鉆井機械設備故障維修及管理分析

費天然

（大慶鉆探工程公司鉆井技術服務二公司鉆井工具分公司，吉林 松原 138000）

石油資源和天然氣資源是國家工業能源發展的重要保證，是國家經濟發展必需的支撐性能源，鉆井機械設備能夠良好運行是生產順利的必要保障。通常情況下鉆井設備需要保持連續運樁，這對設備的穩定性和可靠性提出了較高要求，在日常工作中除了針對故障原因進行針對性修理外，還需要做好安全維護工作，做好日常管理，及時保養、更換損壞零件，保證施工人員的人身安全，讓鉆井作業順利進行。

1 鉆井機械設備常見故障

損壞型故障。損壞型故障主要指機械設備在生產中部分零件發生變形，難以維持正常的作業需求，常見情況包括零件斷裂、燒融、鏈條拉傷、零件表面龜裂或是存在壓痕。退化型故障。部分機械設備使用時間過長，部件之間磨損情況較為嚴重，難以滿足正常零件的卡合需求。松脫型故障。機械設備老化嚴重，在運轉中松動脫落，離開裝設位置。失調性故障。設備行程失調，預留間隙不合理，部分設備的零件在出廠時存在一定瑕疵或是潛在故障，導致原有零件在長期使用中出現非正常磨損，導致機械設備結構失調。堵塞與滲漏型故障。在部分密閉型設備運行中出現堵塞、滲油、氣壓泄露、漏水情況。性能衰退型故障。部分機械設備在使用中由于性能退化，難以滿足使用需求，例如咬合性零件容易松脫，難以滿足生產需求。

2 鉆井機械設備故障發生原因

2.1 設備老化導致故障

由于鉆井施工作業的強度較高，持續時間較長，各種零件的性能在長期使用過程中不但降低，并在一段時間的作業后正式進入老化階段。這種老化形式可以分為兩種類型，一種老化是無形老化，無形老化即是隨著鉆井設備的不斷更新換代，部分未能及時更新換代的設備性能逐漸無法跟上生產需求，影響正常生產效率。另一種則是有形老化，有形老化主要指鉆井設備在運行中的正常磨損情況，由于零件設備本身的質量存在一定差異，因此性能也會隨著時間的推移而逐漸降低。

2.2 設備原因導致故障

設備故障發生原因主要在于設計缺陷或是故障修理水平有限導致的故障。設計缺陷故障主要由于機械設備本身的工作原理存在一定問題或是設備自身的零件質量無法滿足長時間生產需求，導致在生產中頻繁出現機停、螺栓或承力結構斷裂、滾筒軸潤滑困難等。故障修理水平有限主要是由于鉆井設備種類較多，配件損壞后難以及時找到完全匹配的維修替代品，導致維修需求難以第一時間得到滿足，為了恢復生產，設備維護人員通過自主加工打磨替代配件的方式進行臨時處理。由于自行加工的配件與原配件之間無論是質量還是性能參數都存在一定差異，因此維修精度不足的情況普遍存在，在一段時間的運行之后仍然可能出現同樣的故障。

2.3 人為原因導致故障

部分鉆井平臺新員工較多，通常情況下也是由新員工完成機械設備的日常維護保養工作，由于新員工缺少相應工作經驗，缺乏足夠的設備使用和維護知識，對設備保養關鍵要點理解不足，導致設備操作保養不規范的情況較為普遍，加速了設備老化速度。

2.4 管理因素導致設備故障

部分鉆井平臺的管理制度存在缺陷，部分鉆井隊伍過分重視挖掘深度，忽略了對設備的保養。部分老員工舊有的工作習慣和意識未能及時得到改變，固執的按照傳統的保養方式對設備進行維護，在保養完成后對設備運行效果的檢查存在疏忽大意的情況，未能真正在日常管理工作中形成一套完善的設備管理體系，監督管理力度有限。

3 鉆井機械設備維修措施

3.1 機械設備維修原則

在維修機械設備之前，員工首先需要明白機械設備本身的運行方式和發揮的作用，根據故障問題的表象探究故障內部原因，才能做好鉆井機械設備的維修處理工作，保證維修效率和維修質量。鑒于鉆井現場的生產任務較為緊張，因此在維修中應以優先恢復正常生產為第一要務進行修理，在確定是零件損壞導致設備故障后，在有條件的情況下需要優先更換備件，恢復生產，如現場沒有備件則需要現場修理零件或是尋找短時間內的零件替代品，保證正常生產。

