VARCO頂驅(qū)培訓(xùn)解析實用教案

1、一、頂驅(qū)概述(i sh) 為了解決(jiju)常規(guī)的轉(zhuǎn)盤方鉆桿鉆井模式存在的問題，美國VARCO公司于1982年研制出世界首臺頂驅(qū)裝置，之后頂驅(qū)裝置以其優(yōu)于常規(guī)鉆井模式的特點，得到了迅速發(fā)展，在海洋、陸地鉆機上開始大規(guī)模的應(yīng)用。 所謂頂驅(qū)裝置，簡單的說，就是將轉(zhuǎn)盤的功能集成到水龍頭上，并附加了部分鉆具處理功能的一種裝置。它徹底革新了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤方鉆桿的鉆井模式，將鉆井動力（交、直流電機或液壓馬達）從鉆臺轉(zhuǎn)盤直接引至水龍頭處，由頂部直接驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進，不使用轉(zhuǎn)盤和方鉆桿。 VARCO公司的TDS-11SA頂驅(qū)裝置較為常見，采用兩臺400HP的交流變頻電機提供動力，經(jīng)兩級齒輪減速后驅(qū)動頂驅(qū)主軸旋轉(zhuǎn)

2、。連續(xù)輸出扭矩37500ft.lb（50842N.m），轉(zhuǎn)速范圍 0228rpm。第1頁/共47頁第一頁，共48頁。頂驅(qū)裝置的優(yōu)點 由于鉆井模式的革新，頂驅(qū)裝置徹底解決了常規(guī)鉆井方式無法處理的矛盾，具有常規(guī)鉆井方式無法比擬的優(yōu)勢。鉆井實踐表明：頂驅(qū)裝置可節(jié)省鉆井時間20%25%，并可預(yù)防(yfng)卡鉆事故的發(fā)生，用于鉆斜井、定向井等高難度復(fù)雜井時經(jīng)濟效益尤為顯著。其優(yōu)點表現(xiàn)在： 1.頂驅(qū)裝置可以使用28m立根鉆進，節(jié)省2/3的接單根時間。 2.起下鉆遇阻時，頂驅(qū)裝置可在井架內(nèi)任意高度迅速與鉆具連接，開泵循環(huán)，進行倒劃眼，可大大減少卡鉆事故。一、頂驅(qū)概述(i sh)第2頁/共47頁第二頁，共4

3、8頁。頂驅(qū)裝置的優(yōu)點 3.頂驅(qū)裝置配有管子處理裝置，提高了上卸扣作業(yè)和鉆具排放作業(yè)的機械化程度，大大降低了鉆工的勞動強度(lodng qind)及危險程度 4.頂驅(qū)裝置配有遙控內(nèi)防噴器（IBOP），可在出現(xiàn)井涌井噴時迅速關(guān)閉內(nèi)防噴器，保證井控安全。 5.由于鉆井時不使用轉(zhuǎn)盤，鉆臺上僅有旋轉(zhuǎn)的鉆桿，所以提高了井口操作的安全性。 6.下套管時可旋轉(zhuǎn)套管并循環(huán)泥漿，減少縮徑井段的摩阻力，便于套管通過。 7.可連續(xù)取芯鉆進28m，減少取芯作業(yè)的起鉆次數(shù)。 一、頂驅(qū)概述(i sh)第3頁/共47頁第三頁，共48頁。一、頂驅(qū)的概述(i sh) TDS-11SA TDS-11SA頂驅(qū)技術(shù)參數(shù)：重量(zhng

4、ling)(zhngling)：2700027000磅（12300kg12300kg，含固定撬重13600Kg13600Kg）功率：800800馬力輸出扭矩( (連續(xù)) )：3750037500英尺磅間隙扭矩( (間隙堵鉆時) ) ：5500055000英尺磅滿功率時最大轉(zhuǎn)速：228228轉(zhuǎn)/ /分提升能力：500500噸第4頁/共47頁第四頁，共48頁。 TDS-11SA TDS-11SA頂驅(qū)技術(shù)參數(shù)：管子處理機：PH-50PH-50（5500055000英尺磅 扭矩）鉆井電機：reliance AC-575 VACreliance AC-575 VAC（2 2* *400400馬力）電機剎

