山西LX-4井旋轉井壁取芯（ERSC）作業設備質量故障案例分析

王明軍

摘要：ERSC（旋轉井壁取芯）設備在山西LX-4井作業時出現故障。現對出現故障的兩支ERSC61MA儀器進行分析，找出引起故障的原因及相應解決辦法，以便降低此類故障發生風險。

關鍵詞：質量故障;案例分析;解決方案

一、現場情況

現場工程師提供作業情況如下：

第一趟下井作業情況：（下井設備：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 291849）

下井取芯3顆后，操作面板上，芯長顯示值不再變化。起出儀器后，發現儀器機械節開孔部位塞滿碎屑塊，仔細觀察，發現芯長十字桿已斷裂。

第二趟下井作業情況：（下井設備：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 281395）

下井后，溫度達到30度時開啟電機，運轉正常。溫度達到70度開啟馬達，瞬時電流變大，關閉總電源，起出儀器后，發現儀器機械節馬達軟管爆裂，液壓油泄露嚴重。

第三趟下井作業情況：（下井設備：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 291849）

將ERSC61MA 281395儀器芯長十字桿拆卸下來更換到ERSC61MA 291849儀器上，并對ERSCMA（291849）儀器馬達密封件進行保養，更換動密封環及O圈后補油，地面檢查馬達微滲，但是可以達到下井要求即下井;成功取芯21顆。

第四趟下井作業情況：（下井設備：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 291849）

由于甲方要求，必須連續作業，因此起出儀器后，對ERSCMA（291849）地面檢查一切正常后，將儀器進行補油、下井（應待儀器溫度降低時，先進行補油作業，而后在對設備進行上電檢查）。成功取芯4顆后，鉆進過程中電流突然變大，關閉馬達，在馬達鉆退狀態下，電流仍未減小，因此關閉總電源，依靠儀器內部蓄能器能量將馬達鉆退，而后起出儀器，發現平衡節皮囊萎縮。

第五趟下井作業情況：（下井設備：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 202017）

作業情況：成功取芯18顆。（注：由于設備出現故障，重新調配一支ERSC61MA設備進行作業）

針對現場工程師提供的作業情況，初步判定為ERSC61MA 291849和ERSC61MA 281395這兩支儀器出現故障，于是該設備返回塘沽基地后，對這兩支儀器進行故障排查、維修。

二、質量問題：

1、馬達軟管質量問題

1）故障類型：加工工藝和材質問題

2）問題或故障的描述、提出

近期在儀修車間和現場作業時，多次發現ERSC61MA設備馬達軟管爆裂或者泄露現象，導致儀器出現漏油甚至灌漿故障的發生。結合多次出現馬達軟管出現的漏油現象，我們發現主要原因為馬達軟管制造工藝疏漏造成的。

3）問題或故障的分析

案例a：馬達軟管壓制不嚴導致儀器灌漿

山西作業設備ERSC61MA 281395儀器返回塘沽基地后，發現儀器存在嚴重漏油現象。觀察儀器內部液壓油，發現油質較為渾濁，判斷該儀器出現灌漿現象。通過與作業工程師溝通及排查工作找到漏油點為馬達軟管處。

我們對出現漏油現象的馬達軟管進行加壓試驗。將馬達軟管與手壓泵相連，打壓后觀察其是否存在漏油現象。通過實驗我們確定了具體漏油點為馬達軟管的軟管接頭處。

案例b：馬達軟管接頭未壓制，導致軟管爆裂

在塘沽基地維保ERSC設備時，曾出現過馬達軟管漏油現象。當時在加溫測試過程中，馬達軟管出現爆裂現象，爆裂位置也是軟管接頭處。

4）問題或故障的解決方法或方案

我們對馬達軟管的制作過程進行了了解與分析，馬達軟管接頭處的制作工藝可簡單解釋為：通過特制的鋼制套箍，將制作好的鋼絲軟管和鋼制接頭進行連接。并通過壓制工藝，適度擠壓鋼制套箍，從而達到接頭處承壓和密封的效果。而鋼制套箍是否進行壓制;壓制過程是否滿足工藝要求便成為制約馬達軟管接頭處是否符合承壓密封效果的關鍵。

