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安装 使用产品前安装 使用产品前 请阅读使用说明书请阅读使用说明书 STG 型铁钻工 使用说明书使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 Hubei Jianghan Petroleum Instrument Meter Co Ltd 目 录 前 言 1 1 仪器介绍 2 1 1 综述 2 1 2 组成 2 1 3 部件描述 3 1 3 1 液压大钳 3 1 3 2 旋扣器总成 4 1 3 3 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成 6 1 3 4 液压回路部件 10 1 3 5 远程控制台 11 1 4 铁钻工技术参数 14 1 5 尺寸规格 15 1 5 1 最大伸展 最小举升尺寸 15 1 5 2 最大伸展 最大举升尺寸 15 1 5 3 最大伸展 顶部尺寸 16 1 5 4 最大收缩 侧部尺寸 16 2 安装 17 2 1 安装前准备 要求和步骤 17 2 1 1 总体要求 17 2 1 2 初步安装 17 2 1 3 客户确认液压系统中流体的洁净 17 2 1 4 电气系统和部件 17 2 1 5 液压系统及组件 17 2 1 6 特殊工具 18 2 1 7 设备移动危害 18 2 2 安装步骤 18 2 2 1 吊起铁钻工 19 2 2 2 固定铁钻工 19 2 2 3 安装远程控制台 20 2 2 4 安装液压管线与供电电缆 21 2 2 5 液压动力装置的安装 22 2 2 6 顾客系统配置 22 2 2 7 STG 型铁钻工系统配置 23 2 3 检验程序 24 2 3 1 安装检验程序 24 2 3 2 液压动力单元安装检验程序 24 2 3 3 控制部分安装检验程序 24 2 3 4 启动检验程序 25 2 3 5 系统设置检验程序 25 2 3 6 限位开关设置检验程序 25 3 操作 27 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 2 3 1 控制和设置 27 3 1 1 控制系统描述 27 3 1 2 远程控制台 27 3 1 3 限位开关接线箱 29 3 1 4 井口 鼠洞 待机工位转换限位开关设置 32 3 1 5 扭矩设置面板 33 3 1 6 液压控制箱 35 3 2 操作说明 36 3 2 1 井口 鼠洞 待机工位转换 36 3 2 2 上扣 卸扣操作 36 3 2 3 紧急停车程序 41 3 2 4 紧急停车后的重新启动 42 3 2 5 卸扣时间设置 42 4 设备维护 43 4 1 预防性维护与一般预防性维护 43 4 1 1 预防性维护 43 4 1 2 预防性 定期维护 44 4 1 3 润滑和检验 45 4 2 设备的定期维护 47 4 2 1 液压大钳的维护 47 4 2 2 导轨 导向器 伸缩臂的维护 48 4 2 3 旋扣器的维护 48 4 2 4 远程控制台的定期维护 49 4 3 推荐使用润滑油和液压油 49 4 3 1 液压油 49 4 3 2 润滑脂 50 4 4 一般性维护 50 4 4 1 危险描述及防护 50 4 4 2 一般性电气系统维护 51 4 4 3 铁钻工一般维护 52 4 5 主要组件的维护 52 4 5 1 液压大钳总成的维护 53 4 5 2 远程控制台维护 53 4 5 3 更换背钳腭板 54 5 故障及排除方法 55 5 1 故障分类 55 5 1 1 机械故障 55 5 1 2 液压回路和阀体 55 5 1 3 电气和控制系统元件 55 5 2 设备运行故障的排除 56 5 2 1 运行模式故障 56 5 2 2 水平移动故障 56 5 2 3 垂直定位故障 57 5 3 组件故障排除 58 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 3 5 3 1 机械部件故障排除 58 5 3 2 液压组件的故障排除方法 61 前前 言言 欢迎您使用石钥产品 本书由湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司出版 江仪股份或江仪股份公司均为本公司的简称 我们已 经进行了仔细的校勘和核对 但不能保证本书完全没有任何错误和疏漏 在第一次安装和使用本产品之前 请您务必仔细阅读使用说明书 这会有助于您更好地使用本产品 如果 您未按本书的说明及要求操作产品 或因错误理解等原因误操作而导致的任何损失 本公司将不对此承担 任何责任 