石油钻机系统检测存在的问题与对策研究.pdf

一 6 8 一 ■ 故障诊断 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 5 年 第 1 8 卷 石油钻机系统检测存在的问题与对策研究 谭慧敏 东营市城市管理局 ， 山东 东营 2 5 7 0 91 [ 摘 要]石油钻机是进行石油天然气勘探开发的重要设备，其整体性能状况关系着财产及人身安全和生产保障。本文通 过对多套钻机系统检测结果的分析，详细列举了石油钻机起升、旋转、循环、动力、传动、控制、辅助 系统检测过程 中发 现的各种问题，提出了相应的解决措施。 [ 关键词]石油钻机系统；性能评估；状态监测；对策研究 石 油钻 机 是用 来进 行 油气 勘探 开 发 的成套 钻井设备，是 由多种机械设备组成具有多种功 能 的联合工作机组 。由于长期工作在野 外环境 中， 系统构件不 同程度地存在变形、损伤 和腐蚀等缺 陷，导致综合性能达不到原设计要求 ，一旦发生 故障，轻则停工 ，影响生产，造成经济损失 重 则会 发生井 架倒 塌 、井 喷 、火灾等 重大 安 全事 故。因此 ，石油钻机系统整体性能 的评估对财产 及人身安全和生产保障起着十分重要 的作用 ，必 须定期根据现场检测的性能指标统计数据 ，对 钻 机可靠性进行评估。本文给 出了石油钻机整机检 测过程中存在的各类问题 ，并提出了解决方法。 l 整机检测情况统计 钻机评估分级总分值为 1 0 0 0 分 ，按照各项评 分标准 实际评估得分之和记为整套设备的最终得 分，得分在9 0 0 分 以上的评定为 I 级，7 5 0 iJ 8 9 9 分 评定为 I I 级 ，6 0 0 分 U 7 4 9 分评定为I I I 级 ，6 0 0 分以 下评定为I V级。被评定为Ⅳ级 的设备建议报废 。 对5 5 套石 油钻机 的整 机检 测评 估结 果进行 了分 析，其结果如图1 所示 由图1 可 以看 出，所 检钻机整机 中 I I 级为2 1 套， 占所检钻机总量的3 8 ． 2 ％；I I I 级为3 3 套，占所 检钻机总量 的6 0 ． O ％；报废 1 套， 占所检钻机总量 的1 ． 8 ％。评估 为I I I 级 以下的钻机 多于 I I 级钻机 ， 且有 1 套钻机报废 ，主要原因为评估 的钻机多为服 役1 5 N2 o 年的老旧钻机 。 2 整机检测中发现的主要问题 2 ． 1起升系统 绞车、天车、游 车、大钩、吊环、 钢丝绳及死绳固定器 存在的主要问题，见图2 。 1 绞车是钻机的主要设备 ，由于投产时间较 口 一 警 图1 钻机整机检测结果分布图 长，设备链轮存在不同程度 的磨损 、油封渗漏 、 噪音偏大、护罩破损现象。 2 井架游动系统没有按规定采用 最大轮系， 有 效绳数与指重表计算绳数不一致 ，特别是游动 系统大绳数采用1 2 股绳 ，而指重表计算绳数为 1 0 股绳，在重载时存在很大安全隐患。 3 个别吊环 出现磨损 、裂纹情况 ，大钩 吊耳 存在较严重磨损或表面存在 明显的裂纹。 4 塔形井架天车底座 、护罩固定不规范，维 护保养存在欠缺。 5 死绳 固定器锈蚀 、螺栓固定不规范。 2 ． 2旋转系统 转盘、水龙头存在的主要 问题 如图3 所示，旋转系统存在 的主要 问题有 水 龙头提环磨损 ，水龙头鹅颈管磨损 ，螺纹损伤 ， 中心管短接上扣导致损伤等。 2 ． 3循环系统 钻井泵 、高压管汇 、泥浆 固控 设 作者简介 谭慧敏 1 9 8 6 一， 女，山东郓城人，工程师，2 0 1 3 年毕 业于中国石油大学 华东 ，获化工过程机械专业工学博士 学 位 ，现从事设备运行管理工作。 ， P I1l I＼ 一 级 ／ ， ＼。 _一 级 。