楊樹成

（大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

滾筒是修井機動力傳遞的重要組成部分，其對大繩的纏繞可以實現(xiàn)大鉤的上提和下放，最終進行生產(chǎn)管柱、壓裂管柱、打撈管柱的起、下作業(yè)（圖1）。滾筒離合器對滾筒動力傳遞有著決定性的作用，掛合離合器滾筒纏繞大繩使大鉤上提，離合器放氣后松開剎車、滾筒釋放大繩，大鉤實現(xiàn)下放動作。所以，準(zhǔn)確判斷、排除和預(yù)防修井機滾筒離合器故障，縮短故障排除時間，可以提高生產(chǎn)效率和修井機的有效利用率，并在一定程度上提升設(shè)備運行的安全性、降低修井機的維修成本。

圖1 滾筒離合器外觀

修井機滾筒離合器不能正常工作的表現(xiàn)形式主要有5 種，分別是離合器打滑、離合器不能正常分離、離合器不能正常掛合、離合器異常自動分離和離合器推盤異常擺動，故障主要產(chǎn)生于氣控信號管路、氣源供氣管路、操作控制閥件和動力傳遞部件4 個部位，下面將逐一進行分析。

1 修井機滾筒離合器常見故障的原因及預(yù)防

1.1 離合器打滑

（1）故障特征。大鉤負(fù)荷上提力量不足，上提速度過慢（與變速箱動力輸出不足類似），多次重復(fù)操作后在滾筒離合器呼吸口處有刺鼻的高溫焦糊味。

（2）主要原因是離合器的結(jié)合力不足時帶負(fù)荷上提大鉤。離合器結(jié)合力不足的原因有：①起機后儲氣瓶壓力未達到標(biāo)準(zhǔn)要求時大油門負(fù)荷上提大鉤；②離合器氣壓調(diào)整過低，導(dǎo)致離合器氣囊充壓不足；③離合器氣源管線漏氣，導(dǎo)致離合器氣囊充壓不足；④離合器氣源管線內(nèi)通道大部分凍堵，導(dǎo)致離合器氣囊充壓過慢；⑤離合器控制信號管路漏氣，導(dǎo)致繼氣器導(dǎo)氣通路不能完全導(dǎo)通，離合器氣囊充壓過慢；⑥離合器繼氣器閥芯滑動阻力過大或閥芯卡在半開狀態(tài)（凍堵或卡滯），導(dǎo)致離合器氣囊充壓過慢；⑦離合器操作閥內(nèi)密封點漏氣，導(dǎo)致信號壓力不足，繼氣器內(nèi)導(dǎo)氣通路不能正常導(dǎo)通，離合器氣囊充壓過慢；⑧離合器氣囊漏氣、導(dǎo)致氣囊充氣壓力不足（圖2）；⑨離合器氣囊快速放氣閥漏氣，導(dǎo)致氣囊充氣壓力不足；⑩離合器調(diào)整間隙過大，導(dǎo)致氣囊充壓后離合器不能完全壓緊；11 離合器轂單片離合器片位置內(nèi)齒整圈損壞，會導(dǎo)致離合器結(jié)合力大幅下降（圖3）；12 離合器磨板定位凸起未安裝入槽，導(dǎo)致掛合離合器時離合器片與鋼板間不能被壓緊、離合器的結(jié)合力不足；13 鏈條箱潤滑油位過高或離合器擋油盤脫落，導(dǎo)致大量潤滑油進入離合器，造成離合器片與離合器鋼板間的摩擦力降低；14 離合器片磨損超限，導(dǎo)致離合器間隙過大。另外，快速放氣閥放氣慢或繼氣器排氣孔半堵塞，會使離合器氣囊中的氣壓不能快速泄除，也會導(dǎo)致離合器打滑故障，最后導(dǎo)致氣囊和離合器片高溫?zé)龘p。