本公司致力于不断改进产品功能 提高服务质量 因此保留对本书中所描述的内容进行更改而不预先通知 的权利 本书的用途在于帮助您正确地使用石钥产品 书中所有的陈述 信息和建议不构成任何明示或暗示的担保 其图片仅供参考 如有个别图片与产品实物不符 请以产品实物为准 本书是产品的组成部分 在产品寿命期内请 妥善保存以备将来参考 本说明书采用醒目标志来表示操作过程中应特别注意的地方 标志意义如下 警告 警告标识表明致使设备损坏或人员受伤的风险确实存在 如果违反安全操作规程有可能导致严重或 致命的人员伤害 巨大的设备损伤 或延长钻机停机时间 注意 注意标识表示该操作有可能对设备产生潜在的损害或对人体造成伤害 应严格遵照指示操作 在进 行操作或执行程序时 若有该标识 应特别注意 说明 说明标识表示关于所提供的为当前话题相关的附加信息 Copyright 2007 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 版权所有 保留一切权利 未经本公司事先书面授权 任何单位和个人不得擅自复制 抄录本书内容的部分或全部 并不得以任何形 式传播 或将本书翻译成任何文字 SY 石钥 JPIM 派创江汉 PTJH 均为湖北江汉石油仪器 仪表股份有限公司的商标 本书中出现的其他商标 由各自的所有人拥有 如果您在使用过程中发现本产品的实际情况与本书有不一致之处 或您想得到最新的信息 或您有任何问 题或想法 请垂询或登陆 电话 027 81710536 网站 http STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 2 1 仪器介绍 1 11 1 综述综述 STG 型铁钻工采用模块化设计 结构紧凑 全液压驱动 使用前需固定在工作面上 伸缩臂结 构与旋转机构使铁钻工能够将其工作机构在待机 停车 伸缩 位置与井口 鼠洞和待机位置 旋转 之间自由切换 工作机构可以沿导轨在垂直方向移动 以适应工作位置管柱接头的高度 限位开关 箱内安装有分别对应井口 鼠洞和缩回待机的伸缩限位开关 能保证铁钻工工作机构在待机位置和 工作位置准确伸缩定位 安装在导轨总成法兰上的两只限位开关分别对应井口和鼠洞工位 能使铁 钻工工作机构在工位转换时准确旋转定位 STG 型铁钻工使用一套 V 型夹钳 能够对不同规格尺寸的钻杆 钻铤执行上扣及卸扣操作 尺寸 范围为 108 mm 4 1 4 in 到 241 5 mm 9 1 2 in 的标称钻杆 钻铤 旋扣器工作时 能够自动定心 并补偿钻杆接头的轴向位移 液压大钳总成由主钳和背钳组成 主钳 背钳各有一套夹紧机构 主 钳能相对背钳旋转一定的角度 从而完成管柱接头螺纹的紧扣或松扣 STG 型铁钻工工作时一般使用远程控制台或遥控器进行操作 液压控制箱和控制面板总成 安 装在铁钻工的机架上 在设置扭矩 夹紧压力或进行设备安装调试 维护时可以打开液压控制箱进 行手动控制 控制面板总成上装有扭矩调节旋钮 用于调节液压大钳的工作扭矩 1 21 2 组成组成 图 1 1STG 型铁钻工主要组成部分 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 3 1 31 3 部件描述部件描述 表 1 1 STG 型铁钻工主要组成部分 部件名称描述 液压大钳 液压大钳由主钳和背钳组成 主钳在液压缸作用下可以相对背钳旋转 主钳 背钳的夹紧机构结构相同并且能相互独立的工作 依靠两只液压缸带动腭板夹 紧管柱 当进行紧扣或松扣作业时 主钳 背钳分别夹紧上下两根管柱的接头部分并施 加扭矩 在配置有偏转功能时 钳体可在 10 范围内偏转以适应管柱偏斜 旋扣器 旋扣器由液压马达驱动上下两组滚轮 依靠滚轮与管柱之间的摩擦力传递旋扣 扭矩 从而完成管柱螺纹的旋进旋出 旋扣器总成使用弹簧悬挂 夹紧时自动 适应管柱中心并能随管柱螺纹的旋进 旋出轴向位置缩短或伸长 在配置有偏转功能时 旋扣器可在 10 范围内偏转以适应管柱偏斜 底座 导轨 导向器 伸 缩臂总成 伸缩臂能够折叠 用于水平方向伸展 回缩铁钻工工作机构 底座上的回转驱 动机构可使铁钻工实现工位的变换 与导向器相连的举升油缸可使伸缩臂总成 沿导轨在垂直方向上下移动 控制部分 远程控制台 遥控器用于铁钻工的远距离操作 液压控制箱内装有多路换向阀 电液控制系统可从远程控制台或遥控器位置远 距离控制 也可以在液压控制箱进行本地控制 急停按下或控制电源中断时 控制面板总成用于调整最大上扣扭矩 最大钳口夹紧力等 液压动力单 元 液压动力单元的最大工作压力为 21MPa 3000psi 流量为 120lpm 32gpm 该单元为选配部件 1 3 1 液压大钳 1 3 1 1 液压大钳简介 