关于顶驱立柱上跳及其故障的处理

关于顶驱立柱上跳及其故障的处理

丁科艳

(中石化华东石油工程公司江苏钻井公司 )

摘要：在卸扣过程中，如果不能实现上跳功能，会对顶驱保护接头及钻杆接头产生伤害，加快顶驱保护接头的磨损及钻杆丝扣的损坏。本文以TDS-11SA为例，简述了平衡与立柱上跳回路调节，顶驱立柱上跳故障进行处理的方法和步骤。

关键字：TDS-11SA  立柱上跳  故障处理

作者简介：丁科艳（1982年10月—），中石化华东石油工程公司江苏钻井公司，男，安徽宿州人，2005年毕业于长江大学材料成型及控制工程专业，本科，工程师，现从事油田井队设备管理工作

平衡系统是顶部驱动钻井装置极具特色的一种设备之一，它的主要功能和作用是防止上卸接头扣时螺纹的损坏，其次是在卸扣时可以有效的以帮助公扣接头从母扣接头中弹出。

1、平衡与立柱上跳液压回路工作原理

1.1工作原理

活塞杆的上端连接游车，油缸下端连接水龙头。油缸上腔始终通着高压油，油缸会产生一定的向上拉力，它就作用在水龙头上，一直提着水龙头。如图1所示。

图1 顶驱平衡与上跳液压示意图

1.2 工作过程

立柱上跳工作过程就是两个油缸向上的合拉力大于顶驱和钻柱重量，油缸带动顶驱和钻柱上移。此时蓄能瓶放出压力油供给油缸工作。随着蓄能瓶内油液放出，油压降低，油缸的拉力减小。当油缸向上的拉力小于顶驱和钻柱重量时，上跳过程由加速变为减速，最后停止上移。如图2所示。

图2 顶驱及钻柱上移

当向上提起整个钻柱时，钻柱和顶驱的重量大于油缸向上的拉力，油缸被拉下来，缸内排液，油液返回蓄能瓶。如图3所示。

图3 顶驱及钻柱下移

2、平衡与立柱上跳回路调节步骤（以TDS-11SA为例）

1）对于平衡回路，共有三个调节点

a、泄压阀（位于平衡液缸上）

b、PCC阀

c、SJR阀。位置如图4所示。

图4立柱上跳测压口及调压位置

2）在调整之前，确定液压泵工作是正常的。

3）在CB口和B9口分别接测压表。

4）调节PCC阀以升高CB端口的压力直到提环刚刚与大钩分离。

5）缓慢降压25Psi并稳定压力。

6） 继续调节PCC控制阀直至提环刚好停留在大钩上，注意观察CB端口的压力。

7）进一步将PCC阀的压力减小25Psi，此时CB端口的压力应为1350-1380Psi。

8） 在司钻台控制面板上按下“STANDJUMP”，调节SJR阀，使提环刚好离开大钩，此时观察B9口压力约为200Psi。

9）此时观察CB端口压力约为1550-1580Psi。液压图如图5所示。

图5 立柱上跳液压原理图

3、立柱上跳故障原因处理方法

在卸扣过程中上跳不能实现动作，分为两方面的原因，一是电控故障，二是液压故障。碰到此问题的节点即为首先判断是电控故障还是液压故障。然后根据判断是应该查电控部分还是液压部分。

3.1电控故障

1、cpu未收到上跳信号，通讯故障。

2、plc模块故障。

3、电控房上跳未有24v电输出。

4、电控房到电磁阀之间的线路断路。

3.2液压故障

1、PCC阀或SJR阀调设压力不够。

2、电磁阀阀芯卡或者坏。

3、PCC阀或SJR阀坏。

4、缸体内泄。

5、缸体变形或者内部生锈卡死。

6、缸体溢流阀压力设定值小或者坏。

7、系统压力不够。

3.3故障原因排查步骤（如图8）

1）首先在司钻控制箱上按下STANDJUMP，观察电磁阀SV9是否有动作，以确认是电磁阀之前还是之后的故障，若电磁阀有动作，则应该考虑为液压部分故障或者执行部分故障，若电磁阀无动作，则为电控部分故障。

2）若电磁阀无动作，手动推动电磁阀阀芯，确认是否为电磁阀阀芯卡，若不发卡，一人按下STANDJUMP，一人到顶驱VFD房观察PLC的DO模块对应的STANDJUMP是否有输出，如图7所示。若无输出则DO模块点损坏或者司钻箱里DI模块坏，继续检查司钻箱DI模块。如图6所示。

图6 DI模块对应的立柱上跳

图7 DO模块对应的立柱上跳

3）若有输出，检查相对应的继电器有无动作，判断继电器的好坏。

4）若继电器是正常的，则要打开SV9阀的接线端子，查看是否虚接或者线头脱落，然后测量电磁阀线圈电阻值，一般为50-60欧姆。

5）若电磁阀线圈阻值正常，则要测量辅助电缆的通断，若电缆破损，可以在顶驱防爆接线箱内做跳线处理。

6）若电磁阀有动作，则要按照平衡与立柱上跳回路调节步骤，对PCC阀和SJR阀进行调节，若压力调不上来，则要把PCC阀和SJR阀拆下进行清洗或者更换。

图8 故障原因排查步骤图

结语：处理顶驱故障时，一定要在保证人身和设备安全的前提下，排除故障时本着先易后难的原则，从机械、电气、液压三个方面逐步排除故障，同时做好标记，避免排查故障时引起新的故障。

本文讨论的是顶驱立柱上跳故障的排除，处理故障的方法同样适用于其它液压部分故障的判断。总之，排除顶驱液压故障的节点就是首先应该判断出是电控故障还是液压故障，这是重重之重。