頂驅(qū)培訓(xùn)資料

頂驅(qū)培訓(xùn)資料

頂驅(qū)裝置研制背景

頂部驅(qū)動裝置是一種新型的石油鉆井機(jī)械

頂驅(qū)裝置將動力置于鉆機(jī)、修井機(jī)水龍頭的上部，驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)，同時配備一套管子處理裝置，自身具有上卸扣功能，能在井架中的任何高度作業(yè)，是一種新型的石油鉆井機(jī)械。主要優(yōu)點先進(jìn)性（1）自動化程度高（2）功能齊全安全性（1）減少避免鉆井事故發(fā)生（2）提高現(xiàn)場操作安全性，減輕勞動強(qiáng)度（3）在欠平衡鉆井作業(yè)中，大大減少對防噴器密封件的磨損（4）發(fā)生井涌井噴時，可迅速關(guān)閉內(nèi)防噴器實用性（1）拆裝、運移性好，適用范圍寬（2）提高井眼質(zhì)量（3）操作簡單，維護(hù)保養(yǎng)方便（4）性能價格比高作業(yè)時間比較起下鉆30%純鉆進(jìn)30%非生產(chǎn)40%起下鉆25%非生產(chǎn)35%純鉆進(jìn)40%北石頂驅(qū)系列產(chǎn)品風(fēng)冷裝置閥組剎車總成減速箱沖管總成第一種方式第二種方式掛在游車上由傾斜油缸推動吊環(huán)吊卡作兩個方向的運動，可實現(xiàn)前傾、后擺，并具有自動復(fù)位功能使吊環(huán)吊卡自動復(fù)位到中位。前傾可伸向鼠洞或二層臺抓放鉆桿；后擺的作用是使吊卡回位，最大后傾時使吊卡離鉆臺面更遠(yuǎn)，可充分利用鉆柱進(jìn)行鉆進(jìn)。前傾角度為30°，后傾角度為50°。擺動的水平距離與吊環(huán)長度有關(guān)

傾斜油缸北石頂驅(qū)液壓系統(tǒng)介紹

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Drivehydraulicsystem）液壓系統(tǒng)概述、結(jié)構(gòu)與工作原理液壓系統(tǒng)概述、結(jié)構(gòu)與工作原理頂部驅(qū)動鉆井裝置除主旋轉(zhuǎn)運動由主電機(jī)驅(qū)動外，其它功能如主體重量平衡、背鉗夾緊與松開、吊環(huán)前傾與后傾、吊環(huán)中位、旋轉(zhuǎn)頭回轉(zhuǎn)與鎖緊、IBOP打開與關(guān)閉、主電機(jī)制動與松開等均由液壓傳動控制實現(xiàn)。為實現(xiàn)這些功能，由各種液壓元件構(gòu)成的組合,叫做液壓回路。液壓回路按給定的用途和要求組成的整體，叫做液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)通常由三個功能部分和輔助裝置組成：動力部分：液壓泵—用以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能。蓄能器作為緊急或輔助動力源。控制部分：各類壓力、流量、方向等控制閥—用以實現(xiàn)對執(zhí)行元件的運動速度、方向、作用力等的控制，也用于實現(xiàn)過載保護(hù)。執(zhí)行部分：液壓缸、液壓馬達(dá)等—用以將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。輔助部分：管道、蓄能器、過濾器、油箱、冷卻器、壓力表等。液壓系統(tǒng)的型式：開式—泵從油箱吸油輸入管路，油完成工作后排回油箱。

頂部驅(qū)動鉆井裝置液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)主動力部分基本性能參數(shù)液壓泵的分類及圖形符號液壓泵按結(jié)構(gòu)形式按輸出流量能否變化齒輪泵葉片泵軸塞泵定量泵變量泵符號符號軸向泵的工作原理液壓系統(tǒng)輔助動力部分基本性能參數(shù)齒輪泵最高連續(xù)壓力25MPa齒輪泵最高尖峰壓力：27.5MPa齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點泵工作壓力為2.5MPa，屬于低壓齒輪泵

液壓是如何工作通電當(dāng)缸1活塞桿伸至某位置時行程閥4被壓下上位工作簡單實例液壓系統(tǒng)控制部分外形及機(jī)能符號一、方向閥外形、機(jī)能符號液壓系統(tǒng)控制部分外形及機(jī)能符號雙液控單向閥二、壓力閥的外形、基本性能參數(shù)及機(jī)能符號液壓系統(tǒng)控制部分外形及機(jī)能符號減壓溢流閥溢流閥液壓系統(tǒng)控制部分外形及機(jī)能符號三、流量閥外形、基本性能參數(shù)及機(jī)能符號液壓系統(tǒng)控制部分外形及機(jī)能符號