5、車：液壓盤式剎車電機冷卻系統(tǒng)：強制風(fēng)冷，2 2* *5 5馬力電機，36003600轉(zhuǎn)/ /分變速箱：斜齒輪2 2級減速，減速比：10.510.5：1 1變速箱潤滑(rnhu)(rnhu)：強制潤滑(rnhu)(rnhu)，油量68.19L68.19L（1515加侖）液壓系統(tǒng)：1 1個1010馬力電機，油量：113.65L113.65L（2525加侖）一、頂驅(qū)概述(i sh)第5頁/共47頁第五頁，共48頁。一、頂驅(qū)概述(i sh)第6頁/共47頁第六頁，共48頁。05010015020025005,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045

6、,00050,00055,000轉(zhuǎn)速 (rpm)扭矩 (ft.lbs)轉(zhuǎn)速(zhun s)-扭矩曲線圖22837500一、頂驅(qū)概述(i sh)第7頁/共47頁第七頁，共48頁。 400馬力電機(2)冷卻風(fēng)道(2)主軸鵝頸管沖管總成10.5 : 1減速箱液壓盤剎(2)冷卻風(fēng)機(2)提環(huán)二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第8頁/共47頁第八頁，共48頁。大齒輪主軸總成齒輪箱外殼齒輪箱小齒輪復(fù)合(fh)齒輪二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第9頁/共47頁第九頁，共48頁。百葉窗電機(dinj)冷卻系統(tǒng)5馬力交流電機Motors風(fēng)機交流鉆井電機400馬力進氣口（在主電機(dinj)和盤剎之間）氣流(ql

7、i)冷卻風(fēng)道排出氣流二、頂驅(qū)主要組成部分第10頁/共47頁第十頁，共48頁。主電機(dinj)盤式制動器卡鉗安裝螺栓（2）鋼板最小0.09”調(diào)節(jié)卡鉗安裝托架制動片相等間隙，如果發(fā)現(xiàn)制動片出現(xiàn)不對稱磨損(m sn),應(yīng)調(diào)整卡鉗上的螺栓；當(dāng)制動片厚度已磨損(m sn)到制造商所提供的下限時,應(yīng)立即更換；二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分每月檢查1次卡鉗和制動片第11頁/共47頁第十一頁，共48頁。調(diào)節(jié)(tioji)編碼器編碼器皮帶皮帶張緊彈簧皮帶張緊彈簧滑架定位螺栓（4處）滑架定位螺栓（4處）滑架滑架電信號接頭編碼器二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第12頁/共47頁第十二頁，共48頁。液壓系統(tǒng)液壓系

8、統(tǒng)完全安裝于頂驅(qū)之上, ,無需地面(dmin)(dmin)設(shè)備。電機馬達為10HP10HP，1800RPM,1800RPM,交流, ,驅(qū)動兩臺液壓泵及整個液壓系統(tǒng)。其中1 1臺為定量泵, ,驅(qū)動潤滑系統(tǒng)。另一臺為變量泵, ,驅(qū)動鉆井主電機制動器, ,動力旋轉(zhuǎn)頭, ,遙控內(nèi)防噴器, ,管子背鉗吊環(huán)傾斜和平衡系統(tǒng)。三個液- -氣蓄能器也位于頂驅(qū)本體上。液壓閥匯安裝在頂驅(qū)本體上, ,裝有各種電磁閥, ,壓力閥和流量控制閥。液壓油盛裝于一個密封的不銹鋼油池內(nèi), ,這樣在頂驅(qū)移位時不需要將液壓油抽空或重新加注。油池固定在兩臺主電機之間并裝有過濾器和液面計。二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第13頁/共47

