Varco TDS-11SA頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭漏油故障分析及處理

摘 要：首先對VARCO TDS-11SA頂驅(qū)的旋轉(zhuǎn)頭的結(jié)構(gòu)與功能進行了簡要敘述;針對旋轉(zhuǎn)頭的幾種漏油現(xiàn)象，對比其結(jié)構(gòu)圖進行了深入的分析，明確了各道密封及O型圈各自的功能與作用。并明確了相應(yīng)的故障的拆解順序與維修更換方法。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)頭;密封;結(jié)構(gòu);漏油;拆解;更換

我公司目前已經(jīng)擁有各類Varco頂驅(qū)200多臺套，其旋轉(zhuǎn)頭密封的使用壽命一般為3年左右，但是也有的個別頂驅(qū)2年左右就會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頭密封損壞漏油現(xiàn)象，密封損壞的部位不同導(dǎo)致漏油的部位也不同，這就給一些經(jīng)驗不足的現(xiàn)場服務(wù)人員增加了判斷問題的難度?，F(xiàn)將我們在對頂驅(qū)的日常操作維護過程中遇到的頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭部分漏油現(xiàn)象進行逐一分析及采取的對應(yīng)處理措施，與同行共勉，以起到拋磚引玉的作用。

1 旋轉(zhuǎn)頭的結(jié)構(gòu)與功能。

如圖所示旋轉(zhuǎn)頭由吊環(huán)適配器、齒輪盤、旋轉(zhuǎn)油道進油口內(nèi)套組成（由下向上排列），旋轉(zhuǎn)頭高33.64英寸，寬38.46英寸，能承受500噸的重力，是頂驅(qū)的核心部件之一。9個旋轉(zhuǎn)油道分布在吊環(huán)適配器和內(nèi)套之間，中間由10道旋轉(zhuǎn)密封分隔。位于管子處理裝置頂部的動力旋轉(zhuǎn)吊環(huán)配接器是一個滑環(huán)，進行起鉆或吊環(huán)傾斜裝置定位，管子處理裝置隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)時，可使液壓管匯保持連通。旋轉(zhuǎn)吊環(huán)適配器也為吊環(huán)傾斜裝置，背鉗液缸，以及遙控式內(nèi)防噴閥啟動器提供了連接。

當旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)吊環(huán)適配器內(nèi)的槽與承載閥桿內(nèi)的徑向孔對正，液壓油可在旋轉(zhuǎn)吊環(huán)配接器和承載閥桿之間流動，承載閥桿上端的徑向通道與流入液壓裝置的各個軟管交匯。承載閥桿下端的徑向通道與旋轉(zhuǎn)吊環(huán)適配器內(nèi)的密封槽交匯，與流向管子處理裝置上的所有啟動器軟管依次連接。

旋轉(zhuǎn)吊環(huán)配接器由液壓驅(qū)動電機提供動力，可使它雙向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)吊環(huán)配接器液壓電機由電磁閥操縱。

2 常見故障現(xiàn)象及處理

2.1 浮動油道密封損壞故障。密封如下圖右側(cè)放大部分：

其中19、7、6、10、5、9、20部件號分別是3道密封、2道O型圈及活塞環(huán)和卡簧。

原中東某井隊頂驅(qū)遇到一次旋轉(zhuǎn)頭主軸處漏液壓油故障，漏油點位于旋轉(zhuǎn)頭上端，經(jīng)過對比圖紙結(jié)構(gòu)分析，初步推斷是活塞環(huán)和旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)套之間的一道O型圈磨損老化引起。我們按照順序?qū)Ρ炽Q總成，內(nèi)防噴器執(zhí)行器總成，旋轉(zhuǎn)頭馬達，旋轉(zhuǎn)頭和電磁閥連接的硬管線，齒輪盤等進行依次拆解。發(fā)現(xiàn)是液壓油越過損壞的O型圈從內(nèi)套呼吸口流出，通過內(nèi)套和主軸之間縫隙漏出。注意我們只是拆解了吊環(huán)適配器，用吊車平吊出適配器后更換了旋轉(zhuǎn)頭的所有密封。完工后經(jīng)過上電實驗發(fā)現(xiàn)浮動油道不再漏油，井隊正常開外。