液壓系統(tǒng)輔助部分基本性能參數(shù)液壓系統(tǒng)啟動前的準(zhǔn)備工作液壓系統(tǒng)啟動前的準(zhǔn)備工作

打開后用面團(tuán)清洗液壓系統(tǒng)啟動前的準(zhǔn)備工作液壓系統(tǒng)啟動前的準(zhǔn)備工作四、氮氣瓶備有三個氮氣瓶以便向蓄能器中充裝氮氣。液壓系統(tǒng)啟動前的準(zhǔn)備工作頂驅(qū)液壓源的組成和型式液壓系統(tǒng)主動力部分的組成和型式液壓源外形圖液壓源外形圖系統(tǒng)壓力表A電機(jī)壓力表B電機(jī)壓力表液壓源外形圖液壓源啟動及壓力設(shè)定

軸向柱塞變量泵的排氣液壓源軸向柱塞變量泵壓力的設(shè)定液壓源溢流閥壓力的設(shè)定液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)過濾液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)加熱液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)壓力及溫度傳輸液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)的卸荷液壓源輔泵系統(tǒng)液壓源油箱工作介質(zhì)的循環(huán)過濾

液壓源油箱工作介質(zhì)的循環(huán)過濾

液壓源油箱工作介質(zhì)的獨立冷卻

液壓源油箱工作介質(zhì)的獨立冷卻液壓源控制裝置液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)外形圖液壓控制系統(tǒng)外形圖吊環(huán)傾斜控制系統(tǒng)吊環(huán)傾斜控制系統(tǒng)外形回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)外形剎車控制系統(tǒng)剎車控制系統(tǒng)外形IBＯＰ控制系統(tǒng)IBＯＰ油缸IBＯＰ控制系統(tǒng)外形回轉(zhuǎn)鎖緊系統(tǒng)回轉(zhuǎn)鎖緊油缸回轉(zhuǎn)鎖緊系統(tǒng)外形背鉗控制系統(tǒng)背鉗控制系統(tǒng)外形平衡控制系統(tǒng)平衡控制系統(tǒng)外形平衡控制系統(tǒng)外形液壓管線各種管接頭油口端擰緊力矩管路維修中的附件電控部分安全須知禁止帶電作業(yè)，不要帶電打開具有高電壓處的安全遮擋物、不要帶電維修或拆除任何電氣元件、不要帶電插電纜插頭。不要在有可燃?xì)怏w環(huán)境下帶電打開接線箱或操作臺。在整流器運行或直流母線電壓降到安全范圍以下（DC24V）前，不要試圖更換直流母線與逆變器之間的直流保險，否則會危及人身和設(shè)備安全。需要對整流器或逆變器或電機(jī)維修時，請將主開關(guān)（3WL）上的鑰匙開關(guān)向右旋轉(zhuǎn)（鎖定位），以避免錯誤操作。整流器和逆變器不能用高阻表檢測絕緣，否則高測試電壓會損壞設(shè)備。司鉆臺在通電時必須保持保護(hù)氣體壓力，在司鉆臺保護(hù)氣體失壓時，要盡快恢復(fù)壓力或停鉆并切斷司鉆臺控制電源。安全須知每臺電機(jī)和控制箱必須正確連接到PE母排或PE線上。禁止解除任何軟件和硬件中的安全連鎖，必須解除時，在清除故障后，要盡快恢復(fù)功能允許的被旁路連鎖。禁止非專業(yè)人員修改整流器和逆變器中設(shè)置的參數(shù)，否則可能損壞機(jī)械或電氣設(shè)備，或者影響系統(tǒng)的正常操作。在溫度大于40℃，濕度大于95%或有凝露時，在啟動空調(diào)降溫、降濕前不要啟動驅(qū)動器和其它控制電源。系統(tǒng)主電源意外斷電半小時以上重新上電時，必須確認(rèn)電氣控制柜內(nèi)無凝露。在潮濕環(huán)境下，當(dāng)電氣室溫度低于外界環(huán)境溫度時，禁止長期或頻繁打開電氣室倉門，否則可能會在電氣設(shè)備上產(chǎn)生凝露。系統(tǒng)概述頂驅(qū)傳動結(jié)構(gòu)示意圖H型-雙整流雙逆變雙電機(jī)系統(tǒng)概述2.系統(tǒng)概述－進(jìn)線柜2.系統(tǒng)概述－整流柜2.系統(tǒng)概述－逆變柜2.系統(tǒng)概述－PLC/MCC2.系統(tǒng)概述－本體站2.系統(tǒng)概述－液壓源2.系統(tǒng)概述－司鉆臺3.頂驅(qū)操作

