石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用及維護(hù)

段 兵

（中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司，陜西西安 710021）

0 引言

石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備屬于自動化設(shè)施，規(guī)范化使用和強(qiáng)化日常維護(hù)，有助于降低頂驅(qū)設(shè)備的故障率，從而提升作業(yè)效率和提高工作的安全性。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，以頂驅(qū)設(shè)備為代表的新型鉆井設(shè)備廣泛應(yīng)用于石油鉆井工作中，日常工作中必須做好石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用和維護(hù)工作，以切實(shí)發(fā)揮頂驅(qū)設(shè)備的優(yōu)勢。石油生產(chǎn)中存在著頂驅(qū)設(shè)備使用過度問題，過度使用下，設(shè)備發(fā)生故障的概率會提升，必須強(qiáng)化頂驅(qū)設(shè)備使用管理，確保頂驅(qū)設(shè)備的科學(xué)、規(guī)范使用和操作。

1 頂驅(qū)設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備包括鉆井馬達(dá)、水龍頭總成、導(dǎo)向滑車總成、平衡系統(tǒng)、管子上卸裝置、動力控制系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)。頂驅(qū)設(shè)備是石油鉆井的重要設(shè)施，其工作中通過井架上部直接旋轉(zhuǎn)鉆柱，沿著井架內(nèi)的專用導(dǎo)軌直接向下輸送，實(shí)現(xiàn)鉆柱的旋轉(zhuǎn)，具有操作方便、安全性高以及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備在石油開采中的應(yīng)用顯著縮短了建井周期，且其自動化程度高，相較于轉(zhuǎn)盤鉆井能夠降低勞動強(qiáng)度，提升操作便利性和生產(chǎn)效率。頂驅(qū)設(shè)備在使用過程中鉆柱與井部巖石之間的摩擦阻力小，能夠有效避免卡鉆事故的出現(xiàn)，有利于降低井下安全事故的發(fā)生，提升石油井下開采的安全性[1]。

2 石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用

使用過程中應(yīng)該嚴(yán)格堅持規(guī)范化使用和操作，及時消除故障，充分發(fā)揮石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備功能，提升石油開采效率。

2.1 啟動前進(jìn)行異常檢查

頂驅(qū)設(shè)備在啟動前，工作人員要進(jìn)行異常檢查，若發(fā)現(xiàn)存在著故障和異常，應(yīng)該及時進(jìn)行維護(hù)，其具體流程如下：①查看設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，查看前一班次作業(yè)過程中設(shè)備的運(yùn)行情況，判斷設(shè)備有無異常狀況，結(jié)合設(shè)備異常情況進(jìn)行及時的維修；②檢查頂驅(qū)設(shè)備各零部件情況，檢查減速箱油箱液位，確保液位正常范圍內(nèi)，液位低于正常范圍時要及時進(jìn)行加油；③檢查液壓系統(tǒng)油箱液位和過濾器，對每日應(yīng)加潤滑油的潤滑點(diǎn)進(jìn)行加油；④檢查設(shè)備電路、電線情況，電線之間相互無纏繞，防松裝置無螺栓松動等。

啟動前檢查工作中，工作人員結(jié)合頂驅(qū)設(shè)備運(yùn)行中常見危害對設(shè)備情況進(jìn)行檢查，避免故障，以有效避免設(shè)備機(jī)械傷害。在完成上述啟動前檢查后，確保設(shè)備情況正常，才能夠開機(jī)進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行。

2.2 頂驅(qū)設(shè)備的使用操作

安全性故障主要是由于操作人員操作不當(dāng)導(dǎo)致的，頂驅(qū)設(shè)備操作使用過程中，操作人員需要嚴(yán)格按照設(shè)備說明書進(jìn)行規(guī)范化和流程化操作。工作人員必須穿戴相關(guān)勞保用品，系好安全帶和安全繩。在啟動頂驅(qū)設(shè)備電氣系統(tǒng)前，需確認(rèn)機(jī)械設(shè)備、液壓系統(tǒng)以及準(zhǔn)備就緒。在工作過程中可能會出現(xiàn)井噴等緊急情況，操作人員需要立即停止驅(qū)動裝置，進(jìn)入到井控狀態(tài)。待緊急狀況排除后，系統(tǒng)無故障報警之后，工作人員可解除井控狀態(tài)。

