HH2530液压推靠器常见故障及其排除方法.pdf

8 2 石油仪器 P E T R 0 L E U M I N S T R U M E N T S 2 0 1 0年 1 2月 经 验交流 H H 2 5 3 0 液压推靠器常见故障及其排除方法 董学凯 中国石化集团华北石油局测井公司 河南 新乡 摘 要文章介绍了H H 2 5 3 0液压推靠器的基本组成及各部分的主要功能， 根据液压推靠器的技术特点， 对其使用过 程中的常见故障提出排除方法。并以实例说明了故障排除方法的有效性和实用性。 关 键 词液压推靠器；平衡桶组件 ； 动力系统；支撑臂 ； P t 曲线 中图法分类号 P 6 3 1 ． 8 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 9 1 3 4 2 0 1 0 0 6 0 0 8 2 0 3 0 引 言 H H2 5 3 0使用的液压推靠器同时配接微球形聚焦 测井仪探头和岩性密度测井仪探头， 配套使用进行微 球形聚焦测井和岩性密度测井。性能可靠的液压推靠 器是确保测井施工安 全以及顺利完成测井任务的关 键 。 液压推靠器由以下几部分组成 上接头组件 ； 杆体 组件； 平衡筒组件 ； 液压筒组件； 动力 系统 包括电机、 泵、 液压 阀组和电位计 ； 支撑臂组件 ； 底锥。和各组成 部分相连接的传输导线全封闭地装在油路管道 中。 1 各个组成部分的功 能⋯ 1 ． 1 上接 头部 件 把共用电子线路 1 连接起来 ； 连接 HA S内部通油 管线 ； 油和空气的密封界面。使液压油不能进入 电子 线路部分。固定电机移相电容和电子段线路。 1 ． 2 平衡筒组件 平衡筒组件由装在筒 内的活塞和能对筒 内液压油 提供 0 ． 1 M P a内压的弹簧组成。活塞上设置有泄压装 置 由弹簧、 弹簧座 、 导柱 、 阀座和 0型圈等组成 。 当向仪器充液压油或仪器下井后温度压力升 高 时， 活塞即移向其行程下端 右端 移动 ， 保持了仪器内 外压平衡。如果压力继续上升 ， 直至装在弹簧座上 的 止推器顶开导柱 ， 此时 ， 筒 内过量的液压油 或空气 便 会泄漏出来。另一方面 ， 当仪器内液压油不足时 漏油 或未注满油 ， 活塞 会被 弹簧压 至其行 程的上端 左 端 ， 直至活塞顶在筒腔底壁上。此时仪器如果下井 ， 仪器外压不断增大 ， 内压却不会随之升高 ， 仪器不能达 到 内外压平衡 ， 将会损坏仪器。 1 ． 3 液压筒组件 简体由上壳体和下壳体组成 ， 液压部分的所有部 件都安装在其内。主弹簧正常压缩产生 5 4 4 K g f ～ 7 1 3 K 弹力 ， 提供支撑 臂收拢动力 。动力 系统 由电动 机 、 泵、 液压 阀组和 电位计 等组 成。作动部件 由联接 杆 、 活塞、 衬筒、 蝶形 、 弹簧 、 连杆 等组成。有以下几种 功能 产生压力 当向电机通电后， 驱动泵从油箱 即简 体腔 压液压油通过液压 阀组进入高压管线。液压 阀 组中的控制 阀通过调整能使液压油 出口压力控制在 8 ． 6 0 ． 5 MP a范 围内。该压 强作用在直径为 6 1 mm 的活塞上 ， 产生 了 2 2 0 0 0 k g f的力 此为 电机不停 机 时 。释放压力 当向电磁阀通电被激励 ， 其衔铁打开 高压通路 ， 高压油迅速释放到油箱中 ， 活塞上承受力立 即消失。 井径测量 支撑臂 的移动通过联接杆传递给电位 计 。 1 ． 4 支撑臂组件 支撑臂可产生 4 5 k g f 8 ． 