油泄漏、缺油、潤滑油泵故障以及潤滑油路堵塞等原因造成潤滑油壓力過低或過高，使軸承、直角箱、鏈條得不到充分潤滑，致使磨損加劇、溫度升高甚者產(chǎn)生干摩擦，造成機件的損壞甚至卡死嚴(yán)重時燒壞設(shè)備，如果在鉆井過程中作業(yè)設(shè)備突然發(fā)生故障，后果不堪設(shè)想。

2 潤滑系統(tǒng)監(jiān)控改進(jìn)

2.1 結(jié)構(gòu)和工作原理

報警系統(tǒng)組成：兩用繼氣器、中壓管線、調(diào)壓閥、氣喇叭、氣開關(guān)組成。

如圖1所示。其中兩用繼氣器為主要的控制原件。

圖1 潤滑油油壓報警系統(tǒng)示意圖

兩用繼氣器按控制方式不同分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。加壓控制是指所加的控制信號K端壓力是逐漸上升的。當(dāng)氣壓增加到閥芯的動作壓力時，主閥便換向，I口與G口接通；卸壓控制是指所加的氣控信號K端壓力是減小的，當(dāng)減小到某一壓力值時，主閥換向Ⅱ口與G口接通；差壓控制是使主閥芯在兩端壓力差（K口-Ⅱ口）的作用下?lián)Q向，如圖2。

圖2 兩用繼氣器原理示意圖

報警器的工作原理充分利用兩用繼氣器工作原理，以被控設(shè)備機油壓所產(chǎn)生的力對繼氣器控制閥產(chǎn)生控制伸縮氣缸向左動作，迫使主氣流作用于氣笛，實現(xiàn)對被控設(shè)備潤滑油欠壓高壓的自動報警。潤滑油報警由低壓報警部分和高壓報警部分兩部分組成。

(1)低壓報警部分：中壓油管線接繼氣器控制端K，繼氣器氣源端I封住。原工作進(jìn)氣端G接氣喇叭，排氣端Ⅱ接氣源。當(dāng)潤滑油壓正常時油壓平衡氣源壓力。當(dāng)絞車齒輪油泵發(fā)生故障或絞車停止運轉(zhuǎn)時，壓縮空氣推動閥芯移動，改變氣體流動方向，氣體就會進(jìn)入司鉆控制臺內(nèi)控制喇叭的氣路，喇叭就會響起來。因為潤滑油壓在0.08-0.15MPa之間，氣源壓力為0.8-1MPa，油壓無法平衡氣源壓力，使報警裝置失效。為此在氣源管線上在增加了調(diào)壓閥，調(diào)節(jié)氣源壓力，使其報警壓力為0.1MPa。

(2)高壓報警部分：中壓油管線接繼氣器控制端K，繼氣器原氣源端I 口接氣喇叭，工作進(jìn)氣端G口接調(diào)壓氣源，排氣端Ⅱ口堵住，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥使其報警壓力0.3MPa（由于不同型號設(shè)備的噴嘴直徑不同，夏季、冬季采用的潤滑油粘度不同，潤滑油壓力報警范圍不同，可以通過調(diào)壓閥調(diào)節(jié)不同的報警范圍）。

絞車潤滑油管線上接中壓管線至司鉆房內(nèi)分成兩路，一路安裝潤滑壓力表，用于監(jiān)控該潤滑系統(tǒng)壓力，另一路接壓力報警系統(tǒng)。傳動箱潤滑油管線上直接接壓力報警系統(tǒng)。對氣喇叭進(jìn)行改進(jìn)使其聲音與井控長鳴信號區(qū)分。這樣，操作人員就能及時發(fā)現(xiàn)問題加以解決，從而避免了因潤滑、冷卻不好而引起的設(shè)備故障。

2.2 技術(shù)要求

工作氣源壓力0．8-lMPa，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥低壓起控壓力不大于0.1MPa，高壓起控壓力0.3MPa。

2.3 操作要求

(1)被控設(shè)備每次啟動前，需對本監(jiān)控器做1-3次報警檢查。

(2)被控設(shè)備啟動后，應(yīng)將氣開關(guān)手柄扳至開位。

(3)被控設(shè)備停運轉(zhuǎn)時間較長時，應(yīng)將氣開關(guān)手柄扳至關(guān)位。

(4)隨時觀察各外接接頭是否緊固，管線是否不破不裂，發(fā)現(xiàn)外接接頭松動或管線破裂時應(yīng)及時維修。

2.4 主要故障與排除方法

（1）調(diào)壓閥漏氣。漏氣原因出于閥芯與閥座密封不良或調(diào)壓閥調(diào)整不當(dāng)。應(yīng)更換閥件、更換密封件和重新調(diào)節(jié)調(diào)壓閥。(2)排氣孔漏油漏油原因出于活塞的O形橡膠圈損壞，及時更換。（3）繼氣器長期排氣的原因出于閥芯被卡、密封件受塤或上次檢修時安錯了方向等。應(yīng)清洗閥芯、更換密封件和重新正確安裝，甚至更換整個繼氣器。（4）報警氣喇叭不呼鳴氣笛失靈的原因出于風(fēng)鳴元件損壞或調(diào)節(jié)不當(dāng)、或氣開關(guān)損壞。應(yīng)檢修、更換氣喇叭元件或開關(guān)。

3 結(jié)語

傳動箱、絞車潤滑油壓力報警裝置結(jié)構(gòu)簡單，組成的元器件性能穩(wěn)定、耐用、安全可靠，現(xiàn)場工人一般都可掌握安裝和維修工作且維護(hù)費用低。該裝置已經(jīng)在臨盤油田普遍使用的ZJ50鉆機安裝使用，在使用期間該報警功能發(fā)揮正常，避免了絞車與傳動箱因缺潤滑油和油管堵塞等將釀成的隱患事故發(fā)生，保證傳動箱、絞車可靠運轉(zhuǎn)，起到了很好的監(jiān)控作用，保證了設(shè)備的安全、可靠運轉(zhuǎn)，解決了設(shè)備監(jiān)控設(shè)計方面存在的不足，延長絞車和轉(zhuǎn)盤驅(qū)動箱的使用壽命。