2.3 頂驅(qū)設(shè)備急停操作

井下作業(yè)存在著很大的安全風(fēng)險，當(dāng)系統(tǒng)工作中出現(xiàn)緊急情況時，工作人員需要進(jìn)行急停操作。出現(xiàn)緊急情況時，時間就是生命，操作人員可以就近按下任一“緊急停止”開關(guān)。在設(shè)備運(yùn)行過程中，設(shè)備系統(tǒng)會自動出現(xiàn)急停，包括裝置故障、通信故障、電氣故障等。設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生故障，“故障”指示燈會亮起，同時故障報警器發(fā)警報聲報故障。當(dāng)出現(xiàn)故障報警時，操作人員應(yīng)該借助監(jiān)控系統(tǒng)查明故障報警原因，解除故障[2]。

3 石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的維護(hù)方法

3.1 頂驅(qū)設(shè)備日常維護(hù)項目及內(nèi)容

石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備一般制定了完善的維護(hù)計劃，工作人員需要嚴(yán)格按照維護(hù)計劃進(jìn)行，日常工作中做好設(shè)備的潤滑工作和清理工作，提升設(shè)備的使用性能，定期對設(shè)備重要零部件進(jìn)行檢查、驗收，確保設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量和安全。頂驅(qū)設(shè)備工作中很可能會出現(xiàn)故障問題，影響生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行。頂驅(qū)設(shè)備使用中要加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)，檢查和維護(hù)過程中重點(diǎn)就隱蔽性故障進(jìn)行檢查。

頂驅(qū)設(shè)備日常維護(hù)通常主要包括了潤滑維護(hù)、檢查維護(hù)等，在設(shè)備啟用前，工作人員需要就沖管總成、背鉗扶正環(huán)等裝置進(jìn)行每日的潤滑處理，潤滑處理中要使用符合規(guī)定的潤滑油。就各處管線、接頭、連接處進(jìn)行全面檢查，確保頂驅(qū)設(shè)備各處緊固件器件狀態(tài)良好，無松動、無磨損以及無撕裂等，對于存在著松動、磨損等情況的零部件要按需進(jìn)行修理、調(diào)整或更換。

在每日檢查和維護(hù)的基礎(chǔ)上，每月需要對頂驅(qū)設(shè)備主電機(jī)以及液壓泵點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)行潤滑處理，一般電機(jī)維護(hù)操作可在頂驅(qū)設(shè)備累計工作250 h 后進(jìn)行，并對設(shè)備軸承、調(diào)節(jié)板、螺栓、導(dǎo)軌連接件等設(shè)備及時進(jìn)行維修、更換。工作中，工作人員需要定期對頂驅(qū)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，年度要對設(shè)備進(jìn)行大檢修，對設(shè)備的導(dǎo)軌、主要承載件進(jìn)行探傷檢查。導(dǎo)軌以及承載件關(guān)乎頂驅(qū)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，事關(guān)生產(chǎn)安全，每年需要對設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和驗收，確定使用強(qiáng)度，確保設(shè)備能夠達(dá)到必要的承載力，以提升使用安全性。

3.2 簡單故障及處理方法

頂驅(qū)設(shè)備運(yùn)行過程中會受到人為因素、環(huán)境因素等多種因素的影響，可能會出現(xiàn)不同程度的故障問題。針對于頂驅(qū)設(shè)備故障，維護(hù)人員要定期維護(hù)，及時更換零部件，采取有效預(yù)防措施。此外，設(shè)備維修人員應(yīng)掌握常見故障的維修方法，在故障出現(xiàn)后應(yīng)該盡快完成設(shè)備的維修工作，以確保生產(chǎn)工作的正常有序進(jìn)行。

（1）電控房溫度、濕度報警。電控房溫度、濕度過高會導(dǎo)致報警，工作人員應(yīng)該開啟空調(diào)進(jìn)行降溫除濕操作，將溫度控制在26～30 ℃。

（2）變頻器停止輸出。其故障導(dǎo)致原因可能是電機(jī)短路、電源故障等，維修人員應(yīng)立即排查原因，檢查供電電源，檢測電壓值，檢測電纜線路有無短路或斷路等。

（3）風(fēng)機(jī)故障。包括了機(jī)械故障和電氣故障等，對風(fēng)機(jī)電容特性進(jìn)行檢測，查看相關(guān)參數(shù)，是否是相關(guān)參數(shù)超出了正常值等。

（4）潤滑油壓力低報警和流量低報警。維修過程中對潤滑泵電機(jī)、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向等進(jìn)行檢查，檢查電路電纜情況以及潤滑油過濾器工作情況，從而進(jìn)行維修。