5 i n时 推靠力， 此力可使 配套探测器 的探头贴靠井壁 ， 也可使撑 脚紧贴井壁。 撑脚借助轴和连杆与由作动活塞带动的联接杆连接。 支撑臂还通过轴 同连接探测器的上接头相连。在杠杆 作用下， 支撑臂张开时， 同时能把探测器推开。支撑臂 收拢时也会把探测器拉紧 ， 使其一起收拢 。 1 ． 5 下接头部分 连接各液压管线 ； 油和泥浆的密封界面； 与配套仪 器连接 ； 使配套探测器和杆体联接起来 ， 用来限制探测 第一作者简介 董学凯 男 ， 1 9 6 3年生 ， 高级工程师 ， 1 9 8 3年毕业于陕西省广播电视大学 电子专业 ， 现在中石化华北石油局 测井公司技术服务 中心 工作 。邮编 4 5 3 0 0 0 2 0 1 0年第 2 4 卷第 6期 董学凯 H H 2 5 3 0液压推靠器常见故障及其排除方法 器下端离开杆体。在下杆上设置有释放阀。仪器内外 压差大于 l 4 MP a 时， 释放 阀便会 打开 ， 连同仪器 内外 部 ， 使内外压相等， 仪器则不会损坏。 2 支撑臂收拢、 支撑臂张开过程的液压原理和 工作过程【 2 J 2 ． 1 支撑臂收拢的工作过程描述 支撑臂关闭位置如图 1 所示。当支撑臂处于张开 位置时 ， 高压腔无压差， 当电机接通电源后 ， 过泵的高 压油通过液压阀组进入高压腔 ， 高压油产生 的压力使 活塞向左运动。此时主弹簧被压缩 ， 支撑臂也在收拢。 支撑 相 连 图 1 支撑臂关闭位置 在正常情况下 ， 高压油的压强达到 2 ． 7 MP a时支撑臂 完全收拢 ， 主弹簧也完全并紧。油压进一步上升到3 ． 6 NP a时， 碟形簧片全部压缩并紧。碟形簧片的作用是 容积补偿 它主要是防止仪器被提上井的过程中， 由于 温度逐渐下降， 高压腔 的油压也会下降， 此时， 处于压 紧状态的蝶形簧片会释放能量使活塞 向右运动 ， 高压 腔的体积减小 ， 使油压保持不变 或下降变慢 ， 而主弹 簧仍会处在并紧状态 ， 支撑臂就不会有意外张开的可 能。如果电机还在工作 ， 油压继续上升 ， 并很 快达到 8 ． 6 MP a 。此时液压阀组 H1 1 0 3 1 0 8 0 0 的安全阀可保 持此值不在升高。如电机停止运转， 压力会降为 6 ． 6 M P a 左右。由此可见 ， 液压推靠器产生的液压力 8 ． 6 MP a～6 ． 6 M P a 比起支撑臂收拢所需要的液压力大很 多。超出的力可以把支撑臂和仪器本体问的岩屑和泥 沙轧碎 以确保有效地关闭支撑臂。支撑臂关闭时间小 于 6 0 s 。 2 ． 2 支撑臂张开的过程描述 支撑臂张开位置如图 2所示。当支撑臂张开的指 令发出电磁阀受激励时， 高压腔与油箱接通。高压腔 液压油回流油箱 ， 液压力解 除， 主弹簧释放能量， 支撑 臂就会迅速张开 。支撑臂打开时间不应超过 2 S 。 2 ． 3 pt曲线 在支撑臂收拢和张开过程中， 高压腔 内的压力随时间 的变化可以用 Pt 曲线来描述， 如图3 所示。o ～ a 段 为压力上升， 克服主弹簧的预压缩力， 此时， 支 图 2 支撑臂 张开位置 撑臂不动作。a～b段为压力大 于主弹簧预压缩力后 压缩主弹簧直至并紧 ， 支撑臂逐渐收拢。b～c段为压 力进一步增大克服碟形 弹簧 的弹力 ， 蝶形弹片开始被 压缩 ， 直至完全并紧。c ～d段为压力达到安全阀的开 启压力 8 ． 6 0 ． 5 MP a ， 超过此压力高压溢出。此段表 示支撑臂收拢后电机还在工作时， 高压腔压力维持在 8 ． 6 0 ． 5 MP a 。d～e段表示 电机停止工作后高压腔 的压力迅速降至 6 ． 