液压大钳是为管柱提供紧扣或松扣扭矩的单元 液压大钳使用专用的紧扣 松扣选择开关 利用 远程控制台或遥控器进行控制 液压大钳由主钳和背钳组成 背钳支撑着主钳 固定在大钳支座上 主钳和背钳内分别装有两 个运动方向相反的液压缸 依靠两只液压缸的压力将腭板压紧于管柱接头处 在可靠夹紧后主钳相 对背钳旋转 实现管柱接头螺纹的紧扣和松扣 背钳和主钳夹紧油缸由两个单独的液压回路进行控制 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 4 表 1 2 液压大钳技术规格 长度914 mm 36 in 宽度1445 mm 56 7 8 in 高度 689 mm 27 1 8 in 重量 1498 Kg 3300 lb 表 1 3 液压大钳运行参数 适用的钻杆 钻铤尺寸范围108 241 5 mm 3 1 2 9 1 2 in 最大扭矩 上扣 90000 N m 66 000 lb ft 最大扭矩 卸扣 120000 N m 88 000 lb ft 1 3 1 2 液压大钳结构 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 5 图 1 2 液压大钳结构 1 3 2 旋扣器总成 1 3 2 1 旋扣器总成简介 1 3 2 1 1 旋扣器 旋扣器由两个悬挂器总成悬吊在立柱总成上 并由两根可调节长度的拉伸弹簧保持平衡 位于 液压大钳正上方 见图 1 1 由铰接在一起的左右两个支臂组成 在左右支臂间装有一个夹紧油缸 左右支臂上分别装有两组滚轮 由四只液压马达驱动 夹紧油缸为滚轮抱紧钻杆 钻铤管柱提供夹紧 力 旋扣器通过滚轮与钻柱之间的摩擦力矩实现接头螺纹的旋进旋出 旋扣器可以对管径 108 241 5 mm 4 1 4 9 1 2 in 范围内的钻杆 钻铤进行作业 表 1 4 旋扣器技术规格 长度930 mm 36 5 8 in 宽度 889 mm 35 in 高度 673 mm 26 1 2 in 重量 567 5 Kg 1250 lb 进油管线16 mm 3 4 in ID 内径 回油管线16 mm 3 4 in ID 内径 表 1 5 旋扣器运行参数 适用的钻杆 钻铤尺寸范围89 241 5 mm 3 1 2 9 1 2 in 最大旋扣器转速80rpm 5 in 钻杆 最大旋扣器扭矩 3050N m 2250 ft lb 1 3 2 1 2 立柱总成 立柱总成 见图 1 3 插座式安装于大钳支座上 支撑着旋扣器 立柱总成与旋扣器采用浮动 式悬挂系统 使旋扣器工作时能自动补偿管柱螺纹旋进 旋出时的轴向位移 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 6 1 3 2 2 旋扣器总成结构 图 1 3 旋扣器总成 1 3 3 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成 1 3 3 1 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成简介 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成为铁钻工的机械定位单元 在钻井作业的不同时间段 需 要将铁钻工系统在钻机上的几个不同位置 井口 鼠洞 和铁钻工待机位置间旋转和移动 铁 钻工的工位转换通过底座 导轨 导向器 伸缩臂总成得以实现 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成能够使铁钻工在水平和垂直方向移动 固定在底座和导轨 上的回转轴承可以带动导轨 导向器 伸缩臂总成在水平面内旋转 所有铁钻工定位所需的伸缩 举升 旋转操作都可以通过远程控制台或液压控制箱手动操控 而且伸缩臂总成在所有的伸展 点都可以保持液压大钳的夹紧部件处于垂直位置 1 3 3 2 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成结构 铁钻工的底座 导轨 导向器 伸缩臂总成由以下部件构成 底座总成 导轨总成 导向器总成 伸缩臂总成和液压部件 底座总成通过插座式安装固定在钻台插孔上 导轨总成通过回转轴承固定在底座总成上 回转 轴承由液压马达驱动 用于工作机构在鼠洞和井 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 7 口之间进行工位切换 导向器总成安装在导轨总成正上方 通过举升油缸实现导向器总成的垂直运 动 伸缩臂总成与导向器总成相连 通过伸缩油缸实现伸缩臂的伸缩运动 图 1 4 