修井機(jī)滾筒離合器常見故障原因及對策分析

向 旺

（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

目前修井機(jī)常用的滾筒離合器為氣動推盤離合器，采用氣動控制模式，具有穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，且支持過載保護(hù)功能，可避免滾筒離合器過載運(yùn)行，延長滾筒離合器的使用壽命。但在實(shí)際運(yùn)行中，滾筒離合器難以避免地發(fā)生各類故障，工作人員需掌握常見故障的特點(diǎn)、出現(xiàn)原因，做好滾筒離合器管理工作。

1 修井機(jī)滾筒離合器常見故障原因

1.1 打滑

該故障是指游車大鉤提升時離合器出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，故障表現(xiàn)為大鉤負(fù)荷提升時缺乏充足的動力，提升速度下降，重復(fù)游車大鉤提升操作時，可以在呼吸口處聞到高溫焦糊味，導(dǎo)致該故障的根本原因在于結(jié)合力不足，引發(fā)結(jié)合力不足的因素如下：①啟動后在儲氣瓶壓力不滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，實(shí)施大鉤提升操作；②離合器氣壓參數(shù)偏低，氣囊充壓不足；③氣囊、氣源管線或快速放氣閥存在漏氣現(xiàn)象，降低氣囊充氣壓力；④氣源管線通道出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，氣囊充壓速度下降；⑤離合器間隙過大，不能保持完全壓緊狀態(tài)；⑥控制信號管路漏氣，導(dǎo)氣通路不能保持完全導(dǎo)通狀態(tài)，降低充壓速度；⑦操作閥內(nèi)部的密封點(diǎn)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，信號壓力下降，影響導(dǎo)氣通路的導(dǎo)通；⑧轂單片離合器內(nèi)齒整圈損壞，降低結(jié)合力；⑨鏈條箱油位過高或擋油盤不能有效擋油，使?jié)櫥瓦M(jìn)入離合器內(nèi)，降低摩擦片和鋼板間的摩擦力，降低結(jié)合力；⑩磨板定位凸起未與離合器的槽體有效對接，摩擦片和鋼板的壓緊狀態(tài)不符合要求，降低結(jié)合力[1]；在滾筒離合器運(yùn)行中，快速放氣閥出現(xiàn)放氣速度下降現(xiàn)象，會使氣囊氣壓泄除速度下降，引發(fā)打滑故障，燒毀離合器片。

1.2 不能正常分離

該故障是指滾筒離合器不能徹底分離，滾筒仍然轉(zhuǎn)動，表現(xiàn)形式如下：①在滾筒離合器放氣處理后，以空載工況進(jìn)行大鉤下放操作，開始時大鉤靜止，幾秒鐘后實(shí)施下放運(yùn)動，但速度低于正常下放情況；②在變速箱空擋工況下，接觸剎車，實(shí)施大鉤下放操作，但大鉤未表現(xiàn)出下放運(yùn)動，滾筒仍緩慢轉(zhuǎn)動使大鉤表現(xiàn)出上行運(yùn)動。

引發(fā)該故障的原因如下：①彈簧彈力偏低，降低離合器的分離速度；②彈簧使用時間過長，出現(xiàn)變軟失效現(xiàn)象，脫離定位槽，擠壓摩擦片與鋼板，影響離合器正常分離；③離合器芯的齒結(jié)構(gòu)積累大量灰塵和碎屑，或出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，加大摩擦片和鋼板間的滑動阻力，降低分離速度；④在結(jié)合力不足的工況下進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)行，使摩擦片與鋼板出現(xiàn)半摩擦狀態(tài)，對離合器片造成損害，破裂形成碎屑，縮小摩擦片與鋼板的間隙，導(dǎo)致離合器不能正常分離[2]。

1.3 異常自動分離

該故障是指在大鉤提升操作時，滾筒離合器自動分離，重新調(diào)節(jié)操作閥后，滾筒離合器可掛合，但能夠在導(dǎo)氣龍頭的進(jìn)氣管接口處，發(fā)現(xiàn)零件出現(xiàn)異常抖動。引發(fā)該故障的原因如下：①在導(dǎo)氣龍頭安裝時，和滾筒軸的軸線不處于同個直線上，在滾筒轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)氣龍頭出現(xiàn)大幅度擺動，進(jìn)而使進(jìn)氣接口松動，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，使離合器自動分離；②導(dǎo)氣龍頭的進(jìn)氣接口連接出現(xiàn)松動，在設(shè)備振動的影響下，氣囊自動放氣，離合器出現(xiàn)異常自動分離故障。

