顶驱机电故障处理指南

顶驱机电故障处理指南

目录

<一>顶驱电控房标签 (1)

<二>顶驱电控系统故障报警经验总结 (2)

<三>顶驱故障报警指南 (10)

<一>顶驱电控房标签

PLC/MCC柜：

辅助电源进线开关液压站电源司钻台控制电源本体站控制电源

Q1 Q11 Q56 Q57

主电机风机1，2 主电机加热器隔离变压器进线开关UPS电源开关Q12,13 Q14 Q15 Q16

电机加热器控制电源开关驱动柜风机电源照明及加热起电源加热器电源Q17 Q21 Q22 Q23

照明电源开关空调电源电机加热器电源检修插座电源1#整流柜控制电源Q24 Q25 Q26 Q27 Q40

1#逆变柜控制电源2#整流柜控制电源2#逆变柜控制电源 PC电源开关

Q41 Q42 Q43 Q44

直流电源进线开关急停电源开关 I/O控制电源二层台操作盒电源开关

Q46-49 Q50 Q58 Q59

温度控制器监控计算机直流控制电源浪涌抑制器卸扣次数计数器

TD1 PC627 PS1 AR1 CT1

主电机风机1，2接触器顶驱加热器接触器驱动柜风机接触器

K12,K13 K14 K15

整流柜：

1#主空开主开关1#操作电源辅助变压器进线开关整流器风机开关

Q1 Q202 Q100 Q12

整流器控制电源整流器直流电源柜内检修插座开关加热器开关照明灯开关 Q13 Q23 Q14 Q15 Q16 指示灯电源开关防潮加热器整流器直流电源温度控制器制动电阻Q203 HT T1 TD1 BR1

逆变柜：

逆变器风机电源逆变器控制电源逆变器直流电源加热器开关

Q12 Q13 Q23 Q15

绝缘监测仪隔离开关绝缘监测仪控制开关照明电源

Q17 Q14 Q16

<二>顶驱电控系统故障报警经验总结目录：

1.电气控制系统

1.1电控房有漏电现象

1.2电控房UPS故障

1.3司钻台通讯故障

1.4本体站通讯故障

1.5电机温度报警

1.6编码器故障

1.7主空开无法合闸故障

1.8全部液压动作反向故障

1.9温度/压力显示不正常

1.10双电机运行无法提速

1.11钻井模式无法工作

1.12其他空开无法合闸

1.13CPU上电后无法在运行状态

1.14指示灯故障

1.15工控机故障

1.16DP故障

1.17继电器故障

1.18熔断器故障

1.19接近开关

1.20Repeater故障

1.21驱动DP通讯故障或报警

1.22逆变装置SIMOLINK 通讯故障1.23流量开关

1.24故障无法复位

1.25 SITOP电源故障

2.驱动装置故障

2.1整流单元报F009故障

2.2整流单报F103故障

2.3逆变单元报F008故障

2.4整流器保险烧毁故障

2.5逆变器保险烧毁故障

2.6逆变器超温故障

2.7整流单元超温故障

2.8制动单元故障

2.9逆变器报F148故障

1.1电气控制系统故障

1.1电控房有漏电现象

故障现象：测量电控房有感应电，大约30～60V。

故障分析：一般地线上所带电只能是为感应电，原因是因为接地线不理想。通常情况下，系统的接地电阻最好要小于1欧姆，至少也应该小于4欧姆。接地电缆的线径应该是主电缆线径的1/2～1/3，例如电控房进线电缆为两180mm2电缆，所以地线的线径应在120～150mm2左右，并且要保证电缆与电控房及接地桩的可靠连接。

建议措施：更换地线，同时妥善处理接地桩，确保接地电阻符合要求。

1.2电控房UPS故障

故障现象：电控房PLC柜内的UPS不能正常工作，包括死机、烧坏、不能正常开机或关机等。

故障分析：（1）该UPS的作用是当井场失电时，为PLC提供短时间的后备电源，同时防止井电不稳定对工控计算机的影响。（2）如果井场电源质量不好，例如电压不稳、电源波形不好（有毛刺）、电源中带有谐波分量等，会导致后备式UPS的频繁切换，或者在线式UPS 的工作负担加重，从而导致UPS故障。

