varco用户手册中文版

TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 1 -18-7-27TDS11SA顶部驱动钻井系统VARCO 钻井系统用户手册2007 年 10 月TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 2 -18-7-27系统说明前言 手册体例安全知识 本手册中凡是出现有可能引起人身伤害或设备损坏的有关信息均以一定格式表示以引起用户注意重要信息、警告或注意小心。见以下举例并注意这些重要提示。表明在操作及维护过程中没有人身伤害及设备损坏的危险。 表明有可能损坏设备 。 表明存在着伤害人身的危险 。在操作、检查及维修前阅读本手册及相关文件以避免人身伤害及设备损坏。方位说明 本手册中涉及的部件前后左右方位假定 TDS-11SA 对着井口，站在其后面看顶驱系统（TDS-11SA） 。手册式样这一册包括几个独立小本，可以方便地单独运用。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 3 -18-7-27第一章 总 述说明 本册包括组成 TDS-11SA 顶驱钻井系统的主要部件的说明和操作理论。TDS-11SA 顶部驱动钻井系统具有结构紧凑和轻便的特点。两套 350 马力或 400 马力变频交流钻井电机为 TDS-11SA 提供钻井动力，一套液压系统为所有辅助功能提供动力，省去了一套单独的液压动力系统和液体伺服回路。下面的图 11 给出了组成 TDS-11SA 的九个组成部分。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 4 -18-7-27TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 5 -18-7-27图 1-1 典型的 TDS-11SAAC Drilling Motors 交流钻井马达 Bail 提环 Carriage and guide beam 滑动架及导轨 counterbalance system 平衡系统 Gooseneck 鹅颈管 bonnet 阀罩 washpipe packing assembly 冲管盘根总成 transmission/motor housing and swivel assembly 传动/电机和水龙头总成pipehandler 管子处理装TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 6 -18-7-27第二章 主要部件说明介绍 以下介绍的 TDS-11SA 零部件和定义的条目适用于整个手册。交流钻井电机 TDS-11SA 使用了两个 400 马力或两个 350 马力的交流电机，垂直并排安装在主机顶部给 TDS-11SA 提供动力（见图 1-2） 。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 7 -18-7-27图 1-2 交流钻井马达TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 8 -18-7-27AC 350 hp drilling motor 350 马力交流钻井马达 350 hp AC drilling motor 350 马力交流钻井马达 main body 主机TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 9 -18-7-27一个经过改装的“D”型端面将钻井电机联接到主机上。这种安装方法在电机安装时不需要加垫片或专门找中。每台电机都有一个双端轴，轴下端安装传动小齿轮，而制动器安装在轴上端。每台电机顶部装有两个液压盘式制动器，保持钻柱扭矩，在定向钻井作业中辅助钻柱定向（图 1-3） 。有一个电磁阀可以遥控液压盘式制动器。图 1-3 交流钻井马达制动器Calipers and shoes 刹车座和闸瓦 brake disc 制动盘TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 10 -18-7-27交流钻井电机是开放式设计，可以让冷却空气流经电机内部，这些电机是专门为顶驱系统制造的，它们配备有内部温度传感器，双层漆包线圈，高载量轴承和锥形输出轴，改善了小轴承和制动轮毂的使用寿命。电机冷却系统 TDS-11SA 的电机冷却系统为一就地吸气式的离心鼓风机，配备有两台安装在钻井电机顶部的 5 马力交流电电机（图 1-4） 。冷却系统经过制动器罩/进气口抽进空气，经过刚性气道将空气排送到每台钻井电机顶部的风口。冷却空气然后通过开放型钻井电机内部，最后从电机底部的百页窗口排出。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 11 -18-7-27图 1-4 马达冷却系统TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 12 -18-7-27TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 13 -18-7-27传动/电机（主机）和水龙头总成 传动/电机和水龙头总成将交流钻井电机产生的动力传递给钻柱（图 1-5） 。