圖2 氣囊高溫?fù)p壞漏氣

圖3 滾筒離合器轂內(nèi)齒損壞

（3）預(yù)防措施：①及時采取措施，保證儲氣瓶內(nèi)壓縮空氣的干燥度，避免含水量過高的壓縮空氣進入氣源、氣控管路和氣控閥件內(nèi)產(chǎn)生凍堵及腐蝕；②及時檢查和更換老化的氣控管路、氣源管路和氣控閥件，避免發(fā)生異常漏氣、閥芯卡滯情況；③按照操作規(guī)程對設(shè)備進行檢查和維護操作，避免離合器充氣壓力調(diào)整過低或低氣壓情況下操作滾筒；④重新安裝離合器時，要確認(rèn)離合器磨板安裝方向是否正確，定位凸起是否入槽。日常對離合器進行維護時，要按照標(biāo)準(zhǔn)對滾筒離合器間隙進行調(diào)整。間隙過大，離合器會出現(xiàn)打滑情況，間隙過小會使離合器操作分離后存在半摩擦狀態(tài)；⑤及時更換磨損的離合器片、離合器鋼板、損壞的離合器轂及老化的離合器囊，避免因維護不到位而導(dǎo)致的離合器打滑；⑥按正常油位給鏈條箱加注潤滑油，及時檢查維護離合器擋油盤，防止?jié)櫥吐┤腚x合器；⑦保障離合器繼氣器和快速放氣閥排氣孔暢通，使氣囊能夠?qū)崿F(xiàn)快速放氣，避免離合器超時半摩擦。

1.2 離合器不能正常分離

（1）故障特征：①離合器氣囊放氣，松開剎車后空載大鉤下放，起初大鉤不動，等待幾秒鐘后大鉤開始緩慢向下運動，最終大鉤向下運動速度遠遠低于正常下放速度，這是離合器不能正常速度分離的基本特征（與滾筒剎車分離不徹底、天車和大鉤滑輪潤滑脂低溫年度過高的狀態(tài)類似）；②在變速箱空檔情況下，完全解除滾筒剎車，讓大鉤下放，但大鉤不能向下運動，在變速箱掛合檔位和操作閥處于分離位置時，滾筒仍然會緩慢轉(zhuǎn)動大鉤上行，這是滾筒離合器不能徹底分離的特征。

（2）主要原因：①新安裝的離合器彈簧彈力不足，長時間使用后彈簧變軟失效彈力不足，造成離合器不能以正常速度分離（圖4）；②變軟失效的離合器彈簧從定位槽中脫出，將離合器片和離合器鋼板擠壓，導(dǎo)致離合器不能分離；③離合器芯外齒和離合器轂內(nèi)齒表面積聚過量離合器片磨損灰塵和碎屑，或內(nèi)外齒表面嚴(yán)重銹蝕等，都會造成離合器片和離合器鋼板的滑動阻力過大，進而導(dǎo)致離合器不能以正常速度分離；④離合器長時間在結(jié)合力不足的狀態(tài)下運行，再加上負(fù)荷較大，離合器片與離合器鋼板間發(fā)生嚴(yán)重的半摩擦狀態(tài)（離合器打滑的一種），在沖擊負(fù)荷和高溫的作用下，離合器片出現(xiàn)部分破碎情況，一些碎屑會落入離合器片和離合器鋼板的間隙、使原來的間隙變小，直至離合器不能徹底分離。

圖4 滾筒離合器彈簧

（3）預(yù)防措施：①安裝使用符合要求的離合器彈簧，更換離合器片時如發(fā)現(xiàn)有變形和彈力不足的彈簧應(yīng)全部更換成新彈簧，以免離合器分離速度變慢（安裝滾筒離合器時要做好彈簧防脫落措施，以免彈簧脫落擠壓離合器片和離合器鋼板，導(dǎo)致離合器不能正常分離）；②安裝前要認(rèn)真清除離合器內(nèi)的雜物和內(nèi)、外齒上的銹跡，防止離合器片和離合器鋼板互動阻力過大，導(dǎo)致使離合器不能正常分離；③不得在發(fā)現(xiàn)離合器打滑的情況下繼續(xù)進行起下作業(yè)，以避免離合器燒損，使離合器不能徹底分離。