1.啟動前的檢查1)檢查確認(rèn)機(jī)械和液壓系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒。2)檢查電氣系統(tǒng)控制柜和司鉆操作臺的操作元件和儀表，使其處于初始狀態(tài)。3)按下【復(fù)位/靜音】按鈕3秒鐘，測試司鉆操作臺所有指示燈。2.上電3.啟動系統(tǒng)停止系統(tǒng)：1）將司鉆操作臺鉆井【轉(zhuǎn)速設(shè)定】手輪回零位，【旋轉(zhuǎn)方向】開關(guān)扳到“停止”位，逆變器停止工作，頂驅(qū)裝置停止運行。2）將【系統(tǒng)總起】開關(guān)扳到“停止”位置，系統(tǒng)給整流器停止信號，然后延時斷開主空開，系統(tǒng)停機(jī)。

主空開斷開后，方可切斷控制電源。3.頂驅(qū)操作－停止3.頂驅(qū)操作－液壓源

液壓系統(tǒng)啟停本地啟停液壓系統(tǒng)司鉆臺啟停液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)冷卻液壓站在本地啟動權(quán)限高于遠(yuǎn)程控制。在檢修時必須斷開電源開關(guān)，確保人身和設(shè)備安全。液壓站在本地控制模式。操作【急?！块_關(guān)，液壓站不會停止。3.頂驅(qū)操作－主電機(jī)加熱

主電機(jī)加熱頂驅(qū)裝置主電機(jī)加熱器電源正常且主電機(jī)未運行時，可以通過PLC/MCC柜門上的【電機(jī)加熱】開關(guān)，啟停加熱器，通過PLC/MCC柜的加熱器指示燈指示運行狀態(tài)。PLC系統(tǒng)正常時，加熱器與主電機(jī)連鎖。如果在加熱器工作時啟動主電機(jī)，加熱器將自動停止運行。主電機(jī)運行時，不能啟動加熱器冷卻如果長期降雨或頂驅(qū)裝置較長時間未運行,在啟動頂驅(qū)裝置之前，應(yīng)先加熱兩臺主電機(jī)，以保證其干燥和絕緣性，從而保證主電機(jī)能正常安全地工作。

3.頂驅(qū)操作－主電機(jī)冷卻頂驅(qū)裝置的冷卻風(fēng)機(jī)裝在主電機(jī)上端，可通過司鉆臺【風(fēng)機(jī)】開關(guān)操作：司鉆操作臺的【風(fēng)機(jī)】開關(guān)扳到“開”位置，將直接啟動主電機(jī)風(fēng)機(jī)。【風(fēng)機(jī)】開關(guān)扳到“關(guān)”位置，停止主電機(jī)風(fēng)機(jī)和驅(qū)動柜風(fēng)機(jī)，但是在主電機(jī)運行狀態(tài)，不管【風(fēng)機(jī)】開關(guān)位置如何，風(fēng)機(jī)均不會停止?！撅L(fēng)機(jī)】開關(guān)扳到“自動”位置時，頂驅(qū)系統(tǒng)啟動時，自動啟動主電機(jī)風(fēng)機(jī)；頂驅(qū)系統(tǒng)停止運行后，風(fēng)機(jī)延時后自動停止。3.頂驅(qū)操作－剎車

頂驅(qū)主電機(jī)啟動之前，【剎車】開關(guān)扳到“制動”位置。頂驅(qū)主電機(jī)啟動之前，【剎車】開關(guān)扳到“制動”位置。【剎車】開關(guān)位于“自動”位置時。【剎車】開關(guān)置于“松開”位置。剎車只有在鉆井工作方式才能動作。3.頂驅(qū)操作－鉆井

鉆井操作倒扣模式速度控制與扭矩限定停止鉆井操作使用鉆井模式下的反轉(zhuǎn)功能時，注意鉆井扭矩的設(shè)定值。防止鉆桿松扣造成事故。3.頂驅(qū)操作－反向扭矩釋放