建议措施：（1）一般现场难以对UPS进行修理。（2）首先检查UPS的保险丝，如果仅仅是保险丝烧可以更换保险丝后继续使用。如果难以判断故障，建议旁路UPS，对系统直接供电（将UPS的输入与输出直接连接），请及时更换否则会造成其他元器件的损坏。（3）单独发电机供电改善电网质量。

1.3司钻台通讯故障

故障现象：（1）司钻台所有指示灯和仪表均无指示。（2）PLC CPU BF灯闪烁。

故障分析：（1）通讯电缆与其他电缆互相干扰。（2）司钻台IM153接口模块故障。（3）24V 电源掉电。（4）通讯插头故障。（5）司转台工作电源接口虚接。

建议措施：（1）先检查确认24V电源是否正常（接口模块是否有指示）。（2）若无电，确认PLC柜内微压信号转换的安全栅是否正常工作。（3）检查确认通讯电缆是否正常。（4）确认子站地址和DP插头终端电阻位置。（4）检测DP插头无损坏（例如A1,B1间电阻是否220欧姆左右）或更换。（5）更换司钻台IM153接口模块。（6）设法使通讯电缆和动力电缆分开走线。（7）检查司钻台I/O模块。（8）检查司转台工作电源接口插针。

1.4本体站通讯故障

故障现象：WINCC显示超温报警，顶驱自动降速运行（60转）。

故障分析：（1）电机过载运行。（2）电机风机相序错误或不运行。（3）风机是否为相应的电机冷。（4）PT100或接线故障。（5）AI模块故障

建议措施：(1)检查WINCC电机温度报警设置值。（2）检查电机电流值是否过载，如果电流不正常，应检查电机绝缘阻值。（3）检查电机冷却风机是否工作正常，进风口和出风口是否有物品堵塞，不能正常通风。（4）检查温度电阻是否正常（正常为100欧0度-140欧100度），必要时更换为备用温度电阻。（5）电机在135度之内可以正常运行，注意观察，避免温度进一步上升。（6）降速或降扭矩运行。（7）可以将AI输入信号线短接，在WINCC中观测输入值是否有变化或对接电机温度传感信号。

1.5电机温度报警

故障现象：装置停止运行，逆变器频繁报F053故障；装置有转矩输出，但无转速输出。故障分析：（1）编码器故障或编码器电缆故障。（2）编码器接口转换板（DTI）故障。（3）电机主电缆接线错误。（4）刹车没有完全松开。

建议措施：（1）先切换为备用编码器（1号逆变柜门上），如果工作正常，确定为编码器或

编码器电缆故障。如果还不正常，此时可以使用A/B电机分别运行，进一步确定是否为DTI 板故障。（2）或对调DTI，相应电机对相应编码器测试。（3）在运行状态下，在PMU上设定P040.001=91，读R041.001的读数，该值应等于电机实际转速。（4）检查电机主动力电缆是否插接正确，应为相同颜色插接在一起。（5）检查刹车片。

1.6编码器故障

故障现象：打总起后，主空开无反应，不能合闸；主空开合闸后又断开。

故障分析：（1）系统操作开关初始位置不正确。（2）系统通讯不正常（3）急停故障。（4）整流单元故障。（5）整流柜内时间继电器（KT1）故障。（6）主空开reset钮弹出，没有复位。（7）主空开自身故障。

建议措施：（1）按操作手册将所有操作元件恢复初始位置，系统总起。（2）检查系统通讯是否正常。（3）检测空开控制回路。（4）急停是否正常。（5）端子排－X7/1和－X7/2是否接通。（6）短接端子排端子－X7/3和－X7/4是否能手动启动空开。（7）检查整流单元是否报故障。（8）检查整流柜内时间继电器（KT1）是否正常（9）将主空开reset按钮按下，复位。（10）尝试对换两台主空开，进一步判断是否是主空开故障。（11）重新在WINCC上校正手轮。

