SYT 6870-2021 石油天然气钻采设备 顶部驱动系统安装、调试与维护-PDF解密

中华人民共和国石油天然气行业标准石油天然气钻采设备顶部驱动系统安装、调试与维护2021—11-16发布2022-02—16实施国家能源局发布I前言 12规范性引用文件 13术语、定义和缩略语 13.1术语和定义 13.2缩略语 2 24.1程序 24.2基本要求 24.3人员要求 24.4供电电源及电磁兼容性要求 24.5接地 3 3 35.2健康 35.3安全 35.4环境保护 4 56.1通则 56.2安装前准备 56.3顶驱安装 76.4辅助工作 7 86.6拆卸 87调试 87.1通则 87.2调试前准备 87.3系统功能调试要求 87.4验收 8.2维护内容 ⅡSY/T6870—20218.3维护周期 8.4验收 附录A(资料性)顶驱电气、机械安装检查表 附录B(资料性)顶驱定期检查维护表 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的本文件代替SY/T6870—2012《石油钻机顶部驱动装置安装、调试与维护》,与SY/T6870—2012相比，主要技术变化如下：12668.3调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的试验方法”“GB/T14549电能质量公用电网谐波”等(见第2章，2012年版的第2章);术语和定义；增加了“HSE”“IBOP”“PLC”“MCC”的缩略语(见第3章，2012年版的第3章);c)删除了“基本要求”一章，替换为“总则”(见第4章。2012年版的第4章);d)增加了“HSE要求”一章(见第5章);f)增加了“6.2.2.2与钻机适配要求”“6.6拆卸”等内容(见第6章);g)更改了调试的要求，增加了“调试前准备”h)增加了“调试内容”的规定(见7.3.1);i)将“顶驱调试检查表”的内容更改并纳入j)更改了维护的要求(见8.2,2012年版的的内容(见7.2,2012年版的第6章);(见7.3.5,2012年版的附录B);k)增加了检查维护周期、验收的相关要求(见8.3、8.4);1)增加了顶驱电气安装检查表(见表A.1);m)更改了顶驱机械安装检查表(见表A.2,2012年版的表A.1);n)增加了顶驱定期检查维护表(见附录B)。本文件起草单位：北京石油机械有限公司、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、宝鸡石油机械有限责任公司、中国石油集团川庆钻探工程有限公司、中国石油集团司、中国石油渤海钻探工程有限公司、中国石油西部钻探工——2012年首次发布为SY/T6870—2012;1石油天然气钻采设备顶部驱动系统安装、调试与维护本文件规定了石油天然气钻采设备顶部驱动系统(以下简称“顶驱”)安装、调试与维护的基本本文件适用于与石油天然气钻机配套的各种规格型号的顶驱。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T12668.3调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的试验方法GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15169钢熔化焊焊工技能评定GB/T16895.3低压电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置和保护导体GB/T19190石