油井管静水压试验机故障分析.pdf

石油矿场机
第5期第96页
OIL FIELD EQLIPMENT
2013,42(59:96~-98
文章编号:1(01-3482(2013)050096-03
油井管静水压试验机故障分析
牛文录,黄秋生,张利国',刘金荣,张永军,胡三恩,刘亚峰,单来民
(1、む肃蓝科不化高新装备股份有限公司,さ:州73070:2.中在化西南油气分公司,成都610081
3.吐哈油公同机械厂,新疆哈密839009;4.中冇油塔里木油田公司,断疆库尔軌81100
摘要:油井管静水压试验机是集杌械、液压、气动及高低压水路、电器、信号检测元件及自动化控制
等多方面为一体的复杂系统。介绍了油井管静水压试验机的组成及试压工艺过程,并就其综合故
障进行了祥细剖淅,进而提出了排除故障的方法。
关键词;油井管;试验杌;故障分析
中图分类号:TE931.2文献标识码:B
油井管静水压试验机是检验油井管产品质量的1.4电器、信号检测元件
重要设备之一。SY/T6194-2003《石油天然气工.
主要包括:MCC柿、PLC、擦作台、压力传感
业油气井套管或油管用钢管》和 Apl Spec5CT器、压力继电器、感应开关、变器等
油管和套管》规范要求油井管入井前应进行静水1.5自动化控制系统
压试验,不得有渗漏现象,保压时间应在5~30s
由下位机与上位机组成:下位机采用可編程序
觑范中还规定了不同钠级和品种的油井管,必须能控制器(PlC);上.位机采用工业控制计算机。该系
承受相应等级的压力。水压试验机正是为检验油井统配置必要的附件,例如通信设备接口、打印机等,
管的耐压能力以及接输与管体连接螺纹的密封性实现油井管静水压试验机全自动智能化运行
设计制造的,也是影响管加工线生产率的关鍵设备。在现场进行控制;上位机进行参数设置、数据显示
如果静水压试验机发生故障,就会影响正常生产。数埽管理祁打印。整个系统以可編序控制器为核
本文就常见的故障进行了分析、供同行及使用者心,实现自动化控制
参岩。
工艺流程
结构组成
油井管静水压试验机的试压工艺过程为:进料
1.1机械系统
架进料→油井管对齐→油井管测长→油井管旋转沖
由主机和辅机2部分组成。主机由灌注密封移洗→主机起升装置将油井管放到试压中心→夹紧装
动系统、接箍挡卡装置、排气密封移动系统、夹紧装置将油井管夹紧→定尺寸移机构将灌注密封装置
置、接送料裝置及机架模块成;辅杌主要包括:进推进到规定的位置主液压缸将排气密封装置摧进
出料台架、对齐测长、旋转冲洗、送料装置和箜水装到期定的位囂→予密封加压→灌水、排气→加压→
置等
保压→卸压→密封装置退回?夹紧装置松开→出料
1.2液压气动系统
箜水→吹气拓水-*出料架出料亡
主要包括:液压泵站、各种液压件、液压气动
执行元件、管路及附件、冷却系统、液压控制系统。
故障分析及排阶
1.3水路系统
因为机和辅机的动作是叠加在起同时工作
主要包括:增压缸、高压水、储水鑵、灌注水的,即对齐进料、主机述料写水是同时开始工.作
泵、阐阀、气控闿等气动元件、管路及附件。
的,所以如果将1根管子从进入水压祝宅机开始
收搞日期;2012~1226
作者简介:牛文录(1965-),男,甘肃天水人,高级工稈师,主要从事钢管静水试压装备系统及石油装备的设讣开发工作
第42卷第5期
牛文录,等:油井管静水压试验机故障分斫
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试压→从水压机主机出料为止.,称为1个循环周期能复位,致使高压水流入管体.
