Varco TDS-11SA顶驱旋转头漏油故障分析及处理

摘 要：首先对VARCO TDS-11SA顶驱的旋转头的结构与功能进行了简要叙述;针对旋转头的几种漏油现象，对比其结构图进行了深入的分析，明確了各道密封及O型圈各自的功能与作用。并明确了相应的故障的拆解顺序与维修更换方法。

关键词：旋转头;密封;结构;漏油;拆解;更换

我公司目前已经拥有各类Varco顶驱200多台套，其旋转头密封的使用寿命一般为3年左右，但是也有的个别顶驱2年左右就会出现旋转头密封损坏漏油现象，密封损坏的部位不同导致漏油的部位也不同，这就给一些经验不足的现场服务人员增加了判断问题的难度。现将我们在对顶驱的日常操作维护过程中遇到的顶驱旋转头部分漏油现象进行逐一分析及采取的对应处理措施，与同行共勉，以起到抛砖引玉的作用。

1 旋转头的结构与功能。

如图所示旋转头由吊环适配器、齿轮盘、旋转油道进油口内套组成（由下向上排列），旋转头高33.64英寸，宽38.46英寸，能承受500吨的重力，是顶驱的核心部件之一。9个旋转油道分布在吊环适配器和内套之间，中间由10道旋转密封分隔。位于管子处理装置顶部的动力旋转吊环配接器是一个滑环，进行起钻或吊环倾斜装置定位，管子处理装置随钻柱一起旋转时，可使液压管汇保持连通。旋转吊环适配器也为吊环倾斜装置，背钳液缸，以及遥控式内防喷阀启动器提供了连接。

当旋转时，旋转吊环适配器内的槽与承载阀杆内的径向孔对正，液压油可在旋转吊环配接器和承载阀杆之间流动，承载阀杆上端的径向通道与流入液压装置的各个软管交汇。承载阀杆下端的径向通道与旋转吊环适配器内的密封槽交汇，与流向管子处理装置上的所有启动器软管依次连接。

旋转吊环配接器由液压驱动电机提供动力，可使它双向旋转，旋转吊环配接器液压电机由电磁阀操纵。

2 常见故障现象及处理

2.1 浮动油道密封损坏故障。密封如下图右侧放大部分：

其中19、7、6、10、5、9、20部件号分别是3道密封、2道O型圈及活塞环和卡簧。

原中东某井队顶驱遇到一次旋转头主轴处漏液压油故障，漏油点位于旋转头上端，经过对比图纸结构分析，初步推断是活塞环和旋转头内套之间的一道O型圈磨损老化引起。我们按照顺序对背钳总成，内防喷器执行器总成，旋转头马达，旋转头和电磁阀连接的硬管线，齿轮盘等进行依次拆解。发现是液压油越过损坏的O型圈从内套呼吸口流出，通过内套和主轴之间缝隙漏出。注意我们只是拆解了吊环适配器，用吊车平吊出适配器后更换了旋转头的所有密封。完工后经过上电实验发现浮动油道不再漏油，井队正常开外。

2.2 中东某井队顶驱旋转油道串液压油现象，经拆解后发现3道旋转密封磨损严重，经更换后正常。更换的密封清单及拆解安装次序与第1条相同。

2.3 中东某井队顶驱转速超过100转就会出现主轴渗漏齿轮油现象，经分析应该是旋转油道内套和齿轮箱连接处的密封老化循环所致。如下图所示的12号密封件：

拆解顺序与第1条大致相同，只是这时最后需要把旋转头内套也一并拆解，对相应的密封进行更换。

2.4 中东某井队顶驱从齿轮盘上边渗出大量液压油现象，我们判断是旋转头里露出的，此时浮动液缸已经失去浮动功能。把相机伸进缝隙中拍照发现液压油从齿轮盘的定位孔中往外喷出。经查看图纸分析这个应该是浮动油缸外侧和齿轮盘之间的一道O型圈损坏引起。这台顶驱大修时间已超过2年，这次维修我们吸取了以往维修的经验教训，拆解顺序为顶驱外罩，旋转头马达，背钳总成，内防喷器执行器，旋转头内套和齿轮箱结合处，旋转头总成整体取出。将旋转头整体拆解，然后更换密封，进行逆向安装。安装通电试验后正常。

3 故障的分析。

经过对几类旋转头漏油故障的原因分析，除了正常的密封老化外，最主要的原因就是操作不当，比如在旋转头承载状态下转动旋转头，这样旋转头内密封轴承就很容易出现磨损从而损坏密封，引起旋转头漏液压油。其次因为在顶驱的下放或者提升过程中，出现猛烈的加减速等速度剧变现象，使顶驱浮动液缸承受瞬间巨大的冲击力，这样就会引起浮动液缸密封出现问题。我们针对这2种误操作专门进行了现场培训，使现场操作人员特别是司钻吸取了教训，大大减少了此类故障的发生机率。

最后还要进行特别说明的是，当顶驱的个别的液压动作失效了，也就是旋转油道中有一个或者是两个油道串油所致，这样可以启用备用油道，将管线与备用油道进行换接即可，不需要进行整体拆解就可以解决问题。另外有时发现旋转头表面上渗出油渍，一些经验欠缺的现场工程师也不仔细观察就盲目的以为是旋转头漏油了，其实很多时候是管线破损液压油从管线中喷出落到旋转头上再流下来。所以要仔细观察，再认真确定漏油处。同时也要要求顶驱的表面卫生一定要清理干净，管线上没有油泥了，这样万一有漏油的地方就会很容易找出，然后再根据图纸分析是那一道密封损坏，安排好拆解顺序，进行密封更换。

参考文献：

[1]NATIONAL OIL VARCO， TDS-11SA TOP DRIVE SYSTEM SERVICE MANUAL  No. 121341 Rotating Link Adapter

作者简介：

耿红军（1969-），男，汉族，河南省新乡市人，高级工程师，研究方向：石油装备管理。