山西LX-4井旋转井壁取芯（ERSC）作业设备质量故障案例分析

王明军

摘要：ERSC（旋转井壁取芯）设备在山西LX-4井作业时出现故障。现对出现故障的两支ERSC61MA仪器进行分析，找出引起故障的原因及相应解决办法，以便降低此类故障发生风险。

关键词：质量故障;案例分析;解决方案

一、现场情况

现场工程师提供作业情况如下：

第一趟下井作业情况：（下井设备：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 291849）

下井取芯3颗后，操作面板上，芯长显示值不再变化。起出仪器后，发现仪器机械节开孔部位塞满碎屑块，仔细观察，发现芯长十字杆已断裂。

第二趟下井作业情况：（下井设备：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 281395）

下井后，温度达到30度时开启电机，运转正常。温度达到70度开启马达，瞬时电流变大，关闭总电源，起出仪器后，发现仪器机械节马达软管爆裂，液压油泄露严重。

第三趟下井作业情况：（下井设备：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 291849）

将ERSC61MA 281395仪器芯长十字杆拆卸下来更换到ERSC61MA 291849仪器上，并对ERSCMA（291849）仪器马达密封件进行保养，更换动密封环及O圈后补油，地面检查马达微渗，但是可以达到下井要求即下井;成功取芯21颗。

第四趟下井作业情况：（下井设备：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 291849）

由于甲方要求，必须连续作业，因此起出仪器后，对ERSCMA（291849）地面检查一切正常后，将仪器进行补油、下井（应待仪器温度降低时，先进行补油作业，而后在对设备进行上电检查）。成功取芯4颗后，钻进过程中电流突然变大，关闭马达，在马达钻退状态下，电流仍未减小，因此关闭总电源，依靠仪器内部蓄能器能量将马达钻退，而后起出仪器，发现平衡节皮囊萎缩。

第五趟下井作业情况：（下井设备：ERSC61EA 281399+ERSC61MA 202017）

作业情况：成功取芯18颗。（注：由于设备出现故障，重新调配一支ERSC61MA设备进行作业）

针对现场工程师提供的作业情况，初步判定为ERSC61MA 291849和ERSC61MA 281395这两支仪器出现故障，于是该设备返回塘沽基地后，对这两支仪器进行故障排查、维修。

二、质量问题：

1、马达软管质量问题

1）故障类型：加工工艺和材质问题

2）问题或故障的描述、提出

近期在仪修车间和现场作业时，多次发现ERSC61MA设备马达软管爆裂或者泄露现象，导致仪器出现漏油甚至灌浆故障的发生。结合多次出现马达软管出现的漏油现象，我们发现主要原因为马达软管制造工艺疏漏造成的。

3）问题或故障的分析

案例a：马达软管压制不严导致仪器灌浆

山西作业设备ERSC61MA 281395仪器返回塘沽基地后，发现仪器存在严重漏油现象。观察仪器内部液压油，发现油质较为浑浊，判断该仪器出现灌浆现象。通过与作业工程师沟通及排查工作找到漏油点为马达软管处。

我们对出现漏油现象的马达软管进行加压试验。将马达软管与手压泵相连，打压后观察其是否存在漏油现象。通过实验我们确定了具体漏油点为马达软管的软管接头处。

案例b：马达软管接头未压制，导致软管爆裂

在塘沽基地维保ERSC设备时，曾出现过马达软管漏油现象。当时在加温测试过程中，马达软管出现爆裂现象，爆裂位置也是软管接头处。

4）问题或故障的解决方法或方案

我们对马达软管的制作过程进行了了解与分析，马达软管接头处的制作工艺可简单解释为：通过特制的钢制套箍，将制作好的钢丝软管和钢制接头进行连接。并通过压制工艺，适度挤压钢制套箍，从而达到接头处承压和密封的效果。而钢制套箍是否进行压制;压制过程是否满足工艺要求便成为制约马达软管接头处是否符合承压密封效果的关键。