6 0 ． 5 MP a 。从 6 ． 6 MP a降至 2 ． 7 MP a 之前， 支撑臂将保持收拢状态。e～ f g 段为激励 电磁阀 ， 高压腔压力释放 ， 支撑臂 在主弹簧 作用 下张 开。t 1 为支撑臂收拢时间大约 6 0 s ， t 2为支撑臂打开 时间大约 2 S o 图 3 P t曲线 2 ． 4 井径 测量 H A S内部装有测量井径 的电位计 约 2 0 0 0 Q ， 与电子线路 1 通过 3 1 芯插件的 3芯、 1 3 芯导线 向电位 计提供 1 2 V D C电压 ， 井径信号由 2 6芯导线向上传输。 3 HAS液压推靠器常见故障及其排除方法 3 ． 1 支撑臂不能张开 。 或张开时间超过 2 s 检查电磁 阀线 圈 3 ． 1 ． 1 引起故障的原因 正常情况下 3 1芯插座 的 3 1 群、 1 0之间导线 向 电磁 阀供电， 使支撑臂 张开 ， 其电压为 1 5 0 V A C， 电阻 约 8 2 0 Q， 工作电流约为 1 2 0 m A。当支撑臂不能张开 或张开时间超过 2 s 时， 可能由以下几种原 因引起 1 仪器工作电压、 工作电流异常导致支撑臂打开异常； 2 电磁阀出现故障； 3 电子段中的 5 0 0 Q电阻烧坏； 4 3 1 } } 、 1 0给电磁 阀供 电的导线有断路或者短路情况 ； 5 输油管是否堵塞。 3 ． 1 ． 2 排除故障 首先 ， 用万用表从上端 3 l 芯插座测量 3 1 、 1 0 石油仪器 P E T R 0 L E U M I N S T R U M E N I S 2 0 1 0年 l 2 月 之间的电阻 ， 电阻约 8 2 0 12左右 ， 如阻值有异常， 需放 仪器油箱 内的液压油 注意 放油之前， 应先将支撑臂 张开 ， 若支撑臂张不开 ， 由于内有约 8 ． 6 MP a的高压 ， 需慢慢拧松高压腔排放塞 ， 减少 内部压力。要小心从 事 ， 然后从液压筒组件处拆卸上接头一 ， 再测量动力 段组件上 8 芯插座处 4 、 5之间的电阻， 电阻约 8 2 0 Q左右 ， 如有异常则可以判定是 电磁阀出现故障 ； 如果 阻值正常 ， 需要进一步检查 ， 卸下电磁 阀， 检查是否卡 住或否堵塞； 卸下输油管， 检查是否堵塞。 3 ． 2 支撑臂不能关闭。 或关闭时间超过 6 0 s 首先检查推靠器是否缺油 ， 缺油也会导致支撑臂 收不拢。如无缺油现象则主要由以下原 因引起 1 仪 器工作 电压 、 工作电流异常导致支撑臂收拢异常； 2 电 子段部分的移相启动电容器容值发生变化 ， 从而导致 电机无法启动 ； 3 电机出现故障 ， 无法输 出动力 电机 转动有声音 ， 电机转动声音异常则有可能是 电机出现 故障 ； 4 液压泵出现故障 ， 不能正常供油 ； 5 电磁阀组 单项阀出现问题 ， 起不到保压作用 ； 6 电磁阀组安全 阀 安全压力设置偏低 ， 以致支撑臂不能完全收拢 ； 7 电机 供电导线短路或断路也会导致收拢异常 ； 8 高压腔体 内密封不好漏油也会使支撑臂收不拢。支撑臂收不拢 的故障有可能由以上一种或者几种 同时引起 ， 所 以需 要根据现场具体情况具体分析确定故障原因。 3 ． 2 ． 1 电动机不工作 检查电动机线 圈 3 1芯插头的 l 0到 3 0插针 之间 电阻应为 5 5 4 Q， 工作电流不超过 9 0 0 m A。如 果电动机坏了， 从液压筒抽 出动力系统组件 ， 更换电动 机。如果电动机正常， 卸下动力系统后检查泵 ， 当泵不 正常 卡死 时， 电动机也不能工作 。 