1.4 不能正常掛合

該故障是指在正常氣壓參數(shù)下，正常操作調(diào)節(jié)閥，滾筒離合器不能正常掛合，滾筒不能正常運(yùn)動，部分情況下管路發(fā)出漏氣聲。引發(fā)該故障的原因如下：①信號管路出現(xiàn)漏氣或凍堵現(xiàn)象，影響氣壓信號的正常傳輸，使充壓氣源不能正常導(dǎo)通，影響離合器掛合；②氣源管路出現(xiàn)漏氣或凍堵現(xiàn)象，影響氣源壓力的正常充氣，引發(fā)掛合故障；③繼氣器閥芯始終屬于關(guān)閉狀態(tài)，氣源不能繼續(xù)為氣囊充氣，影響離合器掛合[3]。另外，在滾筒離合器掛合時，可能出現(xiàn)異常響動現(xiàn)象，故障原因在于滾筒離合器的摩擦片或彈簧破裂，引起異響，滾筒離合器不能正常運(yùn)行。

1.5 異常擺動

該故障是指在滾筒正常運(yùn)行時，推盤出現(xiàn)較大幅度的擺動，使得推盤和離合器轂間距離超過標(biāo)準(zhǔn)范圍。引發(fā)該故障的原因如下：①在安裝推盤時，并沒有按照順時針方向?qū)ΨQ扭緊連接螺栓，使?jié)L筒運(yùn)行時，推盤壓緊在滾筒軸定位臺階的前方區(qū)域時，連接螺栓的扭緊力矩達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，導(dǎo)致推盤偏斜地置于滾筒軸上，隨滾筒軸運(yùn)動出現(xiàn)異常擺動；②在安裝推盤時，推盤的中心孔和滾筒軸徑配合間隙過大，導(dǎo)致連接螺栓難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)扭緊力矩，推盤和滾筒軸的定位臺階不能正常壓緊，引發(fā)過量擺動現(xiàn)象。

2 修井機(jī)滾筒離合器常見故障應(yīng)對措施

針對修井機(jī)滾筒離合器的多項(xiàng)故障及繁多的故障原因，工作人員應(yīng)加強(qiáng)滾筒離合器的管理。從故障發(fā)生全過程入手，在日常管理中預(yù)防故障出現(xiàn)，在故障出現(xiàn)后選擇合適處理措施，規(guī)避故障對滾筒離合器的不利影響，進(jìn)而保障修井機(jī)可靠運(yùn)行，降低修井機(jī)運(yùn)維成本，提高作業(yè)質(zhì)效。

2.1 打滑

基于上述故障原因，在滾筒離合器的日常運(yùn)行中，工作人員可采取如下措施預(yù)防打滑故障：①按照滾筒離合器的規(guī)范操作規(guī)程，實(shí)施設(shè)備日常管理工作，定期檢查運(yùn)維設(shè)備零部件，確保充氣壓力保持正常，避免滾筒離合器在充氣壓力過高或過低的工況下運(yùn)行；②在離合器安裝或重新安裝時，工作人員應(yīng)做好零部件安裝位置檢查工作，確保磨板正確安裝，定位凸起與槽體有效對接；③在日常運(yùn)維時，根據(jù)滾筒離合器運(yùn)行參數(shù)要求，調(diào)整摩擦盤間隙，避免間隙不符合要求引發(fā)打滑故障；④根據(jù)規(guī)范油位要求，向鏈條箱內(nèi)添加潤滑油，并定期檢查擋油盤的安裝位置，確保潤滑油油位處于正常范圍，避免潤滑油進(jìn)入離合器內(nèi)；⑤定期檢查繼氣器和快速放氣閥的運(yùn)行狀態(tài)，保證二者正常運(yùn)行，進(jìn)而確保氣囊以較快速度放氣，防止?jié)L筒離合器進(jìn)入半摩擦運(yùn)行狀態(tài)。

在發(fā)現(xiàn)滾筒離合器出現(xiàn)打滑故障后，工作人員可根據(jù)故障原因，逐一排查引起結(jié)合力不足的因素，通過清理油污、調(diào)整氣壓、調(diào)整離合器摩擦盤間隙或更換零部件等措施排除故障。例如：①發(fā)現(xiàn)管路或氣控閥件出現(xiàn)凍堵或腐蝕現(xiàn)象，工作人員應(yīng)立即更換管路與氣控閥件，并更換氣源干燥器，確保壓縮空氣保持正常干燥度，預(yù)防凍堵與腐蝕現(xiàn)象；②發(fā)現(xiàn)管路出現(xiàn)漏氣、閥芯卡滯現(xiàn)象，說明管路與氣控閥件出現(xiàn)老化問題，應(yīng)立即更換零部件；③發(fā)現(xiàn)離合器片、鋼板、氣囊或轂結(jié)構(gòu)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，應(yīng)立即更換，排除打滑故障。

