毕业论文 钻井机械故障诊断技术探讨

症状：无论空载，还是负载，绞车各档链条在运转中均使绞车产生较大振动。转

速越高负载越重，振动就越大。

分析：绞车在长期使用过程中，承受过各种不同大小的载荷，尤其在起钻过程中，

有时为了抢时间，在钻具负载较大的情况高速起钻，另外，在处理井下卡钻事故时，提升负荷过大引起传动轴弯曲，传动轴弯曲后，链条与链轮轮齿不能很好的啮合，造成绞车振动加剧。 原因：绞车轴弯曲

3.1.3.3刹车气缸工作不正常

症状：当合上刹车气缸单向开关后，刹车气缸进气很慢，过一段时间后，刹把抬

不起来。

分析：金属管线接头母扣首先装入胶管端部，使胶管向内压缩，由于胶管内径较

小，在装金属管线公接头式，将胶管内层胶皮挤出，并进入公接头的内空中，从而阻碍了压缩空气正常通过，减小刹车气缸的进气量，致使刹车气缸不能正常工作。 原因：气路堵塞

症状：当合上刹车气缸单向开关后，刹车气缸没有动作，刹把可以任意抬起。使

用防碰天车气源时，仍然如此。

分析：绞车在使用过程中，压缩空气中含有许多水进入气缸内，经过一段时间停

用后，气缸内的水分使气缸严重锈蚀，将活塞卡死。 原因：气缸卡死

症状：当合上刹车气缸单向开关后，刹车气缸没有动作，刹把可以任意抬起。使

用防碰天车气源时，刹车气缸工作正常。

分析：压缩空气中的水分使三通阀锈蚀，并将三通阀阀芯卡死在另一端（此时来

自防碰天车装置的气源仍然通过）。切断来自刹车单向气开关的气源通路，造成刹车气缸不能正常工作。 原因：三通阀卡死 3.1.3.4水刹车水封漏水

症状：水刹车在使用一段时间后，轴承端盖处漏水。

分析：水刹车使用一段时间后，水封与轴套之间摩擦，引起水封磨损，这种磨损

在不缺润滑油的情况下，属非责任磨损损坏，此外由于水封质量低劣，轴套表面粗糙，润滑不良引起水封过早磨损。 原因：水封严重磨损

症状：水刹车在使用过程中，水刹车轴出现摆动，轴承端盖处漏水。

分析：由于水刹车安装误差造成水刹车轴与绞车滚筒轴不同心，在使用时，使水

刹车轴承受力状态改变（增加了一个力矩）。 原因：轴承旷动

3.1.4钻井泵常见故障机理分析 3.1.4.1排出压力偏低

症状：钻进过程中，钻井泵泵压一直正常，在继续使用后，泵压下降。在液缸缸

盖处可听到缸内有“刺刺”的声响。

分析：阀体与阀座在使用过程中刺坏，形成缸内泥浆回流，减少了排量，降低了

压力。

原因：阀体和阀座刺坏

症状：钻井泵在工作中，泵压突然下降，排出部分振动加剧，水龙带大幅摆动，

上水胶管出现较大蠕动。

分析：上水闸门挂有杂物，在泵上水时阻碍了泥浆的正常通过，反冲时将其带走

但上水时再次吸入挂在闸门芯子上。钻井泵上水受阻，必然造成液力端吸空，泵排量和压力减小吸空时造成水击，使排出管汇振动加剧，水龙带大幅摆动，液力端声响增加。 原因：上水管闸门芯子挂有杂物

症状：钻井泵泵压下降较为缓慢，排出部分振动较大，水龙带摆动，上水胶管蠕

动，有时钻井泵运转中本身响声较大。

分析：由于泥浆固控设备没有很好使用，使缸内沉积了许多泥砂影响里泵的正常

上水，造成泵压下将，泥浆排出不稳定。 原因：泥浆循环罐内泥砂太多

症状：钻井泵在工作中，泵压略有下降，钻井泵冷却系统有大量你将出现。 分析：活塞刺坏到一定程度后，有大量泥浆漏出使钻井泵的泵压下将。 原因：活塞磨损刺漏

症状：钻进过程中，钻井泵泵压突然下降在泵压突然下降的同时液力端出现敲击

声，水龙带跳动。

分析：上水胶管使用过程中，由于质量差造成内层加布脱落开，钻井泵工作时，

在抽吸力的作用下，胶管通径部分阻塞，影响了液流的通过，造成钻井泵抽空，压力下降，水龙带跳动。 原因：上水胶管内层起皮

3.1.4.2排出压力波动大

症状：钻井泵在工作时，高压立管和平管线出现强烈振动，同时水龙带抖动严重，

震颤的频率较高，强度较大。

分析：钻井泵在使用过程中，排出空气包的气胎损坏后，气胎内的空气漏失进入

泥浆，钻井泵排出的高压泥浆就不能在空气包内得到平衡，因此，排出压力和流量波动大（于三缸单作用泵的运动形式有关），从而引起高压立管、平管线和水龙带的震颤。 原因：排出空气包损坏

症状：钻井泵在运转工作中，液力端突然出现间断的敲击声，随着泵体严重的振

动，水龙带剧烈跳动。

分析：阀体导向整体脱落，其主要原因是固定不可靠和尺寸不合格挂碰阀体引起，

导向爪断裂与加工误差有关，当阀体中心线与导向座中心线出现较大偏差时，阀体在阀座内上下运动时而碰掉。

阀体导向座在损坏时，使阀体出现卡碰，引起金属撞击，造成排水出现很

大波动，以及泵体严重振动和水龙带剧烈跳动。 原因：阀体导向座脱落

3.1.4.3液缸刺漏泥浆

症状：钻井泵在工作时，液缸显示孔或压盖处漏出泥浆。

分析：压盖拧得不够紧，使阀盖施加在密封圈的压力不够大，造成泥浆从液缸空

隙内泄漏，从显示孔中流出。

在钻井泵在现场使用中，操作员往往不用锲块张紧装置来紧固压盖，压紧

阀盖，而是用撬杠上紧压盖来达到密封的目的。因此，在压紧力不够大时，就会出现泄漏。

在安装密封圈时，没有将密封件和密封部位清洗干净，造成密封圈受压不

均，形成间隙，使泥浆漏出。 原因：压盖未上紧；阀盖密封圈处有杂物

症状：钻井泵在工作时，液缸显示孔和压盖处严重漏出泥浆，有时泥浆刺向空中。 分析：由于阀盖没有压紧或密封圈质量差，在开始出现泄漏后，操作人员没有及

时发现，以致越刺越重，造成液缸本体刺坏。 原因：液缸密封台阶处刺漏

3.1.4.4上水管与液缸联体螺栓损坏

症状：钻井泵液缸蠕动，上水法兰于上水液缸连接处出现泥浆跑漏。

分析：液缸出现蠕动后，上水管法兰与上水液缸联接螺栓受到液缸摆动的作用，

造成螺栓滑扣或断裂。 原因：液缸蠕动

症状：钻井泵在工作时，上水法兰于上水液缸连接处出现泥浆跑漏、螺栓松动或滑扣，甚至断裂。

分析：钻井泵在运转工作中会产生一定振动，当上水滤清器悬空时，在上水管线

段形成悬臂，滤清器的全部重量落在上水法兰与液缸部位的情况下，将会