1.3 離合器不能正常掛合

（1）故障特征。在正常氣壓條件下推動離合器操作閥，離合器不能掛合、滾筒無法轉(zhuǎn)動，有時控制管路或氣源管路會有漏氣聲。

（2）主要原因：①離合器控制繼氣器氣信號管路漏氣嚴(yán)重或凍堵，氣壓信號不能到達繼氣器，導(dǎo)致氣囊充壓氣源無法導(dǎo)通，使離合器不能正常掛合；②繼氣器閥芯卡死在關(guān)閉狀態(tài)，氣源壓力無法通過繼氣器給氣囊充氣，使離合器不能正常掛合；③氣囊充壓氣源管路漏氣嚴(yán)重或凍堵，氣源壓力無法通過繼氣器給氣囊充氣，使離合器不能正常掛合。

（3）預(yù)防措施：①及時更換氣源干燥器，保證壓縮空氣的干燥程度，避免冬季凍堵氣源、氣控管路和閥件，使通氣管路無法導(dǎo)通；②及時檢查更換老化的通氣管路和閥件，避免出現(xiàn)管路異常漏氣和繼氣器閥芯卡死情況。

1.4 離合器異常自動分離

（1）故障形式：大鉤在上提過程中滾筒離合器有時會出現(xiàn)自動分離情況，在重新推動操作閥后離合器能夠再次掛合；觀察導(dǎo)氣龍頭進氣管線接口，會有異常抖動狀態(tài)。

（2）主要原因：①導(dǎo)氣龍頭進氣接口連接不牢靠，在振動情況下會使氣囊出現(xiàn)自動放氣，使離合器發(fā)生自動分離；②導(dǎo)氣龍頭與滾筒軸連接安裝時兩者軸線偏差過大，不在同一條直線上，轉(zhuǎn)動過程中使導(dǎo)氣龍頭產(chǎn)生過大擺動，導(dǎo)致導(dǎo)氣龍頭進氣接口發(fā)生松動漏氣，使離合器發(fā)生自動分離。

（3）預(yù)防措施。導(dǎo)氣龍頭安裝時要將其軸線與滾筒軸軸線對正，避免運轉(zhuǎn)時導(dǎo)氣龍頭產(chǎn)生過大擺動，并在安裝進氣管線時將接頭正常扭緊。

1.5 離合器推盤異常擺動

（1）故障形式。滾筒運轉(zhuǎn)過程中離合器推盤有較大的前后擺動情況，推盤與離合器轂間的距離存在過大偏差。

（2）主要原因：①安裝離合器推盤時非對稱、順向扭緊連接螺栓，導(dǎo)致推盤在壓緊于滾筒軸定位臺階前，連接螺栓就已經(jīng)達到了規(guī)定的扭緊力矩，使推盤偏斜地固定在滾筒軸上（該情況同時會使離合器間隙過大）；②離合器推盤中心孔與滾筒軸徑配合間隙偏大，在安裝時連接螺栓未達到標(biāo)準(zhǔn)力矩，推盤臺階與滾筒軸定位臺階未壓緊，導(dǎo)致滾筒運轉(zhuǎn)過程中推盤產(chǎn)生過量擺動。

（3）預(yù)防措施：①確認(rèn)推盤中心孔與滾筒軸配合間隙在要求的公差范圍內(nèi)；②扭緊推盤連接螺栓時要對稱、逐步進行，保證推盤中心線與滾筒軸線一致；③連接螺栓在達到正常扭緊力矩后，要確認(rèn)推盤與軸定位臺階是否壓緊。

2 經(jīng)濟效益

按照修井機維護保養(yǎng)要求，對滾筒離合器進行正確、及時的維護，準(zhǔn)確判斷和處理離合器打滑的故障，能夠提高修井機運行的可靠性，在一定程度減少設(shè)備的維護費用和生產(chǎn)成本。