2.2 不能正常分離

在設(shè)備管理中，可通過如下措施預(yù)防該故障：①在安裝設(shè)備時，選擇貼合設(shè)備規(guī)格參數(shù)要求的彈簧，避免彈簧彈力不足，并在滾筒離合器安裝時進(jìn)行彈簧防脫落處理，避免彈簧出現(xiàn)脫離定位槽現(xiàn)象；②如在更換離合器片時發(fā)現(xiàn)彈簧出現(xiàn)變形，及時更換彈簧；③在滾筒離合器的彈簧安裝前，應(yīng)做好設(shè)備清潔工作，特別是內(nèi)外齒的銹跡應(yīng)全面清理，避免銹蝕現(xiàn)象出現(xiàn)；④在滾筒離合器使用中，如工作人員發(fā)現(xiàn)離合器出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，不允許繼續(xù)實(shí)施起下操作，避免離合器被燒毀，引發(fā)不能正常分離故障。

在滾筒離合器運(yùn)行中，如發(fā)現(xiàn)不能正常分離故障，應(yīng)檢查滾筒離合器的彈簧、外齒和內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，通過更換彈簧、清理滾筒離合器的雜物與銹跡、調(diào)整離合器摩擦盤間隙等措施，排除不能正常分離故障。

2.3 異常自動分離

從安裝環(huán)節(jié)入手，預(yù)防故障出現(xiàn)。主要措施有：①在進(jìn)行導(dǎo)氣龍頭安裝時，確保其軸線和滾筒軸線處于同一直線上，預(yù)防導(dǎo)氣龍頭擺動；②在進(jìn)行進(jìn)氣管線安裝時，確保接頭部位牢固扭緊。在發(fā)現(xiàn)滾筒離合器出現(xiàn)異常自動分離故障時，檢查導(dǎo)氣龍頭，查找故障原因，通過重新安裝導(dǎo)氣龍頭或調(diào)節(jié)導(dǎo)氣龍頭進(jìn)氣接口螺栓等措施，排除故障。

2.4 不能正常掛合

加強(qiáng)對滾筒離合器的運(yùn)維管理，評估滾筒離合器的管路運(yùn)行狀況，及時更換出現(xiàn)凍堵、漏氣或老化現(xiàn)象的管路與零件，預(yù)防漏氣與閥芯關(guān)閉等問題的出現(xiàn)。同時，工作人員應(yīng)定期更換氣源干燥器，確保滾筒離合器的壓縮空氣始終保持干燥狀態(tài)，預(yù)防凍堵現(xiàn)象，使管路保持正常導(dǎo)通狀態(tài)。在發(fā)現(xiàn)滾筒離合器出現(xiàn)不能正常掛合故障后，使用專業(yè)設(shè)備檢查出現(xiàn)凍堵或漏氣的管路，更換故障管路與氣源干燥器，排除故障。

對于離合器掛合異響故障，工作人員應(yīng)定期檢查滾筒離合器的摩擦片與彈簧，發(fā)現(xiàn)老化或破損后，立即更換。如發(fā)現(xiàn)滾筒離合器出現(xiàn)異響故障，需查找故障原因，更換摩擦片或彈簧，使?jié)L筒離合器正常運(yùn)行。

2.5 異常擺動

從如下方面預(yù)防：①安裝推盤時，檢查并測量推盤中心孔和滾筒軸配合間隙的距離，確保二者距離符合公差范圍要求；②推盤安裝應(yīng)嚴(yán)格按照安裝流程，對稱地扭緊螺栓，并確保推盤中心線和滾筒軸線處于同一直線上；③在安裝完成后，測試連接螺栓處于正常扭緊力矩時，推盤和滾筒軸定位臺階是否處于正常壓緊狀態(tài)。

在發(fā)現(xiàn)滾筒離合器出現(xiàn)異常擺動故障后，逐一檢測推盤的距離參數(shù)與連接螺栓扭緊狀況，查找具體故障原因，通過重新安裝推盤、調(diào)節(jié)推盤參數(shù)等措施，排除離合器異常擺動故障。

3 結(jié)論

修井機(jī)滾筒離合器的常見故障體現(xiàn)在打滑、分離、掛合、擺動等方面，原因包括安裝不到位、參數(shù)不合理、零部件老化、零部件損壞等。通過本文的分析，工作人員應(yīng)根據(jù)故障原因，針對性預(yù)防滾筒離合器的常見故障，并結(jié)合故障表現(xiàn)，確定故障類型，明確故障原因，選擇合適的故障排除方案，保障滾筒離合器正常運(yùn)行。