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当代化工研究
综述与专论
2016-02
海洋钻机起升系统设备故障分析及预防措施
0王鸿彬
（中海油田服务股份有限公司油田生产事业部钻修井作业公司天津塘沽300450）
摘委：在海洋钻井作业中，钻机起升系统不仅承担着起下钻具和下套管的常规作业任务，还担负着处理井下复杂故障，进行打榜、震击、解卡作业等特球任务，起升系统一旦发生故障，将造成无可搅回的重大损失，固此，本文通过对海洋钻机起升系统进行故障分析，确认其故障产生原因，给出了相应的预防措施，以提高海洋钻机起升系统的可靠性和安全性。
关键调：海洋石油；海洋钻机；起升系统；故障分析中图分类号：T
文鼓标识码：B
TheFaultanalysisandPreventionmeasureforoffshorerigraisesystemequipments
WangHongbin
(OilFieldProductionDivisionDrillingandWorkoverOperationCompanyofCosl,TianjinTanggu,300450)
Abstract:Inthe operationofofshore oil,offshorerig hoistingsystem noronlytaketheregularfask ofdescendingdrillingtoolandcasingpipe,but also taking on dealing with the complicated downholefailure, taking salvagejarringfree stick such special tasks.Once the hoisting system has a oooasaaaasoaa ard corresponding precaution measures,and improve the reliability and security of ofshore rig hoisting system.
Keywords:offshoreoil;ofshorerig;hoisting system;malfiunction analysis
一、引信言
石油钻机是用来钻油、气井的一种设备。钻机，随某种钻井方法、钻井工艺的出现而产生，又随着钻井技术不断地发展而发生相应的变化。随着海洋石油勘探、开发事业的兴起，陆用钻井设备和造船技术相结合，产生了一大批各种类型的海洋钻井设备，海洋钻机则是这些海洋钻并设备的重要组成部分，其中，
“地面旅旋转送进设备、循环系统设备、起
升系统设备”
三大系统设备直接服务于钻并生产，是海洋钻
机的三大工作机。起升系统设备又是整个海洋钻机的核心组
件，
旦出现故障，将直接导致钻井作业Downtime，甚至
于造成设备损毁或人员伤亡事故。因此，对海洋钻机起升系统设备进行故障分析，找出预防措施，提高海洋钻机的可靠
性和安全性，成为一个重要课题。二、起升系统设备故障及原因
海洋钻机起升系统主要包括：钻井绞车、辅助刹车、游
动系统（含天车、游车、钢丝绳、大钩）、井架、井口工具及机械化设备等。起升系统设备中，常见故障类型为Ⅱ类故障，即：滚筒轴断裂和钢丝绳损坏：而操作失误或者维护不当，也将直接导致类故障，此类故障是致命的，可直接造成设备重大损毁甚至于人员伤亡。如操作液压缸起放并架过程中未及时排气或者长时间超负荷意击、解卡作业引起的井架塌，以及带式刹车系统刹车包角调试不当或者带式和盘式刹车系统刹车间隙过大引起的溜钻等，都将直接导致起升系统发生重大故障，其余故障类型均为I类故障。
1.钻并较车
钻井绞车主要由滚筒总成、动力传输装置、防碰装置、
制动系统、润滑与冷却系统以及绞车附件等部分组成，是钻
万方数据
机的核心部分，其常见故障发生在滚筒轴和车机构上，主要表现形式为：
(1)滚筒轴弯曲及疲疫劳断裂：滚筒总成在出厂前一般要进行动平衡试验，以确保主滚筒在绞车高速运转时不偏离其旋转轴线，现场钻完井作业期间，绞车承受的往往是瞬息万变的动载荷，而且，因作业进度的要求，往往要进行大负荷、高转速起下钻作业，这将导致主滚筒长期处于高速、偏振状态，并量终造成滚筒轴的弯曲和疲劳断裂。
(2)刹车块及刹车毂（盘）的磨损：刹车块的磨损不均
会导致刹车性能不好，当刹车块磨损到固定螺栓头与刹车毂（盘）接触时，刹车块与刹车毂（盘）可能发生打滑并磨损刹车毂（盘），会造成设备损坏和人员伤亡。
3)刹车包角过大或过小（指带式刹车系统）：当刹带活端包角为150°时，刹车性能最好，小于150°较多时，刹车性能不好，大于150°较多时，刹车系统非但不能进行正常刹车，还可能会造成重大事故。
2.游动系统
游动系统是钻机机械滑车组式起升系统的重要组成部分，主要用来将绞车滚筒的旋转运动转换成大钩的直线运动，其故障主要表现为：
(1)顶碰天车：在钻井作业起钻过程中，游动滑车上升失控或司钻误操作时，会导致游动滑车顶碰天车。
(2)滑轮润滑不当：润滑脂本身不清洁，或存放时间长、有杂质等原因，在油道内会发生堵塞现象，导致轴承转动不灵活或烧损。
(3)钢丝绳磨损：钢丝绳磨损的主要原因是缺乏润滑
油，其次是设计原因导致的乱绳、挤绳、咬绳等。
3.井架