1.7主空开无法合闸故障

故障现象：打总起后，主空开无反应，不能合闸；主空开合闸后又断开

故障分析：（1）系统操作开关初始位置不正确。（2）系统通讯不正常。（3）急停故障。（4）整流单元故障。（5）整流柜内时间继电器（KT1）故障。（6）主空开reset钮弹出，没有复位。（7）主空开自身故障。

建议措施：（1）按操作手册将所有操作元件恢复初始位置，系统总起。（2）检查系统通讯是否正常。（3）检测空开控制回路。（4）急停是否正常。（5）端子排－X7/1和－X7/2是否接通。（6）短接端子排端子－X7/3和－X7/4是否能手动启动空开。（7）检查整流单元是否报故障。（8）检查整流柜内时间继电器（KT1）是否正常。（9）将主空开reset按钮按下，复位（10）尝试对换两台主空开，进一步判断是否是主空开故障。（11）重新在WINCC上校正手轮。

1.8全部液压动作反向故障

故障现象：所有液压动作与操作元件反向；液压无动作。

故障分析：（1）液压管线插错。（2）电磁阀故障。（3）司钻台辅助操作旋钮使能。

建议措施：（1）更换液压管线插头。（2）检查液压回路。（3）检查电磁阀是否得电动作。（4）检查司钻台辅助操作旋钮。

1.9温度/压力显示不正常

故障现象：WINCC上温度/压力显示为248或者-346。

故障分析：（1）模拟量输入模块损坏。（20从模拟量输入模块到传感器的接线有短路或者开路现象.(3)传感器损坏。（4）传送信号有干扰。

建议措施：（1）将靠近模拟量输入模块处的传感器接线，短接或开路，此时WINCC上显示应显示248或者-346。证明模块正常，如显示无变化，更换模块。（2）将传感器处，靠近模块端接线短接或开路，观察WINCC上显示变化，如果显示248或者-346，证明线路正常，如显示无变化，检查线路。（3）串接万用表测量传感器回路电流值（4mA-20mA）。（4）如果模块和线路都正常，更换传感器。（5）将AI模块的端子11和端子20短接

1.10双电机运行无法提速

故障现象：增加手轮给定，速度不上升，转距达到钻井扭矩设定值

故障分析：（1）接收编码器信号问题。（2）其中一个电机反向。（3）刹车片没有完全松开。建议措施：（1）检查编码器和DTI模板接线。（2）单电机运行，看是否有电机反向。（3）

检查刹车片是否松开。

1.11钻井模式无法工作

故障现象：旋扣正常，但钻井模式无法正常工作。

故障分析：（1）扭矩设定值没有给定。（2）手轮校正不正确，例如在100％校正时手轮在零位。

建议措施：（1）设定扭矩值.(2)重新进行手轮校正。

1.12其他空开无法合闸

故障现象：空开无法合闸。

故障分析：（1）空开接线处存在短路。（2）空开器件损坏。

建议措施：（1）检测空开接线处是否存在短路。（2）更换空开器件。

1.13 CPU上电后无法在运行状态

故障现象：CPU的启动开关在RUN状态，指示灯指示STOP。

故障分析：（1）没有插存储卡或损坏。（2）CPU初始化不成功。（3）CPU损坏。

建议措施：（1）检查存储卡。（2）重新将CPU从STOP状态打到RUN。（3）更换CPU。

1.14指示灯故障

故障现象：指示灯不亮.

故障分析：（1）指示灯接线不牢。（2）指示灯电源故障。（3）谐波分量导致指示灯损坏。建议措施：（1）测试指示灯：按复位/静音钮超过3秒，所有指示灯应亮（灯测试）。（2）检查灯的接线。（3）检查灯的电源。（4）更换指示灯。