窨 口 H 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 谭慧敏 石油钻机系统检测存在的问题与对策研究 一 6 9一 a 绞擎护晕碳损 b 吊环裂纹 c 吊耳磨擐 e 天车固定不规范 f 天车轴缠育杂物 图2 起升系统存在的主要问题 a 水龙头短接缺陷 b 鹅颈管磨损、螺纹损伤 图3 旋转系统存在的主要问题 备、泥浆罐 存在的主要问题 钻 井泵传导皮带长度差偏 大，高压管汇现场 安装不规 范，高压 管汇 及闸 门安全标识不全 ，存 在随意动焊 ，没有试压 实验 ，压力表、安全 阀等 没有按规定进行定期检定校验的情况，见图4 。 2 ． 4 动力系统存在的主要 问题 1 柴油机存在启动飞轮崩齿的现 象，容易造 成启动马达损坏 ，见图5 。此外还有漏油、振动和 噪音值超标等 问题 。 2 燃油罐未按要求布 置和安装 ，避雷线安装 不规范 ，油罐 闸门周围线 缆凌乱，消防设施 不到 位 ，消防器材集 中放置在消防屋 内，离油罐区较 远 。 2 ． 5传动系统存在的主要问题 传动 系统存在的主要 问题有防护罩不全 ，安 装不牢，振动值偏大等。 2 ． 6控制系统存在的主要 问题 司钻控制系统 特别是大庆 1 3 0 型钻机 操作 台锈蚀老化 、操作 台仪表不全 、无操作标识 ，管 线布局凌乱 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 7 0 一 ■ 故障诊断 石油 和化工设备 2 0 1 5 年第1 8 卷 a 扁 i 飞轮 萌酋 图5动力系统存在的主要问题 b 高压管汇私自 动焊 c 管汇束垫高、 缺少安 全棒识 图4 循环系统存在的主要问题 a 吊营裂纹 b 无栽菏标识 图6 辅助系统存在的主要问题 2 ． 7辅助系统 井 口工具、发 电设备、供气设备、 液 压 设备 、辅助 起重 设备 、安 全设 施 、照 明系 统 存在的主要问题 吊卡存在磨损严重 、破损 、缺陷、裂纹等情 况 ；供气 、液压设备锈蚀 老化 ；辅助绞车 固定不 可靠 、无起升安全载荷标识 ；井场安全标识、逃 生装置、安全指示不全 ，如 图6 所示。 2 ． 8其他 问题 1 设备在喷涂防腐漆层前未进行有效除锈， 防锈漆涂在铁锈层的外面 ，不能有效起到防腐作 用 。 2 许 多现 场 无 法 检 测 的 设备 如 高压 管 汇 ，悬 吊系统 的轴、耳板 、销等现场无法拆解部 件 ，缺乏周期性检测，存在安全隐患。 3 钻机由于投产时间长 ，部件锈蚀 、老化现 象严重 ，井架和底座 问题 尤其 突出。由于井架底 座在整机评估 中所 占的分值 比重较大 ，造成钻机 评估级别普遍较低 ，甚至判废。 4 现场 设备投产时间等档案资料不完整 、不 准确 。 记录 不全 。 3 对策研究 1 强化各油 田企业的安全管理意识，提高对 设备检测工作 的重视程度 ，确保各类设备应检尽 检 。 2 对 照检测报 告认 真整 改检测 中发现 的 问 题，确保设备安全。 3 加强相关设备使用标准的宣传，提高管理人 员对相关标 准的掌握程度 ，特别是加强管理人员 对钻修井技术经济指标的重视 。 4 加强钻井设备维修保养，防止设备使用状 态恶化带来 的安全 隐患 ；加强对现场无法检测的 老 旧承重设 备的销轴进行定期拆解探伤 ，对老 旧 高压管汇定期进行压力试验，对 四川 、云南等南 方省份的设备加强防腐处理。 f 5 加强大庆 1 3 0 型钻机 的使用 监管和 报废 。 检测结果表 明，大庆1 3 0 型钻机存在的安全隐患最 多，有些隐患还比较严重 。因此，应加速大庆1 3 0 型钻机的报 废，一时难 以报废的，应加强对其使 用的监管 ，包括维修、保养、检查、检测等。 5 井架起升大绳、游动系统大绳更换和使用啪缡日l期 l 2 o 1 4 - l 2 _肿 修明 飙t 2 o l 5 一 味棚 。i 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m