油天然气工业钻井和采油提升设备GB/T19832石油天然气工业钻井和采油提升设备的检验、维护、修理和再制造GB/T23507.3石油钻机用电气设备规范第3部分：电动钻机用柴油发电机组GB/T31049石油钻机顶部驱动钻井装置SY/T6276石油天然气工业健康、安全与环境管理体系SY/T6586石油天然气钻采设备钻机现场安装及检验SY/T6671石油设施电气设备场所I级0区、1区和2区的分类推荐作法3术语、定义和缩略语3.1术语和定义GB/T31049界定的以及下列术语和定义适用于本文件。保持设备使用性能所必需的措施。适配器adaptei游车与顶驱的连接装备。2HSE:健康、安全环境(health、safety、environment)IBOP:内防喷器(internalblowoutprevent)MCC:电机控制中心(motorcontrolcenter)4总则应按照GB/T19832的相关要求，根据顶驱的应用、载荷、工作环境、用途和操作条件共同制订和更新顶驱的安装与拆卸、调试、维护的程序。这些因素可能因新技术、产品改进或作业条件的重大4.3.1无损检测人员应按GB/T9445中的规定进行相应检测方法及产品门类的培训，并取得Ⅱ级或作业现场应配有满足顶驱电压、频率使用要求的电源，电源提供给顶驱的3的135%。供电电源电压波动范围不超过所要求电源电压的+5%及-10%。必要时应为顶驱提供独立电源。此外还应满足下列要求之一：a)对使用公共电网供电的，应符合GB/T14549中的相关要求；b)对采用自备柴油发电机组供电的，机组电压和频率指标、线电压波形正弦性畸变率等应符合顶驱与井场其他设备之间的电磁兼容性应符合GB/T12668.3中的相关要求。顶驱电气控制系统的接地和防雷电接地应符合GB/T16895.3中的相关要求。5.1通则顶驱安装、调试与维护活动过程中的HSE要求应符合SY/T6276中的相关要求。应建立、实施和保持程序，为工作场所的人员提供符合职业健康要求的工作环境和条件，包括但不限于以下几项：a)配备与职业健康保护相适应的设施、工具，定期对作业场所职业危害进行检测；b)对可能发生急性职业危害的有毒、有害工作场所，应采取应急准备和应急措施；c)应对工作场所的人员进行职业危害告知，并对存在严重职业危害的作业岗位现场设置职业危害警示牌及警示说明。应对作业场所适用的安全因素进行评审，操作人员应接受安全教育，正确穿戴有效的劳保防护用品，应熟知制造商技术文件中所说明的各种安全作业风险，熟悉其中如“说明”“注意”“警告”等标识内容，具备顶驱作业专业知识，熟悉顶驱结构、电路、液压系统等。在作业准备、操作、停机和维护期间遵守属地安全管理规定，按照制造商提供的相关技术文件实施作业。5.3.2.1对顶驱实施运移前，应确保顶驱各部件间、顶驱与运输工具的可靠连接与固定。5.3.2.2顶驱运行过程中如发现问题或故障应及时停机，并上报由专业人员处理。5.3.2.3要保持现场资料、设备标识、警示标识的字迹清晰、标识明确，并具有可追溯性。5.3.2.4维护开始前，应根据维护内容进行安全操作，如切断电源、液压油、压缩空气等动力源，释放所有蓄能器的压力，挂禁止合闸警示牌或设立临时遮栏，锁定游车位置，司钻房派专人值守等。不4应在设备运转状态下进行维护工作。5.3.2.5液压系统维护操作前，应确认系统无压力，在维护过程中应避免污染物进入液压系统，并且挂牌警示。5.3.2.6对顶驱的检修应在停机状态下进行，必要时应将动力源断开并锁定，以避免带电或带压作业。5.3.2.7安装或更换内防喷器、保护接头时，其上扣扭矩值应达到制造商技术文件中的推荐值。