1.15工控机故障

故障现象：显示器无显示

故障分析：（1）谐波影响毁坏（2）工控机故障。（3）显示器故障。

建议措施：（1）改善电源质量。（2）更换工控机。（3）使用其他电脑显示器验证是否是工控机自身故障，若不是更换显示器。

1.16DP故障

故障现象：CPU BF指示灯红灯闪烁或常亮

故障分析：（1）DP子站丢失。（2）通讯电缆受干扰（3）CPU故障。

建议措施：（1）在不能确定是哪个子站引起的故障，可逐级将DP插头的终端电阻打到ON 的位置检查。（2）将通讯电缆与动力电缆分开。（3）更换CPU。

1.17继电器故障

故障现象：液压无动作；继电器无动作。

故障分析：（1）控制回路故障。（2）继电器松动（井队搬家）。

建议措施：（1）检测控制回路电源。（2）重新固定继电器。

1.18熔断器故障

故障现象：与熔断器相联器件无电源。

故障分析：（1）电源回路电流过大使熔芯毁坏。（2）电源回路短路。（3）熔芯没有安装到位（可能由于设备震动使熔芯固定位置移动）。

建议措施：（1）控制回路的熔芯毁坏时指示灯常亮（2）驱动熔芯毁坏时熔芯弹出。（3）更换熔芯。

1.9接近开关故障

故障现象：锁紧销无动作；锁紧销指示灯闪烁或常亮。

故障分析：（1）由于接近开关的接线端有极性特性，所以有可能正负极接线问题。（2）信号传输回路断开。（3）接近开关自身故障或安装不到位。

建议措施：（1）接近开关需要逐个测试，在注意其接线，在PLC程序中观察信号对错。(2)

若可以判断控制回路没有问题，可以更换接近开关再进行检测。

1.20Repeater故障

故障现象：所处网段通讯中断；网段指示灯不正常。

故障分析：（1）所处网段子站丢失。（2）REPEATER终端电阻故障。

建议措施：更换REPEA TER。

1.21驱动DP通讯故障或报警

故障现象：驱动装置通讯中断，驱动装置报F080、F081和F082

故障分析：（1）CBP2电子板损坏。（2）电磁干扰。

建议措施：（1）检查DP插头接线是否正确。（2）检查Profibus接头打上终端电阻后A1,B1间电阻是否220欧姆左右。（3）更换DP插头确认是否是插头损坏。（5）调换CBP2板以确定是否是电子板故障。（5）调整DP通讯线，使其符合EMC原则。

1.22逆变装置SIMOLINK 通讯故障

故障现象：逆变装置SIMOLINK通讯中断，驱动装置报F056或F148，系统停车

故障分析：（1）SLB电子板损坏。（2）SLB环中光纤故障。（3）SLB板供电故障。

建议措施：（1）检测光纤是否交叉连接。（2）检查光纤是否损坏。（3）检测SLB供电是否正常。（4）检查SLB供电电缆的排布是否有干扰。（5）更换SLB板。

1.23流量开关

故障现象：系统报流量开关报警，顶驱最高速度限制在60RPM。

故障分析：（1）流量开关信号回路中断。（2）更换的流量开关安装位置不合适。（3）减速箱油位低。

建议措施：（1）检查信号回路。（2）调节流量开关位置。（3）增加减速箱的润滑油。

1.24故障无法复位

故障现象：系统总起开关打到关时，按复位按钮无法复位故障。

故障分析：（1）司钻台手轮、按钮不是初始位置。（2）故障没有真正消除。

建议措施：（1）要将总起开关打到关的位置。（2）司钻台手轮、按钮在初始位置。（3）按下复位扭后，要在WINCC处确认故障是否真正消除。（4）如有需要对手轮重新校正。

1.25SITOP电源故障

故障现象：SITOP电源烧毁、过热或内部有电解液流出。

故障分析：电源谐波分量过高。

建议措施：无法解决电源谐波分量时，应给顶驱独立供电。

2.2驱动装置故障

2.1整流单元报F009故障

故障现象：主空开合闸后立即跳闸，整流器报F009。

故障分析：（1）主空开控制回路故障。（2）主空开故障。（3）整流单元A23触发板故障。建议措施：（1）检查主空开是否能正常启动（可手动验证）。（2）对换两台装置的A23板，确定是否为A23板故障。

2.2整流单报F103故障

故障现象：主空开合闸后立即跳闸，整流单元报F103。

故障分析：查看r949,查明对应故障，并查阅手册。

建议措施：r949=8时，整流熔芯是否完好，或电机电缆绝缘（用绝缘表1000V打绝缘电阻时，相间电阻单位为G欧姆时为正常）。

2.3逆变单元报F008故障

故障现象：逆变器报F008故障（直流母线电压过低），系统停机。

故障分析：（1）发电机并网供电，电源谐波分量过高或钻机其他部分突加负载。（2）单台发电机供电，发动机动态响应特性不好。（3）通过变压器供电，电网容量不足。（4）整流器发生故障。