9、頁第十三頁，共48頁。液壓系統(tǒng)(xtng)液壓油濾芯平衡蓄能器上內(nèi)防噴器延時蓄能器液壓油加注口液壓油油壓開關(guān)系統(tǒng)蓄能器內(nèi)防噴器壓力開關(guān)上內(nèi)防噴器驅(qū)動油缸平衡管匯主液壓管匯吊環(huán)傾斜管匯吊環(huán)傾斜油缸平衡油缸液壓油池旋轉(zhuǎn)頭馬達和定位銷總成10馬力交流電機和液壓泵總成液壓油容量25加侖 113.65L 液壓泵電機10馬力 1800rpm交流電機性能說明二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第14頁/共47頁第十四頁，共48頁。主液壓管匯液壓油箱(yuxing)M10馬力(ml)交流電機系統(tǒng)(xtng)蓄能器上內(nèi)防噴器延時蓄能器平衡蓄能器平衡油缸平衡系統(tǒng)管匯鉆井主電機制動器止動銷油缸旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器舉升旋轉(zhuǎn)頭驅(qū)動馬

10、達旋轉(zhuǎn)頭管子處理器夾緊油缸吊環(huán)傾斜油缸吊環(huán)傾斜管匯上內(nèi)防噴器驅(qū)動油缸齒輪箱潤滑油分配裝置低速液壓馬達潤滑油泵齒輪箱油槽變量泵定量泵（潤滑系統(tǒng)）二、頂驅(qū)主要組成部分第15頁/共47頁第十五頁，共48頁。蓄能器壓力(yl)預(yù)沖蓄能器設(shè)定值端口平衡蓄能器(728in 排量) 900psi 預(yù)沖壓力CBIBOP延時蓄能器(30in 排量) 800psi 預(yù)沖壓力C4系統(tǒng)蓄能器(125in 排量) 800psi 預(yù)沖壓力SA平衡蓄能器上內(nèi)防噴器延時蓄能器系統(tǒng)蓄能器斷開通往儲能器的液壓管線并排空所有液壓油。在液壓系統(tǒng)(xtng)停機狀態(tài)下且平衡系統(tǒng)(xtng)狀態(tài)閥處于Shut down位置時,在液壓閥匯

11、CB,SA和C4端口測量壓力。該閥匯位于齒輪箱下部。確保所有3點測量為0psi,注意C4端口處壓力遞減有延時現(xiàn)象。 采用部件號為11444-1的零件,測試下列3處充氮儲能器。11444-1的零件(ln jin)二、頂驅(qū)主要組成部分第16頁/共47頁第十六頁，共48頁。熱交換器風(fēng)機和剎車罩熱交換器鉆井電機總成（左側(cè)）右側(cè)鉆井電機處沒有熱交換器二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分每月檢查(jinch)1次熱交換器第17頁/共47頁第十七頁，共48頁。油池呼吸孔油池蓋墊片液壓油池油囊液壓油囊二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分每年(minin)檢查1次油囊第18頁/共47頁第十八頁，共48頁。 旋轉(zhuǎn)頭齒輪盤

12、吊環(huán)傾斜裝置下內(nèi)防噴器背鉗液缸喇叭口上內(nèi)防噴器執(zhí)行機構(gòu)反扭矩架吊環(huán)吊卡PH-50 管子(gun zi)處理機二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第19頁/共47頁第十九頁，共48頁。檢查(jinch)背鉗液缸主體氣錨繩背鉗液缸鉗頭旋轉(zhuǎn)(xunzhun)打開每周前后扶正環(huán)檢查每天鉗牙檢查每周扶正塊檢查每周喇叭口檢查零件名稱更換標準扶正環(huán)磨損 1/8”扶正塊磨損 1/8”二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第20頁/共47頁第二十頁，共48頁。檢查(jinch)安全夾每天安全夾檢查1.4”1.4”1”1”1.4”1.4”二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分安全夾應(yīng)等距放置于兩個接頭(ji tu)的臺階上第21