5.3.2.8电缆接插件应可靠连接、无存水，螺纹压接处不应松脱，焊接部位不应有虚焊或断裂点。必要时应更换电缆和接插件。5.3.2.9电缆绝缘性能应满足制造商技术文件要求。电缆外皮无破损，室外电缆连接处应做好防水处理。5.3.2.10应根据制造商提供的技术文件对具有紧固功能的附件，例如螺栓、安全锁、开口销、别针、螺母等进行定期检查，根据情况进行维修或更换。5.3.2.11应根据顶驱制造商提供的文件规定使用润滑剂，包括规格、周期、用量、环境温度等要求。5.3.2.12顶驱油品的加注和更换应符合制造商技术文件要求。5.3.2.13对设备进行维护时，应做好设备标识及警示标示。5.3.2.14顶驱长期不用，需将其放在厂家提供的运输箱或室内保存，并做好防锈、防腐等防护工作。5.3.3.1顶驱的安装拆卸工作前，应确定安装拆卸工作的现场负责人，并对整个安装拆卸过程作业风险进行评估，确保所有参与人员了解安装、拆卸过程，并知晓过程中存在的风险。5.3.3.2进行电气操作时，所用工具的耐压等级和绝缘性能应与顶驱参数匹配。5.3.3.3顶驱的安装、拆卸、吊装及高空作业过程应避免交义作业。5.3.3.4高空作业应确保钻台与井架人员之间的联系，听从现场专人的指挥。高空作业时所用工具和零件应系有安全绳或装在工具袋内以防坠落。工具、零配件不应上抛、下扔。高空作业的正下方及其附近不应有人作业、停留和通过，必要时设置警示牌和隔离带。5.3.3.6顶驱的拆装和维护作业应在断电情况下进行，并释放蓄能器的压力。5.3.3.7应做好顶驱所有操作的安全规划，辨识危害因素，进行风险评估，制订控制措施，识别的风险包括但不限于以下各项：a)顶驱内防喷器作为钻井液截止阀使用将影响其带压密封性能，存在关键时刻操作失效的风险；b)顶驱高速运转时频繁操作刹车会加速刹车盘/片的磨损，存在关键时刻操作失效的风险；c)操作顶驱释放反向扭矩时存在钻具被甩开的风险，应严格按照制造商技术文件要求进行操作，操作时应控制钻具的反转速度，以防事故发生；d)过快上提顶驱存在碰天车的风险，过快下放顶驱存在砸钻台的风险；e)顶驱经过二层台时，存在顶驱吊环前倾碰猴台的风险；f)大风环境作业时，存在游动管缆与其他设备刮蹭的风险；g)吊环回转时，存在回转半径内碰人或设备的风险。应采取措施，保护环境，包括但不限于：a)开展各项工作及工作完成后，应做好废弃物的回收处理，防止环境污染；b)拆卸液压管路前，应关闭液压系统中的阀门，准备适宜的容器、油堵、棉丝等，防止管路打开时，管路中残留的液压油流出，污染设备和周围环境。56安装组织应指定安装拆卸技术负责人和安全负责人，制订安装拆卸的程序，按安装步骤，辨识安装过程的风险和事故隐患，在程序中给出安全警告、提示或说明，并按照程序文件执行，记录并保存程序安装前，应按提供的装箱单清点全部设备，确认设备及其附件已经到位并保持完好，油品、工具a)顶驱控制房宜摆放在靠近电源端口的位置，根据SY/T6586的相关要求，安放位置的地面应垫平，基础水准平面度为±5mm,不应将控制房放在有可燃气体、通风不良、积水、潮湿的环境中，控制房的安装应符合SY/T6671的防爆要求；b)司钻控制台应摆放在方便操作的位置，并且保证司钻在作业时能够清楚地看到各个仪表的显示；a)典型陆地顶驱安装可参考图1。在海洋平台的布置应听从作业方指挥。c)钻台应留有足够的顶驱安装作业空间，满足顶驱配套的井架改造工作已经完成(如果需要)。d)天车底梁至井架钻台面的距离应不小于安全高度、游车和适配器高度、顶驱工作高度、立柱空间、钻台面钻杆接头高度的合计值。e)确认适配器等提升设备安装就位，其安装尺寸应符合GB/T19190的相关要求。