VARCO 頂驅培訓課件

1、頂驅,目錄 一、頂驅概述 二、頂驅主要組成部分 三、頂驅操作 四、頂驅操作注意事項 五、頂驅潤滑,一、頂驅概述,為了解決常規(guī)的轉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裝置，之后頂驅裝置以其優(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)模的應用。 所謂頂驅裝置，簡單的說，就是將轉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）從鉆臺轉盤直接引至水龍頭處，由頂部直接驅動鉆具旋轉鉆進，不使用轉盤和方鉆桿。 VARCO公司的TDS-11SA頂驅裝置較為常見，

2、采用兩臺400HP的交流變頻電機提供動力，經兩級齒輪減速后驅動頂驅主軸旋轉。連續(xù)輸出扭矩37500ft.lb（50842N.m），轉速范圍 0228rpm。,頂驅裝置的優(yōu)點 由于鉆井模式的革新，頂驅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：頂驅裝置可節(jié)省鉆井時間20%25%，并可預防卡鉆事故的發(fā)生，用于鉆斜井、定向井等高難度復雜井時經濟效益尤為顯著。其優(yōu)點表現在： 1.頂驅裝置可以使用28m立根鉆進，節(jié)省2/3的接單根時間。 2.起下鉆遇阻時，頂驅裝置可在井架內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、頂驅概述,頂驅裝

3、置的優(yōu)點 3.頂驅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及危險程度 4.頂驅裝置配有遙控內防噴器（IBOP），可在出現井涌井噴時迅速關閉內防噴器，保證井控安全。 5.由于鉆井時不使用轉盤，鉆臺上僅有旋轉的鉆桿，所以提高了井口操作的安全性。 6.下套管時可旋轉套管并循環(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。,一、頂驅概述,一、頂驅的概述,TDS-11SA頂驅技術參數： 重量：27000磅（12300kg，含固定撬重13600Kg） 功率：800馬力 輸出扭矩(連續(xù))：37500英尺磅 間隙

4、扭矩(間隙堵鉆時) ：55000英尺磅 滿功率時最大轉速：228轉/分 提升能力：500噸,TDS-11SA頂驅技術參數： 管子處理機：PH-50（55000英尺磅 扭矩） 鉆井電機：reliance AC-575 VAC（2*400馬力） 電機剎車：液壓盤式剎車 電機冷卻系統(tǒng)：強制風冷，2*5馬力電機，3600轉/分 變速箱：斜齒輪2級減速，減速比：10.5：1 變速箱潤滑：強制潤滑，油量68.19L（15加侖） 液壓系統(tǒng)：1個10馬力電機，油量：113.65L（25加侖）,一、頂驅概述,一、頂驅概述,轉速-扭矩曲線圖,228,37500,一、頂驅概述,二、頂驅主要組成部分,齒輪箱,復合齒輪

5、,二、頂驅主要組成部分,電機冷卻系統(tǒng),進氣口（在主電機和盤剎之間）,氣流,排出氣流,二、頂驅主要組成部分,主電機盤式制動器,相等間隙，如果發(fā)現制動片出現不對稱磨損,應調整卡鉗上的螺栓；當制動片厚度已磨損到制造商所提供的下限時,應立即更換；,二、頂驅主要組成部分,每月檢查1次卡鉗和制動片,調節(jié)編碼器,編碼器,二、頂驅主要組成部分,液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)完全安裝于頂驅之上,無需地面設備。電機馬達為10HP，1800RPM,交流,驅動兩臺液壓泵及整個液壓系統(tǒng)。其中1臺為定量泵,驅動潤滑系統(tǒng)。另一臺為變量泵,驅動鉆井主電機制動器,動力旋轉頭,遙控內防噴器,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

6、頂驅本體上。 液壓閥匯安裝在頂驅本體上,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,這樣在頂驅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、頂驅主要組成部分,液壓系統(tǒng),二、頂驅主要組成部分,主液壓管匯,液壓油箱,10馬力交流電機,系統(tǒng)蓄能器,上內防噴器延時蓄能器,鉆井主電機制動器,止動銷油缸,旋轉聯接器舉升,管子處理器夾緊油缸,上內防噴器驅動油缸,齒輪箱油槽,變量泵,定量泵（潤滑系統(tǒng)）,二、頂驅主要組成部分,蓄能器壓力預沖,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)停機狀態(tài)下且平衡系統(tǒng)狀態(tài)閥處于Shut down

7、位置時,在液壓閥匯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,二、頂驅主要組成部分,熱交換器,二、頂驅主要組成部分,每月檢查1次熱交換器,液壓油囊,二、頂驅主要組成部分,每年檢查1次油囊,PH-50 管子處理機,二、頂驅主要組成部分,檢查背鉗液缸主體,旋轉打開,二、頂驅主要組成部分,檢查安全夾,二、頂驅主要組成部分,安全夾應等距放置于兩個接頭的臺階上,二、頂驅主要組成部分,三、頂驅操作,頂驅轉速/扭矩控制,剎車控制,三、頂驅操作,IBOP 控

