【doc】5700成像测井车液压发电机故障剖析及改进方案.docVIP

5700成像测井车液压发电机故障剖析及改进方案 2005年第l9卷第3期 石油仪器 PETROLEUMINSTRUMENTS?75? ? 技术改造? 5700成像测井车液压发电机故障剖析及改进方案 喻敬极罗颖萍 (1.中国石油集团测井有限公司长庆事业部陕西高陵)(2.长庆石油天然气设备制造有限责任公司陕西高陵) 摘要:在原构造基础上修理液压发电机及传动部位没有效果,经受力和结构分析,认为是原设计连接方式不合理所 至,将发电机转子轴悬臂连接传动方式改为整体式,较好地解决了存在的问题. 关键词:液压发电机;传动;改造 中图法分类号:TH131文献标识码:B文章编号:1004—9134(2005)03—0075—02 O引言 长庆事业部的5700成像测井设备是2000年5月 由美国ATLAS公司引进的,该测井车上所配备的 30KW液压发电机供电系统在运行了3年后,频繁出 现运行故障,直接影响着测井任务的完成.经过原因 剖析和技术改进,取得了较好的效果.本文介绍了故 障剖析过程和改造方案的实现. 1发电机结构特点及与液压马达的联接方式 1.1发电机的结构特点 此发电机为无刷同步发电机,为了缩小电机的安 装尺寸,转子的输入轴端无轴承支撑(即为悬臂结构), 悬浮端靠联接在电机外壳上的液压马达输出轴通过一 “联接套”与电机转子轴联接作为支撑点. 1.2电机转子轴与液压马达联接方式 电机转子轴与液压马达联接方式如图1所示. 在电机转子轴头端面先预制了5条M1O的光头 螺栓,液压马达的平键轴上预先静配合一只”联接套”, 在”联接套”的端头预制了与电机轴上的5条螺栓方位 完全一致的5个1O,深35mm的孔.在装配马达 时,将”联接套”上的5个孔对准电机轴头上5条光杆 螺栓插入后,马达座与电机外壳靠4条螺栓固定. 2故障现象及原因分析 2.1故障现象 2003年4月,发电机在正常测井运行中,突然有 异常响声,发电机内冒烟.经拆卸检查,”联接套”上的 图1电机转子轴与马达联接方式原结构图 5条螺栓有3条从电机轴根部折断(带螺纹的部分断 在电机转子轴内),造成电机此端支撑点下垂,而引起 电机转子与定子间扫镗,且拉伤电机线圈短路冒烟. 在原结构基础上进行修复(“联接套”处换了3根新螺 栓),运行了9口井后,上述故障重复出现.再修复后, 仅运行2口井,电机内又有异响和冒烟现象.拆卸后 检查,螺栓又断了3根,转子,定子问扫镗严重,且发 电机定子线圈也烧坏,已无法使用. 2.2原因分析 2.2.1受力分析 由于电机是悬臂结构,故5条螺栓不仅要承受传 递扭矩的剪切力,还要支撑又长,又重电机转子的悬臂 端重量.当汽车行驶在路况颠簸的油田道路上时,发 电机转子上下,左右反复地震动,颠簸,螺栓必然还要 承受各个方位的弯曲力(即疲劳弯曲)[. 2.2.2结构方式分析 第一作者简介:喻敬极,男,1950年生,高级机械工程师,1985年毕业于电视大学机械专业.现任中国石油集团测井有限公司长庆事业部副总机械 师.邮编:710201 ? 76? 石油仪器 PETR0LEUMINSTRUMENTS2005年o6月 由联接的结构可知,传递力矩的5条螺栓在电机转子 轴端是靠螺栓固定定位的,这种结构本身要求公,母螺 纹的加工精度很高.但实际加工精度与装配工艺各 异,只要有一条或几条螺栓超差,装配后,5条螺栓与 电机轴的同心度及螺栓间的平行度就不能满足要求, 结果会引发以下两种后果: (1)与5条螺栓配装的”联接套”上5个过渡配合 深孔(lO,深35mm),其直径尺寸必须相应加大,否 则,只要有一轴孔对不正就无法装配(事实上,经拆卸 测量,孔径比螺栓直径约大o.5mm～0.8mm左右). 由于配合间隙的增大,导致螺栓受剪切力的状况更加 恶化. (2)由于5条螺栓同心度,平行度差,电机在运行 时,传递电机的扭矩力不是均匀分布在5条螺杆上,而 是集中在其中2根或3根上,故受力大的螺杆首先断 裂,依次类 . ----- |l 热装配一体联接套 图2改进后的结构图 具体方案如下:电机轴头端采用过盈的热装的形 式E2],将重新加工的”联接套”紧紧抱死在电机轴头上, 使二者成为一体.冷却后,再用2只M10X1的销钉 加强锁固.”联接套”的另一端与液压马达平健轴采用 过渡配合装配,以便维修时拆卸安装方便.改变了原 靠5条螺栓悬臂式连接的结构.为了保证联结后二者 的同心度,在”联接套”加工过程中严格控制其两端装 配孔的同心度E3J. 这样装配后,既保证了液压马达与电机转子的同 心度,又保证了扭矩的均匀传递.此外,这次修复发电 机定子线圈时,为了保证修复后电机转子与定子的同 心度,未将矽钢片总成从电机整体上拆卸下来,整机的 接线等保持原装未动. 4结束语 经过这次改造修理,该液压发电机已使用一年多, 运行