建议措施：（1）顶驱系统使用独立发电机供电。（2）当电网内大功率设备突然加载或提速时，发电机输出电压和频率波动较大时应检查发电机组。（3）通过变压器供电时，检查变压器容量是否满足要求。（4）检测整流单元是否正常。

2.4整流器保险烧毁故障

故障现象：整流器保险烧毁。

故障分析：整流器可控硅击穿或对地短路。

建议措施：（1）向专业维修人员咨询，分析具体原因。（2）如果有备件更换后，执行P353=3 、P354=3进行检测。（3）检测进线电源是否正常。

2.5逆变器保险烧毁故障

故障现象：逆变器保险烧毁。

故障分析：（1）逆变器IGBT故障。（2）制动单元故障。

建议措施：（1）若制动单元正常，怀疑为IGBT故障，应向专业维修人员咨询。（2）若制动单元烧毁，可更换制动单元和保险后重试。

2.6逆变器超温故障

故障现象：系统停车，逆变器超温故障F023或A022或F148。

故障分析：（1）逆变器实际温度过高。（2）逆变器温度检测元件故障。（3）室内空调没有启动或故障。（4）逆变器风机机械故障。风机故障。

建议措施：（1）检查逆变柜下方的风机保险丝是否正常。（2）检查逆变柜风机电源开关是否跳闸。（3）查看逆变器风机是否正常运转，查看参数r833(逆变器温度)值是否过高，判断出实际温度过高问题还是温度传感器误报问题，自行解决或求助专业人员。（4）检查室内空调风机故障检查。（5）对风机的电容特性进行检测。

2.7整流单元超温故障

故障现象：系统停车，整流单元超温故障F023或F022。

故障分析：（1）整流单元实际温度过高。（2）整流单元温度检测元件故障。室内空调没有启动或故障整流单元风机机械故障风机故障。

建议措施：检查整流柜下方的风机保险丝是否正常。检查整流柜风机电源开关是否跳闸。查看整流风机是否正常运转，查看参数r011(散热器温度)值是否过高，判断出实际温度过高问题还是温度传感器误报问题，自行解决或求助专业人员。检查室内空调。风机故障检查：对风机的电容特性进行检测。

2.8制动单元故障

故障现象：系统停车，整流单元超温故障F023或F022。

故障分析：（1）整流单元实际温度过高。（2）整流单元温度检测元件故障。（3）室内空调没有启动或故障。（4）整流单元风机机械故障。（5）风机故障。

建议措施：（1）检查整流柜下方的风机保险丝是否正常。（2）检查整流柜风机电源开关是否跳闸。（3）查看整流风机是否正常运转，查看参数r011(散热器温度)值是否过高，判断出实际温度过高问题还是温度传感器误报问题，自行解决或求助专业人员。（4）检查室内空调风机故障。（5）检查：对风机的电容特性进行检测。

2.9逆变器报F148故障

故障现象：系统停车，逆变器报F148。

故障分析：（1）逆变器过载。（2）逆变器超温报警。（3）逆变器超温故障。（4）制动单元超温。（5）SIMOLINK通讯故障。

建议措施：（1）检查逆变器是否过载。（2）检查逆变器是否超温（可参考逆变超温故障处理）。（3）检查制动单元（可参考制动单元故障处理）。（4）检查SIMOLINK通讯（可参考SIMOLINK通讯故障处理）。

