ZJ50L钻机润滑油报警系统的设计与应用

庞应刚 田相众 李东 赵吉涛

中石化西南石油工程有限公司临盘钻井分公司 山东德州 251500

润滑对于设备管理来说意义重大，在日常设备管理过程中，润滑对设备的使用年限及其性能的发挥有直接影响。笔者针对目前临盘油田普遍使用的ZJ50 钻机的传动箱和绞车润滑系统监控方面存在的不足，设计了润滑油压力监控报警装置，为钻井作业的顺利进行提供保障。

1 绞车和传动箱润滑系统存在的缺陷

绞车和传动箱是重要的钻井设备，对它们的维护、保养对于钻井生产来说至关重要，一旦发生故障，将会对钻井生产带来严重的影响。ZJ50L钻机的绞车、传动箱的链条和轴承采用强制喷淋润滑。齿轮润滑油泵将润滑油从油箱内抽出后输入润滑油路，通过喷嘴对链条、直角箱、轴承进行润滑，保障设备可靠运转。润滑油压力应在设备规定的压力范围内，才能使设备可靠润滑，充分发挥设备的效能。为保证油路系统内压力恒定，在管路上设有压力表和节流阀。油路中的滤清器，应经常清洗，保证吸油畅通。在使用过程中由于润滑油泄漏、缺油、润滑油泵故障以及润滑油路堵塞等原因造成润滑油压力过低或过高，使轴承、直角箱、链条得不到充分润滑，致使磨损加剧、温度升高甚者产生干摩擦，造成机件的损坏甚至卡死严重时烧坏设备，如果在钻井过程中作业设备突然发生故障，后果不堪设想。

2 润滑系统监控改进

2.1 结构和工作原理

报警系统组成：两用继气器、中压管线、调压阀、气喇叭、气开关组成。

如图1所示。其中两用继气器为主要的控制原件。

图1 润滑油油压报警系统示意图

两用继气器按控制方式不同分为加压控制、卸压控制和差压控制三种。加压控制是指所加的控制信号K端压力是逐渐上升的。当气压增加到阀芯的动作压力时，主阀便换向，I口与G口接通；卸压控制是指所加的气控信号K端压力是减小的，当减小到某一压力值时，主阀换向Ⅱ口与G口接通；差压控制是使主阀芯在两端压力差（K口-Ⅱ口）的作用下换向，如图2。

图2 两用继气器原理示意图

报警器的工作原理充分利用两用继气器工作原理，以被控设备机油压所产生的力对继气器控制阀产生控制伸缩气缸向左动作，迫使主气流作用于气笛，实现对被控设备润滑油欠压高压的自动报警。润滑油报警由低压报警部分和高压报警部分两部分组成。

(1)低压报警部分：中压油管线接继气器控制端K，继气器气源端I封住。原工作进气端G接气喇叭，排气端Ⅱ接气源。当润滑油压正常时油压平衡气源压力。当绞车齿轮油泵发生故障或绞车停止运转时，压缩空气推动阀芯移动，改变气体流动方向，气体就会进入司钻控制台内控制喇叭的气路，喇叭就会响起来。因为润滑油压在0.08-0.15MPa之间，气源压力为0.8-1MPa，油压无法平衡气源压力，使报警装置失效。为此在气源管线上在增加了调压阀，调节气源压力，使其报警压力为0.1MPa。

(2)高压报警部分：中压油管线接继气器控制端K，继气器原气源端I 口接气喇叭，工作进气端G口接调压气源，排气端Ⅱ口堵住，调节调压阀使其报警压力0.3MPa（由于不同型号设备的喷嘴直径不同，夏季、冬季采用的润滑油粘度不同，润滑油压力报警范围不同，可以通过调压阀调节不同的报警范围）。

绞车润滑油管线上接中压管线至司钻房内分成两路，一路安装润滑压力表，用于监控该润滑系统压力，另一路接压力报警系统。传动箱润滑油管线上直接接压力报警系统。对气喇叭进行改进使其声音与井控长鸣信号区分。这样，操作人员就能及时发现问题加以解决，从而避免了因润滑、冷却不好而引起的设备故障。

2.2 技术要求

工作气源压力0．8-lMPa，调节调压阀低压起控压力不大于0.1MPa，高压起控压力0.3MPa。

2.3 操作要求

(1)被控设备每次启动前，需对本监控器做1-3次报警检查。

(2)被控设备启动后，应将气开关手柄扳至开位。

(3)被控设备停运转时间较长时，应将气开关手柄扳至关位。

(4)随时观察各外接接头是否紧固，管线是否不破不裂，发现外接接头松动或管线破裂时应及时维修。

2.4 主要故障与排除方法

（1）调压阀漏气。漏气原因出于阀芯与阀座密封不良或调压阀调整不当。应更换阀件、更换密封件和重新调节调压阀。(2)排气孔漏油漏油原因出于活塞的O形橡胶圈损坏，及时更换。（3）继气器长期排气的原因出于阀芯被卡、密封件受埙或上次检修时安错了方向等。应清洗阀芯、更换密封件和重新正确安装，甚至更换整个继气器。（4）报警气喇叭不呼鸣气笛失灵的原因出于风鸣元件损坏或调节不当、或气开关损坏。应检修、更换气喇叭元件或开关。

3 结语

传动箱、绞车润滑油压力报警装置结构简单，组成的元器件性能稳定、耐用、安全可靠，现场工人一般都可掌握安装和维修工作且维护费用低。该装置已经在临盘油田普遍使用的ZJ50钻机安装使用，在使用期间该报警功能发挥正常，避免了绞车与传动箱因缺润滑油和油管堵塞等将酿成的隐患事故发生，保证传动箱、绞车可靠运转，起到了很好的监控作用，保证了设备的安全、可靠运转，解决了设备监控设计方面存在的不足，延长绞车和转盘驱动箱的使用寿命。