3.2 傳動系統故障處理

（1）軸承溫度異常提升。聯動機支承軸承溫度過高，在運行時嚴重發熱，溫度在短時間內上升較快，軸承位置出現大量油脂和金屬粉末。故障原因在于支承軸承的潤滑油中含有雜物，導致潤滑效果降低；也可能是傳動皮帶過緊，摩擦力較強，導致軸承溫度異常上升，影響設備正常運轉；或是軸承本身損壞，零件功能損壞。在處理過程中可以首先根據維修便利性，先對傳動皮帶進行測試，排除皮帶過緊的問題后，再嘗試更換軸承潤滑油，并重新開動聯動機，確認問題是否得到解決，如果問題沒有復現則可以在后續的運作時間內保持觀察記錄，避免問題再次出現。在這兩項原因確認完畢后，如果故障問題仍然存在，則基本可以確定問題出現在軸承本身，更換軸承后再次進行測試。在整個維修過程中需要抓住一個原則，即除非維修人員明確了解問題出現原因，否則需要優先測試那些測試較為方便的故障原因，快速排查確定問題所在，提高維修效率。在軸承溫度異常提升問題處理過程中，聯動裝置的皮帶情況可以直接進行測試；而軸承是否缺少潤滑油的情況則需要拆除設備外部機殼才能確認；確認軸承是否損壞通常需要將軸承拆卸下來，才能完成修理作業，整個修理過程用時較長。

圖1

（2）聯動機振動嚴重。在聯動機工作中發出的噪音與以往相比更大，振動振幅超出正常作業限度，在一定程度上影響底座和柴油機振動幅度也隨之增大。

故障出現的主要原因包括壓板螺母松動、機房底座松脫、聯動機離合器安裝不同心、萬向軸與聯動機安裝誤差過大、支承軸承磨損嚴重、井架底座過高等情況。針對這種情況，維修人員在修理中需要先將機械外部保護殼拆卸下來，并對各部分設備情況逐一進行觀察和感受，感受其非工作狀態與以往相比存在哪些情況，在修理完成疑似問題根源后，連通機械設備進行驗證，如果問題未得到解決則繼續進行修理。由于出現該問題的原因較多，因此在工作中維修人員除了需要充分運用自身經驗和觀察力外，還可以嘗試查找設備以往保養和維修記錄，結合記錄中出現的問題尋找共同點，并優先進行維修測試，提高維修效率。

（3）減速箱齒輪嚙合不良。在減速箱工作時發出較大聲響和振幅，且響聲與振幅會隨著減速箱轉速的提升而不斷增加。故障原因通常與軸承磨損嚴重、傳動齒輪點蝕有關。最常用的解決措施就是更換零件。為了加快維修效率，在維修人員到場準備前需要與現場工作人員進行詳細溝通，有條件的可以拍攝故障信息視頻，在大致確定問題范圍后維修人員先行將可能用到的零件備件準備好，到達現場查看零件狀況后直接采取措施更換零件，保證維修效率，快速恢復生產，避免來回奔走取零件消耗多余時間。

3.3 絞車常見故障機理

（1）絞車剎車鼓表面出現龜裂與裂紋。絞車剎車鼓出現的裂紋與常見刮擦痕跡相比較長且深，通常情況下問題出現在剎車上。這是由于剎車本身屬于制動裝置，在工作中會產生大量的熱量，損耗較大。礦井機械設備解決這一問題的主要方案是用水對剎車裝置進行冷卻。在理解絞車絞車剎車鼓工作原理的條件下，維修人員工作重點在于排查剎車鼓的具體情況，重點排查水冷卻系統，完成故障檢修工作。

（2）絞車異常振動。如果絞車氣胎離合器掛合轉換中出現嚴重震動，可能是絞車鏈條與鏈齒節差距太大，導致絞車使用中某一檔鏈條的咬合不緊密，引起跳動。如果跳動較為劇烈，上半部分與下半部分振幅不同，且上半部分振動幅度明顯大于下半部分，這種情況的問題原因主要在于三大軸固定螺栓松動。絞車在正常運轉時的振動較為劇烈，且無論是空載還是負載振感都比較強烈，問題主要原因可能在于絞車車軸出現損壞。這幾類原因的外在表象都為異常振動，新員工很難明確抓住問題關鍵原因進行清晰描述，因此維修人員需要根據自身工作經驗和基礎知識結合可能出現的問題情況對振動類型逐一進行確認，在確認過程中完成對故障原因的精準定位，攜帶工具做好相應準備。例如鏈條咬合不嚴密的情況可以通過更換鏈條或是拆除重裝的方式完成修理；三大軸固定螺栓松動，維修人員可以攜帶維修工具和配件趕赴現場，及時固定螺栓或是更換螺栓；由于絞車車軸損壞的情況較為罕見，因此配件更換較為困難，為了解決這一問題，需要維修人員在確認問題原因后，與上級領導積極聯系，請求焊接技術人員幫助，共同完成維修工作，解決絞車質量安全問題。