【轉(zhuǎn)速設(shè)定】手輪與【剎車】開關(guān)不動，保證主電機(jī)持續(xù)輸出扭矩，緩慢減小【鉆井扭矩限定】手輪扭矩限定值，使主電機(jī)輸出扭矩慢慢減小，鉆具緩慢反轉(zhuǎn)，直到手輪給定值為零，鉆具反轉(zhuǎn)速度降為零?！俱@井扭矩限定】手輪不動，【轉(zhuǎn)速設(shè)定】手輪回到“零位”，電機(jī)停止輸出，系統(tǒng)剎車。【操作模式】開關(guān)與【旋轉(zhuǎn)方向】開關(guān)位置保持不變，【剎車】開關(guān)“松開”，鉆具開始緩慢反轉(zhuǎn)，司鉆根據(jù)反轉(zhuǎn)速度，選擇合適時機(jī)操作【剎車】開關(guān)“制動”，以保證鉆具接頭不被甩開；重復(fù)上述過程，直到鉆具反轉(zhuǎn)速度降為零。釋放反向扭矩時存在鉆具被甩開的危險，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作；操作中必須嚴(yán)格控制鉆具反轉(zhuǎn)速度，防止發(fā)生事故。3.頂驅(qū)操作－上、卸扣操作

回轉(zhuǎn)頭操作背鉗操作上扣操作單根上扣立根上扣卸扣操作3.頂驅(qū)操作－吊環(huán)操作

操作司鉆臺【吊環(huán)回轉(zhuǎn)】開關(guān)可以控制吊環(huán)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。司鉆臺【吊環(huán)傾斜】開關(guān)可實現(xiàn)吊環(huán)前傾和后傾的控制。按下【吊環(huán)中位】按鈕，吊環(huán)將回到中位。進(jìn)行此操作時，一定要注意防止吊卡碰撞鉆具。司鉆操作臺【輔助操作】開關(guān)位于“開”位置，且輔助操作盒使能指示燈亮?xí)r，操作輔助操作盒相應(yīng)開關(guān)可同樣實現(xiàn)上述功能。輔助操作盒操作與司鉆臺操作互鎖。吊環(huán)傾斜油缸的最大承重為2噸，吊裝鉆鋌等過重物體時，必須保持吊環(huán)在“中位”狀態(tài)，即吊環(huán)傾斜油缸處于不出力狀態(tài)。

3.頂驅(qū)操作－IBOP操作

頂驅(qū)裝置停止?fàn)顟B(tài)下，可以通過【IBOP】開關(guān)控制IBOP動作。在進(jìn)行測井等作業(yè)時，為了保證IBOP不會夾斷井下電纜，可通過PLC柜【IBOP鎖定】鑰匙開關(guān)，鎖定IBOP在“禁用”位置。具體操作步驟如下：將司鉆臺【IBOP】扳到“開”位置，打開IBOP。將PLC/MCC柜上的【IBOP鎖定】扳到“禁用”位置，鎖定IBOP。測井等作業(yè)結(jié)束后，將PLC/MCC柜上的【IBOP鎖定】扳到“使能”位置，IBOP可通過司鉆臺【IBOP】開關(guān)控制。測井等作業(yè)結(jié)束，為保證IBOP可靠控制，須將PLC/MCC柜【IBOP鎖定】扳到“使能”位置，司鉆臺【IBOP】開關(guān)方可控制IBOP動作。3.頂驅(qū)操作－急停操作

系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況需要緊急停止時，操作人員可就近按下任意一個【急?！堪粹o，頂驅(qū)系統(tǒng)所有設(shè)備快速停機(jī)（液壓站【泵啟動】開關(guān)處于“自動”位置）：按下【急停】按鈕后，在執(zhí)行下列步驟之前，不允許進(jìn)一步操作：司鉆臺【轉(zhuǎn)速設(shè)定】手輪回到零位，【旋轉(zhuǎn)方向】開關(guān)扳到“停止”位置，【操作選擇】開關(guān)扳到鉆井位置。PLC/MCC柜上的【系統(tǒng)總起】開關(guān)扳到“關(guān)”位置。排除緊急情況，確認(rèn)系統(tǒng)無故障報警。復(fù)位【急?！堪粹o。PLC/MCC柜上的【系統(tǒng)總起】開關(guān)扳到“開”位置，重新啟動裝置。3.頂驅(qū)操作－故障/報警