8、制,三、頂驅操作,管子處理機控制,三、頂驅操作,報警控制,三、頂驅操作,1關于調速手輪和旋扣開關 用旋扣開關時，手輪一定要回到零位。而用手輪時，旋扣開關一定要置于“鉆進”位置。由于轉速表的延時，要緩慢轉動手輪，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置于“旋扣”位并觀察扭矩表，待扭矩下降到5000磅英尺以下時，方可將開關置于“鉆進”位，以免背鉗彈回傷人。 2、關于液泵電機和正反轉開關 起下鉆時，正先將正反轉開關置于“關”位，再將液泵電機置于“運行”位，而需要上卸扣時反之。,四、頂驅操作注意事項,3、關于背鉗按

9、鈕 頂驅背鉗為液壓控制，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）shot pin銷入旋轉頭齒輪鎖緊旋轉頭和（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，保持剎車在OFF狀態(tài)，否則背鉗不會動作。,四、頂驅操作注意事項,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，不要試圖使旋轉頭旋轉來讓shot pin銷入。 要使用背鉗進行上扣或卸扣之前，先停泵，然后關

10、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使頂驅上升，保護絲扣。,四、頂驅操作注意事項,4、關于扭矩設定旋鈕 將正反開關置于“正轉”位，剎車開關至于“開”位，旋扣開關置于“沖扣”位，然后正時針旋轉沖扣扭矩設定旋鈕同時觀察扭矩表直至設定到需要的扭矩值。 將正反轉開關置于“正轉”位，剎車開關至于“開”位，適當轉動調速手輪，然后正時針旋轉鉆井扭矩設定旋鈕，同時觀察扭矩表，直至設定到工程需要的扭矩值。 注意：扭矩設定后，無特殊需要時勿動設定旋鈕！,四、頂驅操作注意事項,5、關于吊環(huán)傾斜開關和吊環(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

11、置，以免吊卡碰掛猴臺或其他障礙物，起下鉆二層作業(yè)時，司鉆和井架工要配合好，當吊環(huán)將有碰掛二層臺的可能時，井架工要及時發(fā)出信號。 當Link Tilt 旋鈕打到Tilt或者Drill位置時，旋轉頭不能旋轉。因此，若要改變吊環(huán)朝向，需要將吊環(huán)復位到自然位置（按下 Link Tilt Float鍵）后才能使用Rotate Left/Right旋鈕來使旋轉頭旋轉。 若吊環(huán)下懸掛有重物（比如鉆桿、鉆鋌等），禁止使旋轉頭旋轉。 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、頂驅操作注意事項,6、關于旋轉頭開關 當吊環(huán)處于浮動位置時，可以用此開關可以左右360任意旋轉吊卡。注意：嚴謹吊環(huán)懸持

12、重物時旋轉旋轉頭。 7、關于剎車開關 此開關用于控制頂驅的盤式剎車。置于“自動”位時，調速手輪回零剎車，轉動調速剎車解除。平時開關要置于“關”位。當井下扭矩過大頂驅堵轉時，要逆時針慢慢旋轉鉆井扭矩設定旋鈕直至扭矩回零，以釋放鉆柱反扭矩，而不要反復用關開剎車的辦法釋放，以免損壞盤式剎車。,四、頂驅操作注意事項,頂驅剎車為液壓盤式剎車，屬于靜態(tài)剎車，因此，不要使用頂驅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由壬（沖管盤根絲扣為反扣）。 在復雜工況下，合理使用剎車來防止反扭矩將扣倒開。 預設定上扣扭矩時，可將主電機開關打到正轉，調節(jié)Make-Up Curren

13、t 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置一次，更換鉆具后需要重新設定。,四、頂驅操作注意事項,8、關于儀表、指示燈、報警喇叭、報警休止/ 指示燈檢按鈕或緊急停機按鈕 各指示燈、儀表及報警喇叭可為司鉆提示作業(yè)狀態(tài)和故障。按報警休止/ 指示燈檢查按鈕可暫時休止報警，長按可檢查指示燈及報警喇叭。 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慣，以保證鉆柱隨時

14、與頂驅上扣的需要。延長保護接頭的使用壽命。,四、頂驅操作注意事項,五、頂驅潤滑,齒輪箱潤滑系統(tǒng),第一次換油應該在作業(yè)開始后第一個月后進行,這是因為新設備常帶有金屬粉末,這類粉末是由于初次磨合產生的。,描述,頻率,齒輪箱潤滑系統(tǒng),在頂驅停機狀態(tài)下檢查。,在加油之前檢查油面(不要將泡沫認為是油)，確認設備處于“OFF” 狀態(tài)，在加入齒輪油前,油嘴附近必須擦干凈，加油后,重新檢查油面，運轉設備并在齒輪油預熱后,重新檢查面(不是泡沫面)。,液壓系統(tǒng),五、頂驅潤滑,描述,頻率,液壓系統(tǒng),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。不允許用電動加油泵加油防止損壞液壓油箱內的油囊。,電機,潤滑交流電機,每3個月1次,4,潤滑風機電機,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、頂驅潤滑,描述,頻率,潤滑點數,電機潤滑,拆下并在潤滑之后重新裝上堵