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成结构 1 3 3 3 主要部件描述 1 3 3 3 1 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成 底座 导轨 导向器 伸缩臂总成在铁钻工操作中有 4 个关键功能 1 铁钻工的底座总成固定在平台插孔中 提供铁钻工的支撑结构 2 导轨总成与导向器总成为举升油缸提供结合点 3 导轨总成装有两个轨道 支撑导向器总成 并提供一个导轨面使导向器总成的导向轮在其上 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 8 运行 使铁钻工可以垂直移动 4 当在不同工位进行操作时 底座上的回转装置可使铁钻工在井口 鼠洞工位准确定位 1 3 3 3 2 导轨总成 导轨总成通过回转轴承与底座总成连接 由液压马达带动回转轴承旋转 从而带动导轨总成及 安装在它上面的导向器总成 伸缩臂总成等部件一起绕底座中心回转 当铁钻工到达所选工位时 安装在导轨总成法兰面上的行程限位开关断开该工位控制阀块供电 铁钻工自动在该位置停止运动 1 3 3 3 3 伸缩臂总成结构 图 1 5 伸缩臂总成结构 1 3 3 3 4 伸缩臂总成说明 铁钻工伸缩臂总成由二组平行连接六个连接臂组成 这六个连接臂与中间关节组件共同组成两 个平行四边形机构 左 右肘组件完成两个平行四边形之间的运动传递 伸缩油缸为伸缩臂的伸展 与收缩提供动力 图 1 5 中右端四个销轴孔与大钳支座连接 通过行程限位开关的控制 该组件可 以将液压大钳及旋扣器准确定位到工作位置 井口或鼠洞 和待机 停止位置 当然也可以停留在行 程范围内的任意位置上 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 9 收缩位置 伸展位置 图 1 6 伸缩臂收缩 伸展位置 1 3 3 3 5 导向器总成 导向器总成在铁钻工系统上有两个主要功能 1 导向器总成可以将铁钻工在垂直方向举升 而且将铁钻工载荷转移到导轨结构上 2 导向器总成为伸缩臂总成和伸缩油缸提供枢轴连接点 导向器总成直接安装在导轨总成上 由安装在导向器焊接组件上的四个导向轮和导向块组件实 现对导向器总成的定向 并通过导向轮将载荷传递到导轨总成上 举升油缸一端连接在导向器总成 上 另一端连接在导轨总成上 通过举升油缸的伸缩实现导向器总成在垂直方向的升降 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 10 图 1 7 导向器总成 1 3 4 液压回路部件 铁钻工设备特征可能会因型号的不同而有差异 请参照该说明书部件清单部分的液压系统示意 图中相关内容 1 3 4 1 举升油缸 安装在导向器总成与导轨总成之间的举升油缸 用于在垂直方向定位铁钻工液压大钳和旋扣器 1 3 4 2 举升阀块组件 举升油缸下方安装着举升阀块组件 使用插装式溢流阀 平衡阀和流量控制阀 溢流阀用于防 止举升油缸移动时出现超载运行 平衡阀可以控制举升油缸的进回油通道 保证铁钻工液压大钳可 以停留在合适的工作高度 流量控制阀用于调节举升油缸的流量 控制举升油缸的升降速度 1 3 4 3 伸缩油缸 安装在导向器总成上 用于伸展 收缩伸缩臂总成 1 3 4 4 伸缩阀块组件 伸缩阀块安装在两只伸缩油缸中间 固定在导向器总成上 所有阀件均为插装阀 两只溢流阀 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 11 用于分别设置伸缩油缸的伸展 收缩工作压力 伸缩阀块组件的液控单向阀为伸展行程提供背压 保证伸缩臂运动平稳 两个针阀安装在液压回路两侧 针阀的主要功能是调节伸缩油缸的速度 针 阀在出厂时已设置完毕 一般不需要另行调节 1 3 4 5 回转轴承组件 固定在底座总成上支撑着导轨总成 带动底座总成以外的各备件旋转 1 3 4 6 转盘阀块组件 转盘阀块组件安装于导向器总成之上 该阀块组件用于控制回转轴承驱动马达 实现铁钻工旋 转工位的准确定位 1 3 4 7 摆动油缸组件 驱动摆动支座带动工作机构一起偏转一定角度 1 3 4 8 摆动阀块组件 安装在伸缩臂上 控制摆动油缸组件 1 3 4 9 扭矩油缸组件 安装在主钳和背钳之间 给主钳提供扭矩 1 3 4 10 旋扣器夹紧油缸组件 连接旋扣器的左 右臂 为旋扣器的滚子提供夹紧力 1 3 4 11 旋扣器夹紧油缸阀块组件 直接安装在旋扣器夹紧油缸组件上方 控制旋扣器夹紧油缸组件的动作 1 3 4 12 液压马达组件 安装在旋扣器滚子总成的两端 带动滚子一起旋转 1 3 4 13 马达阀块组件 