4 鉆井機械設備管理措施

4.1 強化培訓管理，提升員工素質

在工作中，為了盡可能降低機械設備出現故障的概率，真正讓養護維修措施落實到位，需要強化展開對新進員工的技術培訓工作，形成一套完整的技術培訓體系，加大對老員工的管理力度，落實獎懲制度，在工作中真正做到獎勤罰懶，鼓勵員工積極學習相應技術知識，提升自身綜合能力，為礦井機械設備的保養維修工作提供必要保證。除日常培訓外，在工作中積極實施“老帶新”工作制度，讓新進員工跟隨經驗豐富的技術人員學習相應技術知識，了解設備情況；定期選派表現出色的基層員工、技術人員和管理人員到其他單位進行參觀學習，了解先進技術經驗和管理經驗，為后續機械設備的維修保養作業打下良好基礎；在工作中定期展開技術評比，設置相應獎項，鼓勵參與競賽，激發員工創造性，引導他們以積極主動的態度參與到機械設備的維護保養工作中，打造一支高素質的設備維修保養隊伍，保證正常生產。

4.2 聽取員工意見，建立日常維護管理制度

為了保證設備維護到位，保證正常施工作業，需要加強監管力度，每天工作定期組織技術人員和生產組長沿各個部門巡檢，查看設備情況，如果發現設備運行存在問題，根據情況及時安排維修人員對設備進行維修，保證正常使用，避免設備完全損壞影響機械性能或是阻礙正常生產。為了讓各項維修養護工作有序展開，需要在管理中制定完善、規范、符合實際情況的管理制度，為了讓員工發自內心的認可制度，保證制度規范的科學性，在制定各項制度條約的過程中需要召開員工大會，所有員工都可以自由發言，共同就制定的規范條款發表意見，管理人員可根據實際工作環境的情況對條款進行適當修改，以此約束員工不當行為，讓日常維護管理制度落實到實際工作當中。

在制定維護管理制度的過程中，需要從以下幾點核心思想出發確定制度細節，保證制度規范性。（1）全體員工需要愛護鉆井機械設備，在生產中樹立主人翁意識。（2）管理人員與普通員工僅在工作內容與責任義務上存在細微差別，雙方身份地位不存在高低差別，針對工作中可能遇到的危險情況應以保護施工人員人身安全為主，基于此，管理人員在工作中需要發揮榜樣作用，在工作中身先士卒，不畏困難，深入現場察看設備運行狀態，監督工作人員做好設備檢查與管理工作。（3）在工作人員進入崗位之前做好檢查工作，杜絕帶病上工與飲酒上工的情況發生。（4）管理人員在工作中需要積極與員工進行交流，了解具體情況，關心員工的生活。（5）嚴格按照技術要求保養設備，如果部分設備存在特殊情況，可由員工發起技術申請，由管理人員詳細了解情況后報請上級領導處理，保證正常施工進度。用制度約束作業人員和管理人員的行為，保證作業目標和管理方向不會發生偏差，為監管工作的開展打下良好基礎。

4.3 保證備件齊全，降低維修難度

鑒于鉆井施工活動的特殊性，為了保證生產進度，強化修理效率，需要在日常維修工作中盡可能儲備足夠數量的備件，備用設備主要包括大鉤、鉆井泵、轉盤、游車等，這類都屬于更換性較強的備件，因此可用備件的替補需要提前編寫報告說明具體情況。部分設備的拆卸和細致維修較為困難，為了保證生產進度，可以將設備上出現問題的總成件整個替換下來，例如鉆井泵液缸、冰車傳動箱的傳動軸、鉆機角箱等，確定問題大致范圍后直接更換整個總成件，有限保證施工，隨后再由維修人員在零件內部查找問題原因，完成細節故障的修理工作。

5 結語

綜上所述，鉆井設備的故障維修和保養工作是油氣能源行業的基礎，在日常管理中需要建立科學有效的管理制度，依照制度進行管理，提升人員技術水平，減少設備的損耗，降低使用成本，提高企業運營的經濟效益。