g)确认天车、井口、转盘同轴度，应符合SY/T6586中的相关规定，井架校正最大偏差应在h)游车和适配器已经安装到位。对于采用大钩适配器连接形式的，其开口一般朝向绞车；采用i)确认井架预留出足够的管缆安装空间，井架内大钳绳索、钻井大绳(死绳)、井架起升大绳、j)确认电缆及连接件外观无磨损，功能完好，测量电缆绝缘值满足使用要求。6图1典型陆地顶驱安装示意图7首次安装时，应根据制造商提供的井口中心距参数将导轨吊耳安装在井架顶部的天车底梁上。吊耳安装可使用螺栓连接或焊接的形式，确保连接正确且牢固，焊接时应按GB/T19190中的相关规定执行，连接螺栓应采用高强度螺栓。吊耳焊接应在井架安装前进行。吊装顶驱主机应根据制造商要求使用专用索具。吊耳应安装到位。组织应按照制造商的技术文件进行安装。安装导轨调节装置。安装前应根据井架高度提前计算出调节板安装孔的位置。安装导轨时确认导轨不与井架发生碰撞，安装完成后应确保导轨垂直平顺，导轨底面与钻台的距离应为2.0m～2.8m,导轨应具有防护措施。应按照制造商的技术文件进行安装。顶驱本体安装时，确认顶驱及运移架不与井架、导轨及钻台面其他设备发生碰撞。顶驱紧固件的连接扭矩值应符合制造商技术文件要求。所有紧固件应具有防松措施。6.3.4.1顶驱本体和导轨总成安装完毕后，安装反扭矩总成，使主轴与井口中心对正，偏移量应不大6.3.4.2参照制造商提供的技术文件安装其他辅助6.3.4.3下套管装置的连接接口应与顶驱接口匹配。6.3.5.2电缆及管线安装应平顺，避免交叉，不与井架及其他设备发生干涉。6.3.5.3电缆连接应保证相序正确，连接前应注意清洁所有电缆接头的接触点。6.3.5.4连接件应可靠连接、锁紧，连接件的防护装置应固定或单独保存。6.3.5.5与控制房相连的连接件应在顶驱全部安装完成后连接。6.3.5.6确认本体上接头规格与水龙带端接头规格一致后，安装水龙带，紧固活接头，并配装好安全链或者安全绳。顶驱司钻控制台安装参照6.2.2.1。顶驱安装完成后应对以下各项进行操作：a)按制造商文件要求，加注润滑剂；8b)先确认阀门手柄处于正确位置后，再向液压源油箱加液压油；c)电缆连接检查，如接头是否有松动，电缆外皮是否d)确保防松、防坠措施及设备充分和可靠；e)检查紧固冲管总成，确认紧固可靠；f)给电控系统送电前，检查接地情况，开机前确认相序及PLC、M顶驱安装完成后，应进行全面检查，确认各项6.6.2拆卸前应确认顶驱停止运转，动力源已全部切断，剩余能量已完全释放或处于安全锁定状态，应建立有关调试的程序性文件，其程序性文件应按照组织的规定要求记录应确保调试前完成组织规定的所有准备工作，并具备调试前组织要求的所a)导轨滑车；a)运行功能；b)互锁功能；在导轨工作范围内，缓慢上提、下放顶驱，顶驱应移动正常，水龙带、电缆9为电控系统送电前，应检查接地情况，确保接地正确。应检查电气系统连接、供电频率或总电源频率、线路的保护等是否满足应用场景的要求。各操作元件，例如钥匙开关、手轮，是否处于初始位置。调试应至少满足以下要求：a)为电控系统送电时，应逐级检查电压；b)检查各级用电器相序正确，主电动机、冷却风机电动机旋转方向正确；c)检查动力系统仪表、指示灯、监控系统，确保工作正常；d)测试温湿度调节装置功能，确保工作正常；e)测量控制房接地电阻应小于4Ωf)测试系统所有互锁功能正常；g)测试急停、报警、故障发生时，系统响应正确；h)检查并确认数据传输接口，软件界面正常。确保油箱有足够的液压油，各个阀门处于正确位置。启动液压泵，检查动力设备工作情况(例如，电动机旋向正确，液压泵压力、温度正常)。