王坚—IBOP执行机构的功能原理及故障处理

VARCOIBOP执行机构的功能原理及故障处理王坚宋西岩李诚前言：IBOP执行机构主要是执行IBOP的开关作用，本文主要就IBOP的功能原理及故障处理做一分析。关键词：IBOP功能原理故障处理顶驱内防喷器（IBOP）控制装置适用于顶驱钻井作业，包括销轴、扳手、挡盖、转销、内防喷器、套体、油缸。销轴固定在本体上，扳手上面的六方套入转销的六方上，套体与油缸连接，挡盖固定在套体上并压住销轴和转轴，在该装置的中部设有内防喷器，使顶部驱动钻井系统上的防喷器控制装置拆装快速，便捷，省时省力，更能发挥顶驱在钻井作业中的优势，经济效益显著。IBOP的控制原理介绍：1、开位工作状态：图1－1IBOP开位工作状态1．1IBOP开位的工作原理：当SV4阀失电时，系统压力经PC4阀减压到500PSI,液压油经过P\A端口流入IBOP液缸的左右两端，由于两端的面积差，产生压力使液缸向右伸出，操纵IBOP驱动轭打开IBOP，由于储能器的原因，C4点的压力卸载有延迟。1．2各个测试点正常的压力值：IBOP在低压下处于开位，此时A4=500PSI，B4与C4小于等于100PSI。2、关位工作状态：图1－2IBOP关位工作状态2．1IBOP关位的工作原理：当SV4阀得电时，系统压力经PC4阀、P\B端口分为两路，一路流入IBOP液缸的右端，使液缸收缩，操纵IBOP驱动轭关闭IBOP，一路通过节流单向阀CV1，给IBOP的储能器充压和控制单向阀CV4关闭，使PC4减压阀无法卸油，2000PSI的系统压力就是IBOP的工作压力。液缸左端的液压油经过A\T口流入油箱。2．2各个测试点正常的压力值：当关闭IBOP时，液缸压力升高，A4小于100PSI，B4和C4达到2000PSI，当电磁阀失电时，IBOP打开，A4在延时后升高到500PSI，B4小于100PSI，C4经过延时后从2000PSI下降到100PSI。延时是由延时储能器控制的。3、IBOP问题及解决方法：根据此流程图：1、常见的机械、压力原因依照下表的现象进行检查。故障原因措施安全阀泄漏内部元件磨损检查垫圈或磨损零件，修理或更换1、检查PLC2、检查接线3、检查油压开关当开关关闭时是否关闭灯发光1、检查机械原因2、检查电磁阀3、检查压力IBOP是否仍能工作IBOP问题继续作业IBOP外套关闭执行机构不正常工作检查机械部分，检查减压阀转动时出现异常连杆芯套或执行机构芯套磨损修理或更换滚子和支架振动或晃动凸轮滚子磨损更换液缸不动作减压阀阻塞测试压力，调节或更换减压阀储能器未充压测试压力，并按要求充压系统无压力检查液压系统3、电器设施（压力开关、PLC等接线原因）则需根据电路图进行检查。3.1首先观察PLC的指示灯，排除PROFIBUS通讯故障。3.2检查IBOP的压力开关是否正常，当打到关位时，关闭灯发光，打到开位时，关闭灯熄灭。如果不是就可能是压力开关不正常或电路故障。3.2如果是电路问题，检查PLC的INPUTA8模块，测量模块上的6#和20#端口的电压，开关IBOP，测量6#和20#端口电压（或观察6#端口对应的指示灯的关灭）可判断是否是复合电缆连接线路的问题。3.3如果正常，再检查司控箱的数字输入/输出模块A2，测量41#和13#端口电压，在开位应为24V，关位为0。否则可能是模块问题。在工作中曾经遇到这样的现象：IBOP可以打开，但是不能关闭。旋塞打开时间测A4点压力为500PSI，关闭时间测B4压力为50PSI，压力开关指示灯不亮。原因分析为：1、电磁阀损坏导致关时间没有压力。2、IBOP液缸逻辑阀坏，导致油直接回到油箱，导致IBOP无法动作。3、可控单向阀CV4损坏，导致液缸在关闭状态下无压力，IBOP无法动作。4、关位管线或旋转油道出现问题，导致压力油无法到达液缸，IBOP无法关闭。根据分析采取以下步骤，逐步排查，最后问题得以解决。1、测量系统压力P,在100－2100PSI之间波动，正常。2、检查电磁阀(活动电磁阀的换向开关)，故障依然存在。3、把IBOP液缸的逻辑阀堵掉，使旋转油道的油流直接作用到液缸的活塞2端，故障依然存在，说明不是逻辑阀问题。4、更换新的CV4阀，结果还是一样，IBOP依然不能关闭。5、开始检查旋转油道，把从IBOP电磁阀出来的B4管线拆下，堵上丝堵，测B4点压力，结果是2100PSI，说明问题出现在旋转油道。对照图纸查找备用的油道，把B4改到J，将B4堵死，重新上好管线及接头，试运转正常。参考文献：VARCO顶驱服务手册作者简介：王坚新疆石油管理局钻井公司从事VARCO、北石顶驱现场服务宋西岩新疆石油管理局钻井公司从事VARCO、TESCO顶驱现场服务李诚新疆石油管理局钻井公司从事VARCO、北石顶驱现场服务