海洋鉆機提升系統中的設備故障及預處理措施分析

田國棟 韓鵬

摘 要：在海洋石油鉆井實際作業中，鉆機的提升系統主要承擔下套管以及起下鉆具的作用和任務，同時對井下的一些非常復雜的故障也要進行處理，不斷進行打撈、解卡以及震機作業，若提升系統出現了故障，就會造成非常嚴重的損失。現階段國內的海上石油開發已經成為重要的石油生產方式，需要對提升系統的故障進行分析，然后找到合適的預處理措施，讓提升系統可以時刻保持良好的工作狀態，鉆井系統的安全性以及可靠性可以進一步提升。

關鍵詞：海洋鉆機 設備故障 預處理措施

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

海洋鉆機是用來進行海上油氣開發的設施，現階段海洋石油的開發不斷發展，鉆井的方法以及技術不斷更新，鉆井技術也在發生變化。原有陸地鉆機設備逐漸結合船舶技術，出現了大量的新型海洋鉆井技術，海洋鉆機是其中的代表性設備，提升系統則是在海洋鉆機中占據著核心的地位，若是提升系統出現了故障，海洋鉆井作業就會受到直接嚴重的影響，甚至會造成人員傷亡以及設備損壞，因此本文提升系統的故障以及預處理措施進行分析。

1 海洋鉆機提升系統中的設備故障分析

1.1 鉆井絞車

鉆井絞車是提升系統中非常關鍵的部分，也可以說是核心部分，在整個提升系統中，鉆井絞車的運行直接決定著鉆井作業的成敗。鉆井絞車的組成部分包括潤滑系統、滾筒裝置、防磕碰裝置等。鉆井絞車若是出現故障，對鉆井作業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變形，或是鉆井絞車在長期的作業下，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和維護，導致滾筒裝置出現嚴重的故障。其次是剎車塊以及剎車盤，因為長時間以來的作業磨損，剎車片變薄，這種情況下剎車系統在剎車時就會受到一定程度上的影響。還有就是剎車片、剎車盤以及護罩之間間隙不夠貼合，導致設備在實際運行中遭遇嚴重的摩擦。

1.2 游動系統

游動系統在整個提升系統中也是非常重要的部分，主要作用是通過絞車滾筒的旋轉變為大鉤直線運動，故障的表現主要有4種類型：第一，頂碰天車，在鉆井作業的實際過程中，游動系統滑車上升若出現失控，或者是司鉆誤操作，這都會造成頂碰天車的發生；第二，滑輪的潤滑不合理，在鉆井的實際作業中，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了雜質，或在鉆井作業中會受到污染等，這種情況下油道里就會出現堵塞，軸承的轉動也會遇到不夠靈活的現象；第三，鋼絲繩的磨損。主要原因是沒有定期潤滑，或者是在設計的時候，排繩器出現鋼絲繩咬繩、亂繩的情況；第四，最后可能會發生游動系統與運動路徑中的結構梁的碰撞，比如頂驅及其游動系統與二層臺的碰撞等。

1.3 井架

在海洋鉆機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。井架在風載以及其他的荷載沖擊下會出現變形，或者是井架的冗余度較小、操作負荷超過一定的程度、操作不當等問題容易讓井架出現坍塌的事故。若是在鉆井作業過程中井架坍塌，造成的后果將會是非常嚴重的。

2 海洋鉆機提升系統的預處理措施

2.1 完善系統設計

海上鉆井施工的影響因素是非常多樣化的，加上本身作業的環境就是比較特殊，各類機械設備在實際作業中就會受到諸多因素的沖擊。如臺風、風浪等，這些都是會讓鉆井設備出現擺動。因此在海上作業中，系統設計需要盡可能完整，考慮周全，如防震設計、防腐蝕設計、強度校核、考慮足夠的安全距離等來提升系統穩定性。提升系統需要經過合理的系統設計，讓整個系統具備更強的穩定性以及安全性。

2.2 井架預防措施

首先，需要保證井架構件的完善以及底座的完整性。井架的基礎需要足夠牢固，同時井架的水平高差要在3mm之內。其次，需對定期展開對井架的維護和檢查，對各個部位的螺栓進行檢查，如出現問題及時進行更換或加固。另外保證電子指重表以及機械指重表性能保持良好狀態，顯示數據準確。在井架進行起下鉆作業時，一定要保證操作的穩定性以及合理性，不要出現猛提、猛放的行為。在卡鉆事故出現后，需要依據規章制度進行操作，不要對鉆具超負荷運行。

2.3 自動監測裝置

需要設置好自動監測裝置，要對設備的實際運行情況展開實時監測，例如電控系統監控、鋼絲繩在線監測系統等。這樣即便提升系統出現了某種故障，也可以及時發現并迅速報警并緊急關斷。同時顯示出故障的部位以及原因，這樣可以讓相關作業人員及時對故障展開處理，提出相應的預防措施，需要盡可能降低其中的危險。自動監測是預防措施中比較重要的部分，提升系統的實際運行中會受到諸多因素的干擾，而自動監測系統則是會對提升系統展開全面的監測，不斷對其中的數據進行觀察分析，從而可以及時發現潛在的危險隱患，讓損失盡可能降低。

2.4 絞車

絞車的使用需要依據相關的操作規范，首先要避免絞車過載使用，這樣會導致滾筒裝置出現疲勞斷裂以及彎曲，所以絞車的操作使用是需要嚴格遵守相關制度，不要出現違規操作。對于已經發現故障的滾筒，需要及時進行返廠修理，經過實際校準以后才能繼續投入使用。在下鉆作業中，要注意使用輔助剎車，對主剎車進行配合，這樣可以形成一種聯合制動的系統，讓絞車的運行更加穩定和安全。

2.5 剎車系統

剎車系統的日常預防工作，主要是加強對剎車系統的檢查和維護，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，更換時需要謹慎操作，避免讓剎帶變形，讓磨損更加嚴重。關于剎車系統實效，需要定期展開對剎車系統的詳細調整，不僅僅是保證剎車的合理間隙，也是要保證包角符合標準，防止事故發生。

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耐磨板是絞車鋼絲繩直徑的整數倍，避免出現亂繩及咬繩的情況。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，結合鋼絲繩的實際使用時間及作業距離，對損壞的鋼絲繩進行及時切割、作業人員需要對鋼絲繩展開細致的檢查，要避免鋼絲繩出現各類問題。

2.7 防碰裝置

在實際鉆井作業中，需要對防碰功能進行檢查，并進行相關的測試，保證系統具備極強的防碰能力，在實際工作中保持安全可靠。在冬季作業的時候，氣源設備一定要進行保溫，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，防止出現防碰失靈的現象。將游車設置好后，定期進行校正及測量，司鉆作業時注意力要集中，情況緊急時要及時剎車并關掉總開關，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，對提升系統的金屬面進行涂裝，涂裝作業之前要對金屬面的油污以及灰塵進行清除。為了預防電化學腐蝕，還可以使用防銹顏料，另外提升系統在建造安裝及作業中產生的磕碰損傷發現后也需要及時進行修補。

3 結語

總之，提升系統是海洋鉆機中非常重要的系統之一，其中很多部分容易出現故障，一旦遇到故障，就會導致整個鉆井作業受到影響，嚴重時會導致停產。現階段看提升系統中的組成比較復雜，加之作業環境較為惡劣，受到諸多環境因素的影響。想讓提升系統避免各類故障，就要提前做好各方面的預處理，防止各類因素對提升系統正常工作造成干擾，從而提高提升系統整體安全性和穩定性。

參考文獻

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