13、頁/共47頁第二十一頁，共48頁。頂驅(qū)提環(huán)平衡液缸二、頂驅(qū)主要(zhyo)組成部分第22頁/共47頁第二十二頁，共48頁。三、頂驅(qū)操作(cozu)鉆井扭矩設(shè)定鉆進/旋扣/沖扣頂驅(qū)轉(zhuǎn)速(zhun s)/扭矩控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)手輪正轉(zhuǎn)/關(guān)/反轉(zhuǎn)沖扣扭矩設(shè)定急停R.P.M.轉(zhuǎn)速表扭矩表液壓泵自動/開第23頁/共47頁第二十三頁，共48頁。剎車(sh ch)控制剎車指示燈剎車關(guān)/自動/開三、頂驅(qū)操作(cozu)第24頁/共47頁第二十四頁，共48頁。IBOP 控制(kngzh)IBOP 關(guān) 指示燈IBOP開/關(guān)三、頂驅(qū)操作(cozu)第25頁/共47頁第二十五頁，共48頁。管子(gun zi)處理機控制吊環(huán)

14、浮動吊環(huán) 后傾/關(guān)/前傾旋轉(zhuǎn)頭 左轉(zhuǎn)/關(guān)/右轉(zhuǎn)背鉗三、頂驅(qū)操作(cozu)第26頁/共47頁第二十六頁，共48頁。報警(bo jng)控制鉆井電機機過熱風(fēng)壓低油壓低操作臺壓力低交流驅(qū)動故障報警消除/測試三、頂驅(qū)操作(cozu)第27頁/共47頁第二十七頁，共48頁。1 1關(guān)于調(diào)速手輪和旋扣開關(guān)用旋扣開關(guān)時，手輪一定要回到零位。而用手輪時，旋扣開關(guān)一定要置于“鉆進”位置。由于(yuy)(yuy)轉(zhuǎn)速表的延時，要緩慢轉(zhuǎn)動手輪，直到工程需要的扭矩值。注意：在接立根或單根鉆進時，鉆臺面要先打好背鉗，旋完扣沖扣時，操作人員要離開井口，沖口完畢后先將旋扣開關(guān)置于“旋扣”位并觀察扭矩表，待扭矩下降到5000

15、5000磅英尺以下時，方可將開關(guān)置于“鉆進”位，以免背鉗彈回傷人。2 2、關(guān)于液泵電機和正反轉(zhuǎn)開關(guān)起下鉆時，正先將正反轉(zhuǎn)開關(guān)置于“關(guān)”位，再將液泵電機置于“運行”位，而需要上卸扣時反之。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第28頁/共47頁第二十八頁，共48頁。 3 3、關(guān)于背鉗按鈕 頂驅(qū)背鉗為液壓控制，所以按下背鉗按鈕后到卡緊鉆具會略有延遲。 背鉗卡緊鉆具分（1 1）shot pinshot pin銷入旋轉(zhuǎn)頭齒輪鎖緊旋轉(zhuǎn)頭和（2 2）背鉗液缸將鉗頭頂出來夾緊鉆具兩個過程。 需要打背鉗時，按緊背鉗按鈕不要松開。 上扣時，鉆具頭和保護接頭之間扣未帶滿之前不要動作背鉗，否則會損壞保護接頭。 打背鉗時，

16、保持剎車在OFFOFF狀態(tài)(zhungti)(zhungti)，否則背鉗不會動作。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第29頁/共47頁第二十九頁，共48頁。 在IBOP黃色指示燈亮起狀態(tài)下，背鉗卡緊后會閃動一次，確認卡緊后方可上扣或卸扣。 若按下背鉗按鈕較長時間后仍未卡緊，松開背鉗按鈕按鈕然后重新按下，不要試圖使旋轉(zhuǎn)(xunzhun)頭旋轉(zhuǎn)(xunzhun)來讓shot pin銷入。 要使用背鉗進行上扣或卸扣之前，先停泵，然后關(guān)IBOP。上扣后需要鉆進時先開IBOP,后開泵。 卸扣時，扭矩卸開后旋出時使用Stand Jump使頂驅(qū)上升，保護絲扣。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第30頁/共47頁

