海洋鉆機(jī)提升系統(tǒng)中的設(shè)備故障及預(yù)處理措施分析

田國棟 韓鵬

摘 要：在海洋石油鉆井實際作業(yè)中，鉆機(jī)的提升系統(tǒng)主要承擔(dān)下套管以及起下鉆具的作用和任務(wù)，同時對井下的一些非常復(fù)雜的故障也要進(jìn)行處理，不斷進(jìn)行打撈、解卡以及震機(jī)作業(yè)，若提升系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，就會造成非常嚴(yán)重的損失?，F(xiàn)階段國內(nèi)的海上石油開發(fā)已經(jīng)成為重要的石油生產(chǎn)方式，需要對提升系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析，然后找到合適的預(yù)處理措施，讓提升系統(tǒng)可以時刻保持良好的工作狀態(tài)，鉆井系統(tǒng)的安全性以及可靠性可以進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：海洋鉆機(jī) 設(shè)備故障 預(yù)處理措施

中圖分類號：TE951 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-0-02

海洋鉆機(jī)是用來進(jìn)行海上油氣開發(fā)的設(shè)施，現(xiàn)階段海洋石油的開發(fā)不斷發(fā)展，鉆井的方法以及技術(shù)不斷更新，鉆井技術(shù)也在發(fā)生變化。原有陸地鉆機(jī)設(shè)備逐漸結(jié)合船舶技術(shù)，出現(xiàn)了大量的新型海洋鉆井技術(shù)，海洋鉆機(jī)是其中的代表性設(shè)備，提升系統(tǒng)則是在海洋鉆機(jī)中占據(jù)著核心的地位，若是提升系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，海洋鉆井作業(yè)就會受到直接嚴(yán)重的影響，甚至?xí)斐扇藛T傷亡以及設(shè)備損壞，因此本文提升系統(tǒng)的故障以及預(yù)處理措施進(jìn)行分析。

1 海洋鉆機(jī)提升系統(tǒng)中的設(shè)備故障分析

1.1 鉆井絞車

鉆井絞車是提升系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部分，也可以說是核心部分，在整個提升系統(tǒng)中，鉆井絞車的運行直接決定著鉆井作業(yè)的成敗。鉆井絞車的組成部分包括潤滑系統(tǒng)、滾筒裝置、防磕碰裝置等。鉆井絞車若是出現(xiàn)故障，對鉆井作業(yè)的影響是非常直接的。故障的類型也是比較多樣化，首先是滾筒裝置的軸體出現(xiàn)變形，或是鉆井絞車在長期的作業(yè)下，軸體斷裂和磨損。這些故障主要原因是日常對滾筒裝置缺乏必要的保養(yǎng)和維護(hù)，導(dǎo)致滾筒裝置出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。其次是剎車塊以及剎車盤，因為長時間以來的作業(yè)磨損，剎車片變薄，這種情況下剎車系統(tǒng)在剎車時就會受到一定程度上的影響。還有就是剎車片、剎車盤以及護(hù)罩之間間隙不夠貼合，導(dǎo)致設(shè)備在實際運行中遭遇嚴(yán)重的摩擦。

1.2 游動系統(tǒng)

游動系統(tǒng)在整個提升系統(tǒng)中也是非常重要的部分，主要作用是通過絞車滾筒的旋轉(zhuǎn)變?yōu)榇筱^直線運動，故障的表現(xiàn)主要有4種類型：第一，頂碰天車，在鉆井作業(yè)的實際過程中，游動系統(tǒng)滑車上升若出現(xiàn)失控，或者是司鉆誤操作，這都會造成頂碰天車的發(fā)生；第二，滑輪的潤滑不合理，在鉆井的實際作業(yè)中，潤滑脂本身清潔度會受到影響，例如，長時間的存放讓潤滑脂出現(xiàn)了雜質(zhì)，或在鉆井作業(yè)中會受到污染等，這種情況下油道里就會出現(xiàn)堵塞，軸承的轉(zhuǎn)動也會遇到不夠靈活的現(xiàn)象；第三，鋼絲繩的磨損。主要原因是沒有定期潤滑，或者是在設(shè)計的時候，排繩器出現(xiàn)鋼絲繩咬繩、亂繩的情況；第四，最后可能會發(fā)生游動系統(tǒng)與運動路徑中的結(jié)構(gòu)梁的碰撞，比如頂驅(qū)及其游動系統(tǒng)與二層臺的碰撞等。

