蒋建华

（中国石油集团长城钻探顶驱技术分公司，北京 100101）

0 前言

近几年来，VARCO顶驱在作业过程中多次发生旋转头卡住不能旋转、浮动油缸漏油等故障。VARCO顶驱旋转头内活塞环限位结构升级后，解决了活塞环下侧卡簧单薄的问题，但却出现了卡簧槽下侧台肩容易断裂的新问题。为了解决旋转头浮动油缸类似故障，详细分析多起故障原因，提出针对性解决措施。

1 现场故障概况

长城钻探顶驱技术分公司有超过40台VARCO顶驱在国外钻井现场作业，其中在阿曼、伊拉克、阿尔及利亚和委内瑞拉项目的多个作业现场出现过旋转头浮动油缸故障。据统计，旋转头浮动油缸卡簧和卡簧下侧台肩故障占比达到浮动油缸故障总数的60%。拆解旋转头发现：旋转头内筒未升级的，卡簧变形或剪断，取出后发现活塞环错位，卡簧失效后卡死，活塞环下滑漏油（图1）；旋转头内筒升级后的，旋转头内筒外拔困难，拔出后发现卡簧下侧承载台肩部分断裂，活塞环下滑错位漏油（图 2）。

2 旋转头浮动油缸结构分析

图1 卡簧变形断裂

图2 卡簧下侧台肩断裂

顶驱旋转头浮动油缸是由内筒、旋转头外壳、活塞环、卡簧、大齿轮盘及密封件组成的密闭空间（图3）：在液压油压力作用下，旋转头外壳上移，与承载环脱离接触，实现顶驱旋转头浮动，保证顶驱主轴和旋转头独立旋转，以实现其各自的功能。在这一过程中，浮动产生的载荷由卡簧承担。

图3 旋转头浮动环形油缸组成

浮动油缸的密闭空间主要由外壳、内筒、活塞环和密封（包括齿轮盘内油封、齿轮盘和外壳之间密封、活塞环和外壳之间密封、活塞环和内筒之间密封）组成。……