故障分為4類：裝置故障：驅(qū)動裝置本機(jī)故障，系統(tǒng)急停。通訊故障：PROFIBUS現(xiàn)場總線任一子站通訊中斷（選擇EL電氣通道時，頂驅(qū)本體子站通訊中斷不報故障），系統(tǒng)急停。電氣故障1：進(jìn)線柜主空開、輔助電源空開、I/O電源、司鉆臺控制電源、急停等故障，系統(tǒng)將緊急停車。電氣故障2：UPS進(jìn)線電源，液壓站電源等，系統(tǒng)將自動按照正常停車狀態(tài)降速停車。3.頂驅(qū)操作－編碼器操作

編碼器切換當(dāng)編碼器發(fā)生故障時，工控機(jī)的上位監(jiān)控系統(tǒng)會給出相應(yīng)的文字報警提示。此時，可操作【編碼器切換】開關(guān)，依靠另一臺編碼器信號工作。應(yīng)定期（≤兩周）進(jìn)行編碼器切換，使兩個編碼器交替運轉(zhuǎn)，確保其性能可靠。無編碼器運行當(dāng)系統(tǒng)2臺編碼器全部發(fā)生故障時，可操作【無編碼器運行】開關(guān)，系統(tǒng)切換到頻率控制方式（無編碼器運行）。請及時更換編碼器或排除故障。系統(tǒng)在無編碼器運行狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩控制精度降低，且無法完成上、卸扣操作，為確保驅(qū)動系統(tǒng)性能可靠，應(yīng)及時修復(fù)損壞的編碼器。

3.頂驅(qū)操作－電氣通道操作

在每次停止電氣系統(tǒng)之前（包括CPU重新啟動），必須將【通道選擇】開關(guān)回到“DP”位置，否則有可能引起輔助系統(tǒng)誤動作。在頂驅(qū)系統(tǒng)本體子站PROFIBUS通訊中斷之后，系統(tǒng)可通過電氣通道操作：將系統(tǒng)【系統(tǒng)總起】復(fù)位到“關(guān)”位置，將司鉆臺所有開關(guān)復(fù)位到初始位置。將PLC/MCC柜上的【通道選擇】開關(guān)扳到“EL”位置，【系統(tǒng)總起】開關(guān)扳到“開”位置，使系統(tǒng)切換到應(yīng)急操作模式。PLC系統(tǒng)控制信號通過多芯電纜發(fā)送到本體子站，此時除主電機(jī)溫度與減速箱潤滑油溫、油壓信號不能采集入本體站以外，其他一切操作與正常工況下相同，主電機(jī)可正常運行，頂驅(qū)裝置仍可繼續(xù)工作，但必須盡快排除通訊故障。3.頂驅(qū)操作－應(yīng)急操作

在司鉆臺應(yīng)急模式下，系統(tǒng)無安全連鎖，操作人員必須謹(jǐn)慎操作，以避免損壞機(jī)械設(shè)備和發(fā)生人身事故。當(dāng)PLC/MCC柜中的CPU發(fā)生故障不能正常運行時，可以采取應(yīng)急操作模式，但應(yīng)盡快地更換新的CPU以保證在較短時間內(nèi)恢復(fù)正常工作：將【系統(tǒng)總起】開關(guān)扳到“關(guān)”位置，司鉆臺所有開關(guān)復(fù)位到初始位置。將液壓站【液壓泵啟停】開關(guān)扳到“啟動”位置。將PLC/MCC柜上的【通道選擇】開關(guān)扳到“EL”位置，使系統(tǒng)切換到應(yīng)急操作模式。將【風(fēng)機(jī)】開關(guān)扳到“開”位置，啟動主電機(jī)風(fēng)機(jī)。【系統(tǒng)總起】開關(guān)扳到“開”位置，驅(qū)動裝置就緒。確認(rèn)冷卻風(fēng)機(jī)啟動之后，【旋轉(zhuǎn)方向】開關(guān)扳到“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”位置，主電機(jī)啟動，主軸以固定轉(zhuǎn)速按所選轉(zhuǎn)向運行。4.WinCC系統(tǒng)－電源系統(tǒng)

4.WinCC系統(tǒng)－頂驅(qū)系統(tǒng)

4.WinCC系統(tǒng)－網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

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