(也就是每个管子在主机试压的整个工艺过程),那
4)密封卸压阀阚杆·卡死而不能复位(关闭)、
么仔个循环周期将包含20多个连续或叠加的动作。闼密封面点蚀或密封圃间有杂物,不能密封而使高
在这个过程中,设备的各受力部件所承受的载荷将压水(大流量)泄滿
从零逐渐增加,直到达到设定压力,保持6~30s之
5)梭阍泄漏(大流量),高水流入管体
后卸压为零,因而所受应力也由零迅速增加到某
6)控制増压油缸的电磁阏(或电液阀)阀芯卡
最大值又迅速减小为零。由此可见:在每个循环周死、线烧毁或中继电器坏。
期,设备所承受的载荷为变载荷,设备在连续运转的
7)控制增压油缸灌注水阀的电総阀阀芯卡
过程中,将承受周期性变化的载荷,在交变载荷作用死,线阕烧毁或中阆继电器坏而使增压油缸水腔未
下,虽然应力低于屈服极限,但长期反复之后,构件注满低压水等
也会突然损坏)。同时,油井管静水压试验机在试3.1.2予密封压力保持不住
压过程中,油并管与各接触部件相互撞訪,产生:了很
梭阌泄灀(小流量),高压水流入管体
大的机械振动与噪声,更为严重的是液压系统动作
2)密封保压单向密封爾点蚀或密封面间有
较多,换向频繄。换向时,阚1突然关闭、动作突然杂物不能密封使高压水泚漏
停止,由于流动液体流量与速度的変化形成了压力
3)密封卸压阀阀村卡死而不能复位(关闭)
脉动以及运动部件惯性的作用,使系统内瞬时形成阀密封面点蚀或密封面间有杂物不能密封而使高压
很高的峰值压力,引起系统压力波动、冲击振动、噪水瀜漏。
声都很大。近年来,系统控制采用插装阅,液压元件
4)水压封圈损坏外閤翻边或密封装置內部
长期处在大的交变载荷作用之下,各元件的疲劳损密封件损坏(这种情况下密封压力加到设定值后,立.
坏无法避免,此而引起元件寿命短、管接头松动、刻降为零压
油管经常破损、振动劂烈、噪卢大以及泵等破损而引3.2管体压力问题
起的系统油污染、水污染等-一系列问题
3.2.」管体压カ加不上
如上所述,由于水压机本身的工作特点以及工
1)水罐(或水箱)中无水。水罐(或水箱)中液
艺过程非常复杂,因而导致其在使用过程中暴露出位控捌器失灵,致使水罐(或水箱)内水用完后没有
系列的问题。在这些故障中,绝大多数都是外及时补充,灌注时管体内没有充满低压水。应捡査
检测元器件及机楲、液压执行元件(如各种阀件)、各或更换液位控制器,在水罐(或水箱)中充满低压水
联接件(如油管、电等)的故障。有的故障很明显,
2)灌注时间太短。各品种管体的容积大小不
一看便知,只是解决起来费时。有的故障可通过监等·因此在试验不同品种油井管时,应按管径大小调
控PLC程序,判断由于哪个信号不到位引起的故整灌注时问,使管内低压水灌注充分。
暲,当然要判断此类歆障需要有PlC程序方面的知
3)排气隅有大流量泄漏。原因有2个:①排
识,现场排除设备故障也容易。但是对于液压和水
阀在试乐过程中,起2个作用,一个是在灌注期间
路系统发生综合性故障时,例如件内泄等,故障的将管体内的空气砌底排出管体之外,另外一个是在
诊断和排除带有非常大的技术难度,要根据障的保氐结束后,打开将管体内的超高压水排出管体
表象与试压的工艺过程综合考虑,才能确定故障的卸压。因在加压、保压期间,阀杆端面一直受高压水
真正原因,需要为此耗费大量的人力、财力和生产的压力,即阀杆轴向一直受水压力的作用,在开瞬
时间。
时,另一端面受液压力的作用,致使阍杄两端受力而
3.1予密封压力问题
成压杅,在连续不断的试压过程中,阀受压发生了
3.1.1予密封医力加不上
微弯曲变形,使阀座和阀芯配合面之间有缝隙而不
1)控制予密封加压的电