修井机技术改造总结与经济分析
津A45391 和津A45392 两台xJ55O 修井机是我公司93 年底投入使用的,该机型是南阳二机厂和江汉四机厂最早出厂的一批100 吨修井机,通过十几年的现场使用,一方面设备自然磨损,另一方面由于当时设计水平和制造工艺的限制,暴露了一些不适应目前现场作业的工艺要求和HSE 要求。为了进一步挖掘设备潜力,节约资金,2006 年8 月我公司和中原宛城石油机械厂合作,对两台修井机进行了大修改造。通过此次修理改造,我们总结了以下几个方面的经验: 一、技术总结
1 、摸清修理改造的修井机目前状况,合理提出修理改造要求: a)、原机动力衰减、油耗增加
大吨位修井机的动力配臵基本为:卡特3400 系列柴油发动机+艾里逊遴5000 或6000 系列液力变矩传动箱。
发动机的输出功率仅为标定功率的65 一75 % ,最大输出扭矩不到额定扭矩的60 % ,统计表明:千瓦时的油耗增加29 %。发动机缸套、活塞等磨损严重,且发动机冷却水道和散热水箱存在较厚水垢,严重影响散热,导致功率输出不足。发动机经大修理和调整改造后,性能接近或达到出厂性能,燃油消耗率达到原机出厂标准。
发动机机油泵径向、轴向均有较大磨损,若油压显示失效极易造成重大事故。通过拆检消除了这一遗患。
早期修井机的发动机为普通车用发动机,高压油泵的调速器未经特别调节,转速一扭矩曲线与作业负荷不相符,导致发动机长期不在
经济转速运转,必然造成发动机油耗增加、寿命减少。此次修理改造除了进行正常的维护修理外,还对高压油泵进行合理调校。
艾里逊液力变矩传动箱问题主要表现在变矩失效、传递扭矩降低、高温、主油压低。
变矩失效的主要原因是无强制不闭锁装臵,在无负荷或小负荷高速的工况下,变矩器闭锁,变矩失效,而当负荷突然增大时,闭锁不能立即解除,形成输出扭矩小,需频繁换档。改造时加装绞车工作强制不闭锁装臵,从而使提升平稳,减少换档次数,真正实现液力变矩功效。
b)、传动系统漏油损坏频率高 传动轴轴承间隙超标,不平衡力矩大
传动轴十字头轴径和配合的滚针轴承因长期使用磨损而造成配合间隙增大,形成附加的不平衡扭矩而造成震动。这种不平衡扭矩和震动又传递给传动轴两端的动力输出和输入装臵,加剧动力输出和输入装臵的损坏。
通过改造修理更换了磨损超标的十字头总成,对传动轴进行动平衡试验,消除不平衡力矩。
链传动系统链条易断链条盒漏油严重
受长期冲击负荷和震动的影响,链轮轴的平行度和两链轮的共面性超差,造成链条在侧向上的载荷不均匀以及链轮轮齿与链条内链板之间的破坏性损坏。
链轮轮齿磨损过度,在工作中频繁更换链条,造成施工周期耽误。
通过更换链轮,对链轮轴进行平行度检测和找正,链轮进行共面性检测和找正,解决了这一问题。
修井机链条润滑采用链条食快油飞溅润滑,早期肠性条盒受结构和密封材料和安装结构的影响,漏油现象严重,不能适应HSE 要求,急需对链条盒漏油问题进行彻底防止。
通过采用新结构和新的密封形式改造,链条盒漏油问题基本上得到控制。
齿轮传动噪音大更换齿轮频率高
造成齿轮传动噪音大,更换齿轮频率高的主要原因:齿抢箱安装止面变形、齿轮箱时效变形、齿轮轴疲劳损坏等形成齿幸仁齿合西成小,形成局部接触强度过高而引起连续性破坏。
对变形部位进行修正,更换精度更高的轴承,能够完全解决齿轮传动噪音大、更换齿轮频率高的问题。
c)、纹车震动大扭矩小绞车机架变形开焊
更换刹车鼓时没有条件进行主滚筒动平衡试验,致使主滚筒不平衡力矩大、附加载荷引起绞车震动,使得纹车机架与基架焊接部位多处、多次开旱,存在严重的安全隐患。
离合器鼓磨损,直径和平面度超出允许范围,即使换离合器片也不能彻底解决问题。
纹车刹车连杆机构各销轴部位间隙大,致使刹车不灵或失效。除更换轴承、油封、离合器、刹车鼓和刹车连杆、销轴外,还对主滚筒进行动平衡试验、校正、加固纹车机架,更换或修复离合器鼓。
d)、游动提升系统磨损超标
普遍存在滑轮轮槽磨损,与钢丝绳接触半径减小,超出允许极限,大钩与吊环接触面磨损,接触半径超出允许极限。
对滑轮轴无损探伤、滑轮轮槽半径和大钩接触半径进行检测、更换超标件是安全生产的必须。 e)、井架锈蚀、变形
井架各部存在不同程度的锈蚀,严重影响载荷能力,对井架进行彻底的除锈处理,检测锈蚀程度,更换锈蚀超标部分,进行彻底的防腐处理,校正或更换变形部分,以保证安全生产。 f)、 转盘传动不能满足作业需要
早期的修井机转盘传动只有正转,无倒转和反扭矩释放装臵。无倒转致使磨铣和打捞作业无法完成,无反扭矩释放装臵严重影响安全作业。通过改造增加五正五倒转盘传动箱和反扭矩释放装臵。 g )运载车行驶性能、驻车、刹车性能差
大港油区的作业环境造成运载车传动系统多处因超负荷损坏,驻车、刹车系统日常换件较少也存在许多损坏件。
通过修理改造,对各桥过行全面拆检,并发现后双桥轮边边轴承滚柱表面驳落和桥间差速器限位磨损。以上情况如没及时解决,将造成行驶事故。
设备性能达到或接近原设备出厂性能,使用寿命达到新设备的90%以上。
二、对照技术标准,加强质量控制。
1、API Spec QI 《 质量纲要规范》
2、SY / T5609-1999 《 石油钻机的型式与基本参数》 3、API Spec 4F 《 钻井和修井井架、底座规范》 4、API Spec SA 《 钻井和开采提升设备规范》 5、API Spec 7K ( (钻井设备规范》 6、API Spec7F 《 石油钻机传动娘子链》 7、SY / T5202 一2004 ( (石油修井机》 三、修理改造后达到的目的和效果 a )动力系统
修理发动机燃油系统,提高发动机动力,减少污染排放。 改造提高发动机安全保护性能,增加发动机高温、低压、超速熄火保护装臵。
修理改进发动机冷启动装臵,解决发动机冷启动困难问题。修理改进变矩器冷却、润滑系统,提高变矩器性能和使用寿命。修理改进发动机、变矩器操控装臵,便于简单灵活操作。
b )传动系统改造不合理的传动型式,对在用部分进行修理,提高传动可靠性。修理改造传动链条箱结构,采用新型密封型式,提高链条箱密封性。改造转盘传动箱,增加五正五倒装臵,提高转盘工作效率。 c )绞车系统
对纹车进行全面修理、改进其中不合理结构,提高纹车强度。修理改造绞车滚筒排绳装臵,减少大绳磨损。