17、第三十頁，共48頁。4 4、關(guān)于扭矩設(shè)定旋鈕 將正反開關(guān)置于“正轉(zhuǎn)”位，剎車開關(guān)至于“開”位，旋扣開關(guān)置于“沖扣”位，然后正時針旋轉(zhuǎn)沖扣扭矩設(shè)定旋鈕同時觀察扭矩表直至設(shè)定到需要的扭矩值。將正反轉(zhuǎn)開關(guān)置于“正轉(zhuǎn)”位，剎車開關(guān)至于“開”位，適當(dāng)(shdng)(shdng)轉(zhuǎn)動調(diào)速手輪，然后正時針旋轉(zhuǎn)鉆井扭矩設(shè)定旋鈕，同時觀察扭矩表，直至設(shè)定到工程需要的扭矩值。注意：扭矩設(shè)定后，無特殊需要時勿動設(shè)定旋鈕！四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第31頁/共47頁第三十一頁，共48頁。5、關(guān)于(guny)吊環(huán)傾斜開關(guān)和吊環(huán)浮動按鈕在游車起升或下放時，確定吊環(huán)是否處于浮動位置，以免吊卡碰掛猴臺或其他障礙物，起下

18、鉆二層作業(yè)時，司鉆和井架工要配合好，當(dāng)?shù)醐h(huán)將有碰掛二層臺的可能時，井架工要及時發(fā)出信號。當(dāng)Link Tilt 旋鈕打到Tilt或者Drill位置時，旋轉(zhuǎn)頭不能旋轉(zhuǎn)。因此，若要改變吊環(huán)朝向，需要將吊環(huán)復(fù)位到自然位置（按下 Link Tilt Float鍵）后才能使用Rotate Left/Right旋鈕來使旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)。若吊環(huán)下懸掛有重物（比如鉆桿、鉆鋌等），禁止使旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)。若要接單根，需要拉動限位塊鋼絲繩來使吊環(huán)前擺至鼠洞位置。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第32頁/共47頁第三十二頁，共48頁。6、關(guān)于旋轉(zhuǎn)頭開關(guān)當(dāng)?shù)醐h(huán)處于浮動位置時，可以用此開關(guān)可以左右360任意旋轉(zhuǎn)吊卡。注意：嚴謹?shù)醐h(huán)懸

19、持重物時旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)頭。7、關(guān)于剎車開關(guān)此開關(guān)用于控制頂驅(qū)的盤式剎車。置于“自動”位時，調(diào)速手輪回零剎車，轉(zhuǎn)動調(diào)速剎車解除。平時開關(guān)要置于“關(guān)”位。當(dāng)井下扭矩過大頂驅(qū)堵轉(zhuǎn)時，要逆時針慢慢旋轉(zhuǎn)鉆井扭矩設(shè)定旋鈕直至(zhzh)扭矩回零，以釋放鉆柱反扭矩，而不要反復(fù)用關(guān)開剎車的辦法釋放，以免損壞盤式剎車。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第33頁/共47頁第三十三頁，共48頁。 頂驅(qū)剎車為液壓盤式剎車，屬于靜態(tài)剎車，因此，不要使用頂驅(qū)剎車來進行主軸減速。 需要更換沖管和盤根時，先將剎車打到ON，然后再卸松或者上緊(shngjn)由壬（沖管盤根絲扣為反扣）。 在復(fù)雜工況下，合理使用剎車來防止反扭矩將扣倒開。

20、 預(yù)設(shè)定上扣扭矩時，可將主電機開關(guān)打到正轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)Make-Up Current Limit 旋鈕，然后將剎車打到ON,將Drill/Spin/Torque旋鈕旋至Torque位置，觀察扭矩表指針，若與需要扭矩不符，調(diào)節(jié)Make-Up Current Limit 旋鈕，直至達到需要的扭矩。同時鉆具上扣扭矩只需要設(shè)置一次，更換鉆具后需要重新設(shè)定。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第34頁/共47頁第三十四頁，共48頁。8、關(guān)于儀表、指示燈、報警(bo jng)喇叭、報警(bo jng)休止/ 指示燈檢按鈕或緊急停機按鈕各指示燈、儀表及報警(bo jng)喇叭可為司鉆提示作業(yè)狀態(tài)和故障。按報警(bo