1.3 井架

在海洋鉆機(jī)中井架是非常重要的部分，主要作用是安放天車以及起下鉆具、下套管、井下的事故處理等，這都需要井架作為支持。井架在風(fēng)載以及其他的荷載沖擊下會出現(xiàn)變形，或者是井架的冗余度較小、操作負(fù)荷超過一定的程度、操作不當(dāng)?shù)葐栴}容易讓井架出現(xiàn)坍塌的事故。若是在鉆井作業(yè)過程中井架坍塌，造成的后果將會是非常嚴(yán)重的。

2 海洋鉆機(jī)提升系統(tǒng)的預(yù)處理措施

2.1 完善系統(tǒng)設(shè)計

海上鉆井施工的影響因素是非常多樣化的，加上本身作業(yè)的環(huán)境就是比較特殊，各類機(jī)械設(shè)備在實際作業(yè)中就會受到諸多因素的沖擊。如臺風(fēng)、風(fēng)浪等，這些都是會讓鉆井設(shè)備出現(xiàn)擺動。因此在海上作業(yè)中，系統(tǒng)設(shè)計需要盡可能完整，考慮周全，如防震設(shè)計、防腐蝕設(shè)計、強(qiáng)度校核、考慮足夠的安全距離等來提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。提升系統(tǒng)需要經(jīng)過合理的系統(tǒng)設(shè)計，讓整個系統(tǒng)具備更強(qiáng)的穩(wěn)定性以及安全性。

2.2 井架預(yù)防措施

首先，需要保證井架構(gòu)件的完善以及底座的完整性。井架的基礎(chǔ)需要足夠牢固，同時井架的水平高差要在3mm之內(nèi)。其次，需對定期展開對井架的維護(hù)和檢查，對各個部位的螺栓進(jìn)行檢查，如出現(xiàn)問題及時進(jìn)行更換或加固。另外保證電子指重表以及機(jī)械指重表性能保持良好狀態(tài)，顯示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在井架進(jìn)行起下鉆作業(yè)時，一定要保證操作的穩(wěn)定性以及合理性，不要出現(xiàn)猛提、猛放的行為。在卡鉆事故出現(xiàn)后，需要依據(jù)規(guī)章制度進(jìn)行操作，不要對鉆具超負(fù)荷運行。

2.3 自動監(jiān)測裝置

需要設(shè)置好自動監(jiān)測裝置，要對設(shè)備的實際運行情況展開實時監(jiān)測，例如電控系統(tǒng)監(jiān)控、鋼絲繩在線監(jiān)測系統(tǒng)等。這樣即便提升系統(tǒng)出現(xiàn)了某種故障，也可以及時發(fā)現(xiàn)并迅速報警并緊急關(guān)斷。同時顯示出故障的部位以及原因，這樣可以讓相關(guān)作業(yè)人員及時對故障展開處理，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，需要盡可能降低其中的危險。自動監(jiān)測是預(yù)防措施中比較重要的部分，提升系統(tǒng)的實際運行中會受到諸多因素的干擾，而自動監(jiān)測系統(tǒng)則是會對提升系統(tǒng)展開全面的監(jiān)測，不斷對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析，從而可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的危險隱患，讓損失盡可能降低。