在維修過程中，要重視機(jī)械設(shè)備的工作負(fù)荷，不得在負(fù)荷過高情況下進(jìn)行維修。在維修前應(yīng)該將設(shè)備控制在平穩(wěn)狀態(tài)下進(jìn)行維修，以確保維修人員的人身安全。當(dāng)頂驅(qū)設(shè)備電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)該由專業(yè)人員或生產(chǎn)廠家進(jìn)行維修[3]。

4 做好頂驅(qū)設(shè)備使用及維護(hù)的保障措施

頂驅(qū)設(shè)備的正常使用是確保生產(chǎn)正常的基礎(chǔ)，頂驅(qū)設(shè)備使用中存在著過久使用、過度使用以及不規(guī)范使用的問題，增加了生產(chǎn)安全風(fēng)險。頂驅(qū)設(shè)備使用中應(yīng)該定期進(jìn)行檢查維護(hù)，出現(xiàn)故障時，維修人員應(yīng)該做到快速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)并進(jìn)行有效維修。

4.1 提升設(shè)備操作人員、維護(hù)人員職業(yè)素質(zhì)

頂驅(qū)設(shè)備故障具有一定的隱蔽性，故障處理維修難度大，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。頂驅(qū)設(shè)備運(yùn)行中伴有高電流，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障、系統(tǒng)癱瘓，容易引發(fā)觸電等安全生產(chǎn)事故。提升設(shè)備操作人員、維修人員素質(zhì)和技能水平是做好頂驅(qū)設(shè)備使用及維護(hù)工作的前提和基礎(chǔ)。頂驅(qū)設(shè)備由多個系統(tǒng)組成，自動化程度高，操作復(fù)雜，必須提升設(shè)備操作人員的機(jī)械化素質(zhì)和水平，提升操作人員的規(guī)范化操作意識，在設(shè)備操作時嚴(yán)格按照說明書規(guī)定進(jìn)行程序化、步驟化操作。提升維修人員的專業(yè)技能，當(dāng)故障發(fā)生時維修人員能夠在最短的時間內(nèi)明確故障原因，找到故障點(diǎn)消除故障。

4.2 制定規(guī)則制度，落實(shí)安全管理責(zé)任

設(shè)備管理是運(yùn)營管理的重要一環(huán)，工作中因制定完善的規(guī)則制度，強(qiáng)化安全管理。結(jié)合頂驅(qū)設(shè)備說明書，制定標(biāo)準(zhǔn)化操作使用流程，指導(dǎo)和規(guī)范使用人員操作，若工作人員出現(xiàn)違反制度規(guī)則的行為，應(yīng)該給予嚴(yán)厲懲處。頂驅(qū)設(shè)備自動化程度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障需要較長的維修時間。為此，設(shè)備管理中強(qiáng)化生產(chǎn)前期工作管理，做好設(shè)備的檢查和維護(hù)工作，以降低故障發(fā)生率，提升生產(chǎn)效率和安全性。對于設(shè)備使用和設(shè)備維護(hù)，可以建立工作人員排班計劃表，落實(shí)具體的責(zé)任，在工作中上下班次工作人員要做好交接工作，以及時消除設(shè)備故障。設(shè)備維修時維修人員要組好相應(yīng)的防護(hù)，在維修前拉斷電源開關(guān)，懸掛“嚴(yán)禁合閘”標(biāo)志牌，采用專業(yè)工具進(jìn)行維修[4]。

5 總結(jié)

頂驅(qū)設(shè)備的應(yīng)用是石油企業(yè)提高生產(chǎn)質(zhì)量和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要舉措，日常操作使用中必須堅持規(guī)范化操作，加強(qiáng)日常維護(hù)，降低頂驅(qū)設(shè)備的故障率。此外，頂驅(qū)設(shè)備操作使用中要切實(shí)提升設(shè)備操作人員、設(shè)備維護(hù)人員的職業(yè)素質(zhì)和技能，按照規(guī)范化操作流程進(jìn)行設(shè)備的操作和維護(hù)，能夠及時維護(hù)常見設(shè)備故障，以避免機(jī)械故障導(dǎo)致的停工停產(chǎn)。此外，針對于頂驅(qū)設(shè)備要制定完善的規(guī)則制度，落實(shí)安全管理責(zé)任，提高工作人員的責(zé)任心，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。石油鉆井頂驅(qū)設(shè)備的使用，極大提高了工作效率和生產(chǎn)安全性，設(shè)備使用中要強(qiáng)化設(shè)備前期管理，通過規(guī)范使用和定期維護(hù)，降低設(shè)備故障和石油鉆探施工成本，提高石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[5]。