传动/电机主机内双级减速的单速齿轮系统可以提供由电机到主驱动轴的 10.5:1 传动比。电机主机形成一个密闭的润滑油室，润滑齿轮和轴承。齿轮和轴承由油泵供给润滑油，轴承与主机连为一体，一个低速液压电机驱动油泵，经过滤的润滑油在主止推轴承、上锥齿轮、下径向复式齿轮轴承及齿轮啮合处不断循环。主轴和鹅颈管之间装有一标准冲管盘根总成。鹅颈管由罩体支撑。锻制合金钢水龙头提环采用销钉与标准钻井大钩相联，提环装有润滑脂的黄铜衬套固定。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 14 -18-7-27图 1-5 传动/马达（主机）与水龙头总成Transmission/motor housing main body 传动 /马达总机 pinion gears 小齿轮 main shaft assembly 主轴总成 spur gears (helical optional) 正齿轮（可用斜齿齿轮）bull gear 大齿轮TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 15 -18-7-27TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 16 -18-7-27平衡系统 平衡系统包括连在提环与大钩之间的两个液缸（图 1-6） 。当系统工作时，这两个液缸支撑 TDS-11SA 的大部分重量。在上卸扣时平衡系统可以将钻柱部分重量提起以保护钻具接头丝扣。TDS-11SA 还有一个称为“立柱上跳”的可选部件。司钻控制台上有一个开关，可用来将平衡液缸的操作方式由平衡状态（DRILL）改变到立柱上跳（STANDJUMP）位置。有了立柱上跳（STANDJUMP）装置，在卸扣时就可以使用平衡液缸将顶部驱动装置提起来，这样可以减少丝扣上的应力并避免丝扣损坏。平衡液缸可以将水龙头提环提离大钩上的接触点。这两个液缸与固定在主机上的液压气动蓄能器相联。一个手动阀门可以伸缩液缸辅助钻机安装。蓄能器通过液压油充能并保持一个预设的压力，其值由位于主机内的液压控制系统主管汇中的平衡回路预先设定。液压管汇控制所有到达 TDS-11SA 的液压动力。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 17 -18-7-27图 1-6 平衡系统Bail 提环 hydraulic cylinders 液缸TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 18 -18-7-27滑动架和导轨 TDS-11SA 沿导轨上下游动，导轨位于与主机相联的滑动架上（图 1-7） 。导轨悬挂在天车上，并一直延伸到距钻台不到 7 英尺处。导轨与安装在井架距钻台 10-15 英尺高的扭矩反作用梁相联。传动装置旋转钻柱时产生的钻井扭矩作用到导轨上。导轨是分段的，并通过一个支架悬挂在天车上。导轨各段用销子固定在一起，采用这种铰接连接是为了方便安装，可以在钻台上一次将一段联结起来，然后用 TDS-11SA 将导轨整体吊起与天车联接。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 19 -18-7-27图 1-7 滑动架和导轨Front 前 Main Body 主机 guide beam 导轨 carriage assembly 滑动架总成 guide beam connecting link 导轨连接吊杆 power train 动力线 guide beam(assembled) 导轨( 已安装) lower attachment&spreader beam 下部连接与悬框TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 20 -18-7-27液压控制系统 液压控制系统（图 8 和 9）是一个完全封闭的系统。一个 10 马力、转速为 1800 转/分钟的交流电机驱动两个液缸并给液压系统提供能量。一台固定排量式泵驱动润滑系统电机，一台可变排量式泵给交流钻井电机制动器，动力旋转头，遥控式内防喷阀，背钳液缸，吊环倾斜器和平衡系统提供液压动力。液压管汇装在主机上，其中装有电磁阀、压力和流量控制阀。液压油贮存在一个无缝不锈钢油缸内，这样，钻机搬迁时不需要将液压油抽干和重新加满。油缸安装在两台钻井电机之间，配有过滤器和油面观察计。主机上装有三个液动-气动蓄能器。平衡系统使用最大的蓄能器，中间的蓄能器不足以承受可变排量式泵，最小的蓄能器处理内防喷阀内防喷阀内延迟电路。