2.2 中東某井隊頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)油道串液壓油現(xiàn)象，經(jīng)拆解后發(fā)現(xiàn)3道旋轉(zhuǎn)密封磨損嚴重，經(jīng)更換后正常。更換的密封清單及拆解安裝次序與第1條相同。

2.3 中東某井隊頂驅(qū)轉(zhuǎn)速超過100轉(zhuǎn)就會出現(xiàn)主軸滲漏齒輪油現(xiàn)象，經(jīng)分析應(yīng)該是旋轉(zhuǎn)油道內(nèi)套和齒輪箱連接處的密封老化循環(huán)所致。如下圖所示的12號密封件：

拆解順序與第1條大致相同，只是這時最后需要把旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)套也一并拆解，對相應(yīng)的密封進行更換。

2.4 中東某井隊頂驅(qū)從齒輪盤上邊滲出大量液壓油現(xiàn)象，我們判斷是旋轉(zhuǎn)頭里露出的，此時浮動液缸已經(jīng)失去浮動功能。把相機伸進縫隙中拍照發(fā)現(xiàn)液壓油從齒輪盤的定位孔中往外噴出。經(jīng)查看圖紙分析這個應(yīng)該是浮動油缸外側(cè)和齒輪盤之間的一道O型圈損壞引起。這臺頂驅(qū)大修時間已超過2年，這次維修我們吸取了以往維修的經(jīng)驗教訓(xùn)，拆解順序為頂驅(qū)外罩，旋轉(zhuǎn)頭馬達，背鉗總成，內(nèi)防噴器執(zhí)行器，旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)套和齒輪箱結(jié)合處，旋轉(zhuǎn)頭總成整體取出。將旋轉(zhuǎn)頭整體拆解，然后更換密封，進行逆向安裝。安裝通電試驗后正常。

3 故障的分析。

經(jīng)過對幾類旋轉(zhuǎn)頭漏油故障的原因分析，除了正常的密封老化外，最主要的原因就是操作不當，比如在旋轉(zhuǎn)頭承載狀態(tài)下轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)頭，這樣旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)密封軸承就很容易出現(xiàn)磨損從而損壞密封，引起旋轉(zhuǎn)頭漏液壓油。其次因為在頂驅(qū)的下放或者提升過程中，出現(xiàn)猛烈的加減速等速度劇變現(xiàn)象，使頂驅(qū)浮動液缸承受瞬間巨大的沖擊力，這樣就會引起浮動液缸密封出現(xiàn)問題。我們針對這2種誤操作專門進行了現(xiàn)場培訓(xùn)，使現(xiàn)場操作人員特別是司鉆吸取了教訓(xùn)，大大減少了此類故障的發(fā)生機率。

最后還要進行特別說明的是，當頂驅(qū)的個別的液壓動作失效了，也就是旋轉(zhuǎn)油道中有一個或者是兩個油道串油所致，這樣可以啟用備用油道，將管線與備用油道進行換接即可，不需要進行整體拆解就可以解決問題。另外有時發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頭表面上滲出油漬，一些經(jīng)驗欠缺的現(xiàn)場工程師也不仔細觀察就盲目的以為是旋轉(zhuǎn)頭漏油了，其實很多時候是管線破損液壓油從管線中噴出落到旋轉(zhuǎn)頭上再流下來。所以要仔細觀察，再認真確定漏油處。同時也要要求頂驅(qū)的表面衛(wèi)生一定要清理干凈，管線上沒有油泥了，這樣萬一有漏油的地方就會很容易找出，然后再根據(jù)圖紙分析是那一道密封損壞，安排好拆解順序，進行密封更換。

參考文獻：

[1]NATIONAL OIL VARCO， TDS-11SA TOP DRIVE SYSTEM SERVICE MANUAL? No. 121341 Rotating Link Adapter

作者簡介：

耿紅軍（1969-），男，漢族，河南省新鄉(xiāng)市人，高級工程師，研究方向：石油裝備管理。