检查马达软管质量时，首先应观察马达软管接头处，钢制套箍是否有压制痕迹。如出现无压制痕迹现象，应立即停止使用。

现阶段马达软管承压监测方法为：将马达软管连接于手压泵，施加一定压力（一般为10-15兆帕），观察马达软管是否漏油。而实际作业中，马达软管往往是在自身扭曲的情况下，多次承受瞬间压力的冲击。根据现场使用情况汇总与反馈，在马达软管的检查中，需要针对马达软管的扭曲及瞬间压力冲击情况进行相应的检测。

2、液压节前端插头质量问题---烧损

1）故障类型：设计类

2）问题或故障的描述、提出

作业中，出现ERSC61MA设备电流剧增（电机工作电流超过4A）现象，针对此现象对设备进行了排查与分析，发现除设备灌浆之外，液压节前端母插头与双工插头之间存在缝隙也是导致问题的一個重要原因。

3）问题或故障的分析

案例a：ERSC61MA 291849前端母插头与双工插头被烧毁

对该仪器进行直观排查，未发现明显漏油点及机械节损坏情况。观察仪器内部液压油，液压油较清，判定为设备并未出现灌浆现象。

FIT检查时，发现仪器电机与外壳存在100欧姆左右电阻（应为绝缘），初步判断为电机线与外壳短接。

FIT检查后，将仪器放油，准备拆出内部液压系统，进行详细排查。在拆卸过程中，发现仪器前端的双公插头与内部接头连接处出现烧焦现象。

拔下插头后，更换双公插头与仪器内部的母插头，再次做Fit检查，一切正常。而在对液压节内部的各零件进行排查和清洗过程中，并未发现异常，故判断为：插头烧焦后影响电机供电线绝缘情况，从而影响设备正常运转。

首先，怀疑由于插针松动造成电打火现象。而在排查中并未发现接触不良现象，且57系列仪器均使用此种插头，并未出现过类似现象，故排除此种设想。

其次，怀疑由于油污导致短路所知。但排查中，液压油较清，并无沉淀物，故排除此种设想。

我们发现，双公插头与对应母插头之间存在一定缝隙（如下图），由于ERSC61MA设备作业时电流较大，经常可达到3-4A，如产生电弧现象，极易烧毁插头。

4）问题或故障的解决方法或方案

我们建议在插头之间安装适当厚度的绝缘层，防止电弧现象的发生。可对此进行相关测试与实验，降低插头出现烧焦现象的风险。

3、平衡节皮囊质量--萎缩

1）故障类型：操作不当

2）问题或故障的描述、提出

在仪修车间维保ERSC61MA设备时，出现平衡节皮囊萎缩严重现象，经过排查与分析，皮囊萎缩严重现象多发生于井温较高或者同一支仪器需要连续作业的情况下。连续作业时，作业间隙补油时机的选择不当容易造成皮囊萎缩严重现象的发生。

3）问题或故障的分析

案例a：补油时机不当，导致皮囊变形严重

在对山西返回设备ERSC61MA 291849设备进行检查中发现：平衡节皮囊萎缩情况较为严重，判定为由于连续作业，造成仪器缺油导致的。

4）问题或故障的解决方法或方案

在进行多次作业后，皮囊萎缩现象为正常损耗，维保时应时常关注活塞位置。如皮囊萎缩严重应立即更换。此外，如遇到一支仪器需要连续作业的情况，作业间隙的补油环节便尤为重要。建议在油温较低时进行补油操作，切忌温度较高时进行补油作业，因为此时液压油膨胀较少，可进行充足补油。避免由于液压油过度缺失造成的皮囊萎缩现象的发生。

参考文献：

【1】《质量总监成长记》机械工业出版社 出版日期2016年;

【2】《石油、石化和天然气工业质量纲要规范》API组织 出版日期2015年;

【3】《质量管理体系 要求》中国标准出版社 出版日期2017年;

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