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 21 -18-7-27图 1-8 液压控制系统Hydraulic motor for lubrication oil system 润滑系统液压马达 hydraulic manifold 液压管汇 (as viewed from below) 仰视hydraulic oil reservoir (between AC drilling motors) 液压油箱( 位于交流钻井马达之间) counterbalance accumulator 平衡系统蓄能器IBOP delay circuit accumulator IBOP 延迟电路蓄能器 variable displacement pump accumulator 可变排量泵蓄能器Rotating head motor and shot pin assembly 旋转头马达与短锁销总成 10 hp AC motor and pump assembly10 马力交流马达与泵总成TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 22 -18-7-27图 1-9 液压系统图TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 23 -18-7-27PH-55 管子处理装置 PH-55 管子处理装置由以下主要部件组成（图 1-10）：旋转吊环配接器扭矩背钳双向吊环倾斜装置内防喷阀吊环和钻杆吊卡旋转吊环配接器位于管子处理装置顶部的动力旋转吊环配接器是一个滑环，起钻或吊环倾斜装置定位，管子处理装置随钻柱一起旋转时，可使液压管汇保持连通。旋转吊环配接器也为吊环倾斜装置，背钳液缸，以及遥控式内防喷阀启动器提供了连接。当旋转时，旋转吊环配接器内的槽与承载阀杆内的径向孔对正，液压油可在旋转吊环配接器和承载阀杆之间流动，承载阀杆上端的径向通道与流入液压装置的各个软管交汇。承载阀杆下端的径向通道与旋转吊环配接器内的密封槽交汇，旋转吊环配接器与流向管子处理装置上的所有启动器软管依次连接。旋转吊环配接器由液压驱动电机（图 1-11）提供动力，可使它双向旋转，旋转吊环配接器液压电机由电磁阀操纵。TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 24 -18-7-27图 1-10 PH-55 管子处理装置TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 25 -18-7-27图 1-11 液压传动电机Rotating link adapter 旋转吊环配接器 Rotating link adapter drive motor and shot pin assembly 旋转吊环配接器驱动电机和制动销 10 hp AC motor and pump assembly 10 马力交流电机和泵总成 hydraulic drive motor 液压驱动电机 position sensors 定位传感器 shot pin 制动销 link adapter rotation gear 吊环配接器旋转齿轮TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 26 -18-7-27扭矩背钳扭矩背钳（图 1-12）由悬挂于旋转吊环配接器的反扭矩架支撑。背钳安装在保护接头下台肩的下方，包括两个镶块夹爪和一个夹紧液缸，与保护接头相连时，用于夹紧钻柱母扣端，背钳与反扭矩架相接，可以上下移动，便于松紧丝扣和上卸扣时承受反扭矩。图 1-12 PH-55 扭矩背钳TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 27 -18-7-27Torque arrestor frame 反扭矩架 torque back-up clamp assembly 扭矩大钳 clamp cylinder gate 大钳液缸阀TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 28 -18-7-27双向吊环倾斜装置双向吊环倾斜装置（图 1-13）液缸包括固定于旋转吊环配接器的液缸抽油杆和通过卡紧装置固定于吊环上的液缸体。通过控制司钻控制台开关，对液缸加压，使钻杆吊卡移至小鼠洞或钻至钻台面。自由浮动可使吊环位于井口，液缸上的闩锁限制了吊卡只能移到井架工的位置，通过接钢丝绳可松开闩锁，使吊卡移到小鼠洞位置。图 1-13 双向吊环倾斜装置Link tilt crank assembly 吊环倾斜器曲柄装置 clamp 大钳 mousehole position 小鼠洞位置 derrickmans position 井架工位置 well center(float position)井口（浮动位置） pin 销子 latch 闩锁 link 吊环 elevator 吊卡 drill down position 钻至钻台面TDS11SA 顶部驱动钻井系统- 29 -18-7-27内防喷阀（IBOP）管子处理装置内的内防喷阀（图 1-14）是一个球型，全尺寸，内开口安全阀，手动式下阀用于井控系统，两个阀都采用 6 5/8 英寸右旋正规扣，额定工作压力为 1