2.4 絞車

絞車的使用需要依據(jù)相關(guān)的操作規(guī)范，首先要避免絞車過載使用，這樣會導(dǎo)致滾筒裝置出現(xiàn)疲勞斷裂以及彎曲，所以絞車的操作使用是需要嚴(yán)格遵守相關(guān)制度，不要出現(xiàn)違規(guī)操作。對于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)故障的滾筒，需要及時進(jìn)行返廠修理，經(jīng)過實際校準(zhǔn)以后才能繼續(xù)投入使用。在下鉆作業(yè)中，要注意使用輔助剎車，對主剎車進(jìn)行配合，這樣可以形成一種聯(lián)合制動的系統(tǒng)，讓絞車的運行更加穩(wěn)定和安全。

2.5 剎車系統(tǒng)

剎車系統(tǒng)的日常預(yù)防工作，主要是加強(qiáng)對剎車系統(tǒng)的檢查和維護(hù)，尤其是剎車片以及剎車盤，非常容易磨損，屬于易損件。帶式剎車中，剎車盤以及剎車塊出現(xiàn)快速磨損，往往是因為剎車帶受到扭曲或彎曲，這就要把剎帶從絞車上更換下來，更換時需要謹(jǐn)慎操作，避免讓剎帶變形，讓磨損更加嚴(yán)重。關(guān)于剎車系統(tǒng)實效，需要定期展開對剎車系統(tǒng)的詳細(xì)調(diào)整，不僅僅是保證剎車的合理間隙，也是要保證包角符合標(biāo)準(zhǔn)，防止事故發(fā)生。

2.6 鋼絲繩

絞車上的排繩器的作用是為了保證滾筒的兩側(cè)耐磨板是絞車鋼絲繩直徑的整數(shù)倍，避免出現(xiàn)亂繩及咬繩的情況。需要使用專用的鋼絲繩油或潤滑脂，對鋼絲繩展開必要的潤滑，結(jié)合鋼絲繩的實際使用時間及作業(yè)距離，對損壞的鋼絲繩進(jìn)行及時切割、作業(yè)人員需要對鋼絲繩展開細(xì)致的檢查，要避免鋼絲繩出現(xiàn)各類問題。

2.7 防碰裝置

在實際鉆井作業(yè)中，需要對防碰功能進(jìn)行檢查，并進(jìn)行相關(guān)的測試，保證系統(tǒng)具備極強(qiáng)的防碰能力，在實際工作中保持安全可靠。在冬季作業(yè)的時候，氣源設(shè)備一定要進(jìn)行保溫，儲氣罐以及供氣線路安裝電伴熱。同時儲氣罐需要定期檢查，防止出現(xiàn)防碰失靈的現(xiàn)象。將游車設(shè)置好后，定期進(jìn)行校正及測量，司鉆作業(yè)時注意力要集中，情況緊急時要及時剎車并關(guān)掉總開關(guān)，必要時采取緊急避險。

2.8 腐蝕

防腐蝕也是重要的措施，需要采用適合的防腐涂料，對提升系統(tǒng)的金屬面進(jìn)行涂裝，涂裝作業(yè)之前要對金屬面的油污以及灰塵進(jìn)行清除。為了預(yù)防電化學(xué)腐蝕，還可以使用防銹顏料，另外提升系統(tǒng)在建造安裝及作業(yè)中產(chǎn)生的磕碰損傷發(fā)現(xiàn)后也需要及時進(jìn)行修補。

3 結(jié)語

總之，提升系統(tǒng)是海洋鉆機(jī)中非常重要的系統(tǒng)之一，其中很多部分容易出現(xiàn)故障，一旦遇到故障，就會導(dǎo)致整個鉆井作業(yè)受到影響，嚴(yán)重時會導(dǎo)致停產(chǎn)。現(xiàn)階段看提升系統(tǒng)中的組成比較復(fù)雜，加之作業(yè)環(huán)境較為惡劣，受到諸多環(huán)境因素的影響。想讓提升系統(tǒng)避免各類故障，就要提前做好各方面的預(yù)處理，防止各類因素對提升系統(tǒng)正常工作造成干擾，從而提高提升系統(tǒng)整體安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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