按顶驱液压系统的功能逐项测试各个动作，应能实现所有液压功能。为满足调试工作最终功能的有效性，至少应按表1中的程序进行。表1顶驱调试项目功能检查项目1电动机测试启动及运转正常，无滞动或爬行，扭矩显示正常电动机旋转方向正确2空载运转测试主轴正反转，运转平稳、无异响调速过程中，观察顶驱系统运转时是否有共振点3电动机温升不超过额定温度，刹车满足制动力矩要求4液压管路无渗漏56IBOP开关测试表1(续)功能检查项目7吊环倾斜测试8吊环中位浮动功能测试吊环平稳运动到中位9背钳夹持不打滑；背钳夹持不打滑；卸扣正常、旋扣正常互锁吊环倾斜与旋转互锁吊环倾斜时不能旋转正压防爆功能互锁(如适用)失压后断电指示灯及报警器功能正常，报警数值设置正确指示灯及报警器功能正常，报警数值设置正确顶驱调试完成后，应进行功能检查，确认各项调试工作已经正确完成，功能满足需要，为正式投入运行做好准备。检查工作应由顶驱调试的技术人员进行，检查内容参见附录B。设备的维护包括检查、清洁、润滑和更换易损件。组织应建立有关维护的程序文件，应确定需实施控制的维护设备。按维护内容，应辨识维护过程的风险和事故隐患，在程序中给出安全警告、提示或说明，维护程序文件应按照组织的规定要求进行记录保存。维护设备应满足国际或国家标准的测量要求，维护人员应熟悉相关的专业文件，符合制造商规定的人员资格。宜根据经验、推荐做法和参照但不限于下列一个或多个因素，制订检验维护周期表：b)法律法规要求；c)操作时间；e)建井周期。应根据制造商提供的相关技术文件对顶驱本体进行定期的维护，包括但不限于下列各项：a)检查动力设备(电动机和液压马达)、刹车装置、编码器总成、冷却系统，按文件要求维护；b)检查传动机构润滑情况，按文件指导清理、添加或更换润滑剂；c)润滑冲管总成，检查泄漏情况，按文件进行调整或更换；d)润滑提环销，按文件要求维修或更换；e)润滑旋转头；f)润滑背钳防护装置，检查背钳防护装置的磨损程度，按文件要求修理或更换g)润滑吊环吊耳，检查吊环与旋转头和吊卡的磨损，根据磨损情况降低承载能力或更换；i)检查内防喷器工作情况，按文件要求进行修理或更换；j)检查螺纹防松装置工作情况，按文件要求调整或更换。应根据制造商提供的相关技术文件对导轨和滑车进行定期的维护，包括但不限a)检查吊耳、导轨调节补偿装置的磨损、锈蚀、凹陷、开裂情况，按文件要求更换；b)检查防松装置工作是否正常；c)检查导轨焊缝、导轨连接销轴及销轴孔、导轨间隙及开裂情况，按文件要求补焊或更换；d)检查钻杆主轴是否位于井口中心，按文件要求调整反扭矩梁使主轴中心与井口中心对正；应根据制造商提供的相关技术文件对液压系统进行定期的维护，包括但不限b)检查液压系统的液位、压力、温度及液压油的清洁度等，按文件要求进行添加或更换；c)检查过滤器滤芯的使用情况，根据厂家要求进行清洗或更换；应根据制造商提供的相关技术文件对电控系统进行定期的维护，包括但不限a)检查控制房内温度、湿度，根据制造商文件要求实施温度、湿度调节措施；b)检查电缆磨损、电缆连接件松动、破损等，按文件要求修理或更换；c)定期清理控制房尘土，保障控制房整洁；d)检查电动机风机的风压及进风口散热器情况，按文件要求调整、更换或清洁；e)检查防爆系统设备运行情况，按文件要求修理或更换；f)检查控制房门、控制柜门是否密封可靠、无变形，按文件要求修理或更换；g)检查电动机绝缘性能是否满足制造商技术文件要求，主电动机是否干燥(如适用),按文件要应按照制造商提供的维护手册对顶驱的相应部位进行日检、周检、月检、季检、半年检、年检，组织可以将附录B作为指南，对于小修或者大修按照制造商的文件要求执行。在关键工作前(例如开钻前)及关键工作