檢查馬達軟管質量時，首先應觀察馬達軟管接頭處，鋼制套箍是否有壓制痕跡。如出現無壓制痕跡現象，應立即停止使用。

現階段馬達軟管承壓監測方法為：將馬達軟管連接于手壓泵，施加一定壓力（一般為10-15兆帕），觀察馬達軟管是否漏油。而實際作業中，馬達軟管往往是在自身扭曲的情況下，多次承受瞬間壓力的沖擊。根據現場使用情況匯總與反饋，在馬達軟管的檢查中，需要針對馬達軟管的扭曲及瞬間壓力沖擊情況進行相應的檢測。

2、液壓節前端插頭質量問題---燒損

1）故障類型：設計類

2）問題或故障的描述、提出

作業中，出現ERSC61MA設備電流劇增（電機工作電流超過4A）現象，針對此現象對設備進行了排查與分析，發現除設備灌漿之外，液壓節前端母插頭與雙工插頭之間存在縫隙也是導致問題的一個重要原因。

3）問題或故障的分析

案例a：ERSC61MA 291849前端母插頭與雙工插頭被燒毀

對該儀器進行直觀排查，未發現明顯漏油點及機械節損壞情況。觀察儀器內部液壓油，液壓油較清，判定為設備并未出現灌漿現象。

FIT檢查時，發現儀器電機與外殼存在100歐姆左右電阻（應為絕緣），初步判斷為電機線與外殼短接。

FIT檢查后，將儀器放油，準備拆出內部液壓系統，進行詳細排查。在拆卸過程中，發現儀器前端的雙公插頭與內部接頭連接處出現燒焦現象。

拔下插頭后，更換雙公插頭與儀器內部的母插頭，再次做Fit檢查，一切正常。而在對液壓節內部的各零件進行排查和清洗過程中，并未發現異常，故判斷為：插頭燒焦后影響電機供電線絕緣情況，從而影響設備正常運轉。

首先，懷疑由于插針松動造成電打火現象。而在排查中并未發現接觸不良現象，且57系列儀器均使用此種插頭，并未出現過類似現象，故排除此種設想。

其次，懷疑由于油污導致短路所知。但排查中，液壓油較清，并無沉淀物，故排除此種設想。

我們發現，雙公插頭與對應母插頭之間存在一定縫隙（如下圖），由于ERSC61MA設備作業時電流較大，經常可達到3-4A，如產生電弧現象，極易燒毀插頭。

4）問題或故障的解決方法或方案

我們建議在插頭之間安裝適當厚度的絕緣層，防止電弧現象的發生。可對此進行相關測試與實驗，降低插頭出現燒焦現象的風險。

3、平衡節皮囊質量--萎縮

1）故障類型：操作不當

2）問題或故障的描述、提出

在儀修車間維保ERSC61MA設備時，出現平衡節皮囊萎縮嚴重現象，經過排查與分析，皮囊萎縮嚴重現象多發生于井溫較高或者同一支儀器需要連續作業的情況下。連續作業時，作業間隙補油時機的選擇不當容易造成皮囊萎縮嚴重現象的發生。

3）問題或故障的分析

案例a：補油時機不當，導致皮囊變形嚴重

在對山西返回設備ERSC61MA 291849設備進行檢查中發現：平衡節皮囊萎縮情況較為嚴重，判定為由于連續作業，造成儀器缺油導致的。

4）問題或故障的解決方法或方案

在進行多次作業后，皮囊萎縮現象為正常損耗，維保時應時常關注活塞位置。如皮囊萎縮嚴重應立即更換。此外，如遇到一支儀器需要連續作業的情況，作業間隙的補油環節便尤為重要。建議在油溫較低時進行補油操作，切忌溫度較高時進行補油作業，因為此時液壓油膨脹較少，可進行充足補油。避免由于液壓油過度缺失造成的皮囊萎縮現象的發生。

參考文獻：

【1】《質量總監成長記》機械工業出版社 出版日期2016年;

【2】《石油、石化和天然氣工業質量綱要規范》API組織 出版日期2015年;

【3】《質量管理體系 要求》中國標準出版社 出版日期2017年;

3616501908294