<三>顶驱故障报警指南目录：

1.电机故障

1.1启动电机，主轴不转

1.2风机故障

1.2.1风机不转

1.2.2风机接触器吸合，没有风压信号

2.电气系统故障

2.1电控房湿度大

2.2本体通讯故障

2.3系统运转一段时间自动停机

2.4手轮设定值与实际输出值有偏差

2.5司钻操作台钻进扭矩手轮失效

2.6通电后司钻台不工作

2.7工控机数据存储问题

2.8 WINCC画面上无液压站温度压力显示

3.液压源输出压力降低

4.吊环倾斜与回转故障

4.1吊环倾斜动作缓慢或不动作

4.2吊环不能在任意位置停止

4.3回转头转速过快或过慢

1.电机故障

1.1启动系统，主轴不转

原因：系统自动保护；风机未启动或风压不够；电气系统故障；齿轮箱机械故障。

建议措施：检查【刹车】旋钮，【刹车】旋钮在刹车位置；检查风机和风压，风机未启动或风压不够，必要时检修风压开关，或者将其旁路。

1.2风机故障

1.2.1风机不转

原因：风机电源和线路不正常；司钻台处的输入信号没有传送到PLC中；PLC 输出信号不正常。

建议措施：检查风机电源和线路；检查风机接触器K12,K13是否吸合。

1.2.2风机接触器吸合，没有风压信号

原因：风机旋向不正确；线路故障；风压开关故障。

建议措施：检查风压开关，确定风机工作时风压开关闭合；向导管中吹气，测试风压开关通断情况。

2.电气系统故障

2.1电控房湿度大

原因：空调温度设置过低；电控房门开关次数过多。

2.2本体通讯故障

现象：顶驱本体液压均无法操作；OLM工作电源灯（system灯）或指示灯：红灯常亮或闪烁。PLC CPU的BF灯闪烁。

原因：OLM无24V电；本体站接口模块/AI模块故障。

建议措施：拔掉AI模块的输入插头，再试，如果不行，更换模块确认本体站电源是否正常；检查OLM电源，必要时更换模块；若短时无法解决故障，可切

换到电缆模式。

2.3系统运行一段时间自动停机

原因：电源电压波动过大；急停开关被按下。

2.4手轮设定值与实际输入值有偏差

原因：手轮松动；顶驱在突然掉电后手轮修订值可能会改变。

建议措施：检查手轮若松动，用内六角扳手紧好；顶驱停机后，修订手轮值。

2.5司钻操作台钻进扭矩手轮失效

原因：手轮和操作台里面的转轴松脱。

建议措施：上紧转轴，两人操作，一人在电控房，一人调转轴，先调一致再上紧(最好作图)。

2.6通电后司钻台不工作

原因:司钻台失压报警。

建议措施：检查司钻台电源电缆,电源电缆是否已经可靠连接,直流电已送至司

钻台中；检查气源是否已经接入，并且压力正常；检查司钻台24V电源是否正常。

2.7工控机数据存储问题

现象：电脑反映速度较慢,报警记录无显示,趋势画面无数据库连接,许可权口令和密码丢失并不认原口令和密码。

原因：系统文件中的D:/TDWINCC/TOPDRIVE：＿1TT.db文件太大，导致系统崩溃。

建议措施：更改归档方式，将硬盘更改为NTFS格式。

2.8 WINCC画面上无液压站温度压力显示

原因：传感器出现问题；输入模块(AI)出现问题;信号干扰；设定画面已取消此项检测。

建议措施：首先检查电控房与液压站之间的连线，确定连接无误；检查传感器，测量电流；更换AI模块；信号线远离动力电缆，检查信号线屏蔽。

1.液压源输出压力降低

原因：液压泵/管线/阀组故障。

建议措施：1.拆除液压源输出液压管线（保留快速接头使输出口封闭），启动液

压泵运行，如果压力仍然很低，可以确定是液压泵故障（需要确认液压泵吸油管路正常）。2.如果上述检查确定液压泵正常，应当检查液压管线是否松脱漏油。

3.如果上述检查确认液压泵和液压管线正常，应当考虑检查液压阀组，可能由于阀组内部元件故障导致泄露，可以逐项操作液压功能，判断故障部位。

2.吊环倾斜与回转故障

4.1吊环倾斜动作缓慢或不动作

原因:液压管线和接头漏油；电磁阀卡死；倾斜油缸内泄或外漏。

4.2吊环不能在任意位置停止

原因：液压管线和接头漏油；防爆锁阀或损坏。

4.3回转头转速过快或过慢

原因：调速阀设定值变动（正常6～12RPM）；回转阻力过大。

建议措施：检查调速阀手柄是否松动；在空载状态下测试回转速度。