3 ． 2 ． 2 电动机工作正常 没有拆开动力系统之前 ， 必须做如下检查 液压管 线是否漏油； 活塞是否漏油 ； 泵的运转是否正常； 压力 平衡活塞是否卡住或因缺油而被推到最上部位置。拆 下动力系统后 ， 做如下检查 液压阀组与泵之间的连接 是否松动 ； 泵的滤网是否清洁； 液压 阀组是否内漏 ； 泵 内柱塞头上的铜垫是否脱落。 3 ． 3 支撑臂关闭后 自动张开 1 检查是否外漏 ， 有油流出仪器外部 。 2 检查是否内漏， 如控制阀密封 、 电磁 阀座 、 活塞 H1 1 0 3 1 0 4 0 9 上的矩形密封圈等。 4 故障排除实例 J 4 ． 1 故障现象 仪器支撑臂不能关 闭， 初步判断液压系统无高压 所致 ， 测量 3 1芯插头的 1 0} } 到 3 0插针之间的电阻 4 8 Q 阻值正常 ， 供电没有转动声 ， 进一步判断为电机 或泵有问题。 4 ． 2 分离泵后给电机供电。 判断电机还是泵的故障 给电机供电， 电机不转 ， 测工作电流 1 ． 2 A 额定 电流 8 5 0 5 0 m A ， 说明电机有问题 。现象分析 定子 输入 电压为 u时， 有 r i e 1 e 2 [ 3 ] 。其 中 e l 为变压器电动势， e 2为旋转 电动势，i 为定子电流 ， r 为定子电阻。变压器电动势 e l和电流 i的变化率成 正比， 旋转 电动势 e 2和转速成正 比。正常状态定子 外加电压用来抵消定子电阻压降以及 e 1 和 e 2 。变压 器电动势 e 1 不 变， 当电机转子铜套磨损偏心被卡住 时转速趋于 0 ， 旋转电动势 e 2 亦趋于 0 ， 定子变成阻性 负载 ， 外加电压使电机电流变大。 更换 电机 ， 随后装好液压动力段 ， 先检查 3 1 芯插 头 的 1 03 0为 4 8 Q， 3 l 一1 0为 8 5 0 ，1 3 3为 2 3 8 5 Q， 说 明线路 接线正 确； 通 电测 量 电机工 作 电流 8 5 0 m A， 加注液压油后 ， 通电试验电机和泵噪声大， 收腿需 要 3 m i n 。分析原因 泵 由于磨损 的效率低、 电机负 荷小转速高所致 ； 进一步决定更换泵 ， 更换后通电收腿 时间在 6 0 S内， 液压推靠恢复正常。 5 结论 1 修理液压推靠前 ， 要 了解它的结构、 原理。 2 拆卸仪器必须要对被拆卸部分清洗干净 ， 按规 定的有关分解顺序进行 ， 必要时要使用专用工具 ， 不得 盲 目拆卸和敲击。 3 清洗零件时 ， 严格按安全规程 中规定的清洗剂 清洗和吹干 ， 零件的盲孔、 小孔 、 窄小腔体应予 以特别 注意， 及时更换清洗剂 。 4 安装前的零件按照要求涂 以润滑脂 ， 安装时必 须按规定的有关组装程序进行 ， 有些零件借助专用工 具进行 ， 不得盲 目安装。 5 S D Z一3 0 0 0 [ 2 ] 的液压推靠器和 H H 2 5 3 0 使用 的 H A S液压推靠器结构相似， 动力系统 的电机、 泵 、 液压 阀组和电位计 等两者 可以互换 只是仪器上接头常压 3 1 芯插座的定义不同。 参 考 文 献 [ 1 ] 环鼎．H A SI C液压推靠器使用维修手册[ z ] ． 北京 ， 2 00 7 [ 2 ] 中国电子科技集团公司第二十二研究所． S D Z一3 0 0 0快 速测井平台使用手册[ z ] ．河南， 2 0 0 3 [ 3 ] 唐介．电机与拖动[ M] ． 北京 高等教育出版社， 2 0 0 3 收稿 日期 2 0 1 0 0 7 1 2 编辑 梁保江