21、jng)休止/ 指示燈檢查按鈕可暫時休止報警(bo jng)，長按可檢查指示燈及報警(bo jng)喇叭。緊急停機按鈕用于緊急情況，平時勿動。9、要養(yǎng)成起鉆抹絲扣油，組合立根上母接頭抹絲扣油的好習(xí)慣，以保證鉆柱隨時與頂驅(qū)上扣的需要。延長保護接頭的使用壽命。四、頂驅(qū)操作(cozu)注意事項第35頁/共47頁第三十五頁，共48頁。五、頂驅(qū)潤滑(rnhu)第一次使用后更換齒輪油使用一個月后更換齒輪油并分析油品每六個月1次更換齒輪油濾芯每三個月1次拆下、清洗和更換磁性放油嘴每年一次齒輪箱潤滑(rnhu)系統(tǒng)第一次換油應(yīng)該在作業(yè)開始后第一個月后進行,這是因為新設(shè)備常帶有金屬粉末,這類粉末是由于初次(ch

22、 c)磨合產(chǎn)生的。 描述頻率第36頁/共47頁第三十六頁，共48頁。觀察窗軟木球（液面指示器）齒輪油濾芯油品污染警報裝置（紅色突出）磁性放油嘴齒輪油泄油嘴齒輪箱潤滑(rnhu)系統(tǒng)齒輪油進油嘴在頂驅(qū)停機狀態(tài)(zhungti)下檢查。在加油(ji yu)之前檢查油面(不要將泡沫認為是油)，確認設(shè)備處于“OFF” 狀態(tài)，在加入齒輪油前,油嘴附近必須擦干凈，加油(ji yu)后,重新檢查油面，運轉(zhuǎn)設(shè)備并在齒輪油預(yù)熱后,重新檢查面(不是泡沫面)。第37頁/共47頁第三十七頁，共48頁。液壓油品分析每6個月更換液壓油一年（或根據(jù)油品分析更早進行）更換液壓系統(tǒng)濾芯每3個月液壓系統(tǒng)(xtng)五、頂驅(qū)潤滑(

23、rnhu)描述(mio sh)頻率第38頁/共47頁第三十八頁，共48頁。觀察窗軟木球液壓油濾芯油品污染警報（紅色突出）液壓油釋放口液壓系統(tǒng)(xtng)液壓油加油口快速接頭公端防塵堵頭快速接頭母斷在加入液壓油之前,油嘴附近必須清潔。 在液壓油注油嘴處,從快速接頭公端拆下防塵堵頭。從潤滑包的母端快速接頭處拆下防塵堵頭,并與公端接頭對接。用自帶手搖泵入液壓油直到油面上升至如圖所示的觀察窗。不允許用電動(din dn)加油泵加油防止損壞液壓油箱內(nèi)的油囊。第39頁/共47頁第三十九頁，共48頁。電機(dinj)潤滑交流(jioli)電機每3個月1次4潤滑(rnhu)風(fēng)機電機每3個月1次4潤滑液壓泵電機每3個月1次2油料品種電機專用黃油（BLack Pearl EP2 ）電機專用黃油（BLack Pearl EP2 ）電機專用黃油（BLack Pearl EP2 ）五、頂驅(qū)潤滑描述頻率潤滑點數(shù)第40頁/共47頁第四十頁，共48頁。電機(dinj)潤滑黃油嘴堵頭(1/8”)黃油嘴(1/8”)液壓油泵交流電機（2個） 3沖黃油交流風(fēng)機電機（2個） 3沖黃油交流鉆井電機（2個） 5沖黃油拆下并在潤滑之后(zhhu)重新裝上堵頭五、頂驅(qū)潤滑(rnhu)第41頁/共47頁第四十一頁，共48頁。常規(guī)(chnggu)潤滑上蓋密