安装在旋扣器左臂上 控制液压马达组件的动作 1 3 4 14 液压管线 连接元件 形成液压回路 1 3 5 远程控制台 1 3 5 1 远程控制台简介 远程控制台如图 1 9 所示 为江仪股份公司所提供的常用型 只需一名操作人员就可以利用远 程控制台完成管柱的上扣和卸扣操作 远程控制台是独立式的单元 置于平台 或者置于司钻房内 或旁边 或者集成于司钻房内的操作面板上 为便于操作人员观察钳口与管柱接头之间的相对位置 一般将远程控制台置于钳口正前方 45 范围内 远程控制台包括铁钻工操作所需的选择开关 急停 按键开关 状态指示灯和电子显示扭矩表 远程控制台内含有控制电路 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 12 铁钻工操作人员可使用远程控制台执行以下操作 收放铁钻工伸缩臂 升降液压大钳 自动 单步控制切换 自动上 卸扣 旋扣器上 卸扣 主钳紧 松扣 钳体偏转 回正 可选配置 动作急停功能 实现井口 鼠洞或待机旋转工位切换 实现电控 遥控控制端切换 调节旋扣器卸扣时间以适应不同管柱 开 闭铁钻工电气系统 所有的信号线 与远程控制台相连的控制线和电源线都通过机柜的电缆入口出入 远程控制台 供电电源为 24VDC 10A 1 3 5 2 远程控制台图示 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 13 图 1 8 远程控制台 1 3 6 遥控器 1 3 6 1 遥控器简介 铁钻工专用遥控器面板如图 1 10 所示 为特殊定制的防爆遥控器 只需一名操作人员就可以利 用遥控器完成管柱的上扣和卸扣操作 遥控器是独立式的单元 由专门操作人员随身携带 为便于 操作人员观察钳口与管柱接头之间的相对位置 操作人员应位于钳口正前方 45 范围内 遥控器包 括铁钻工操作所需的选择开关 急停按键开关 状态指示灯 遥控器内含信号收发模块和充电电池 铁钻工操作人员可使用遥控器执行以下操作 收放铁钻工伸缩臂 举升液压大钳 旋扣器上 卸扣 主钳紧 松扣 实现井口 鼠洞工位切换 钳体偏转 回正 可选功能 动作急停功能 关闭遥控器电源 1 3 6 2 遥控器图示 图 1 10 遥控器 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 14 图 1 9 遥控器 1 41 4 铁钻工技术参数铁钻工技术参数 表 1 6 STG 铁钻工技术参数 重量3 447 kg 7 600 lb 旋扣器管径适应范围88 241 5mm 3 1 2 9 1 2 in 旋扣转速 5 in 钻杆 80 rpm 旋扣扭矩3 050 N m 2 250 lb ft 液压大钳管径适应范围108 241 5mm 4 1 4 9 1 2 in 上扣扭矩 最大 90000 N m 66 000 lb ft 卸扣扭矩 最大 120000 N m 88 000 lb ft 连接高度 最大 1 400 mm 55 in 连接高度 最小 465 mm 18in 水平行程1 400 mm 55 in 垂直行程960 mm 38 in 表 1 7 系统要求 铁钻工专用液压站 21 MPa 3000 psi 206 8 bar 液压系统压力 用户自备液压站 16 MPa 2300 psi 160 bar 需要另外订购增压组件 液压系统流量120 lpm 32 gpm 电控要求24VDC 10A 用户自备液压站时 1 51 5 尺寸规格尺寸规格 1 5 1 最大伸展 最小举升尺寸 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 15 图 1 10 最大伸展主视图 1 5 2 最大伸展 最大举升尺寸 图 1 11 最大伸展 最大举升主视图 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 16 1 5 3 最大伸展 顶部尺寸 图 1 12 最大伸展俯视图 1 5 4 最大收缩 侧部尺寸 图 1 13 最大收缩主视图 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 17 2 2 安装安装 2 12 1 安装前准备 要求和步骤安装前准备 要求和步骤 以下铁钻工的安装要求和步骤是基于所有的安装前准备工作和钻机 修井机安装已完成 2 1 1 总体要求 虽然有可能已经提供了许多安装布局和安排 但在进行铁钻工安装之前 还必须要有严格的准 备工作 并对安装进行各方面的考虑 在安装铁钻工系统之前 要认真对铁钻工 液压动力装置 液压站 辅助管束回路 远程控制 台等进行布局 确保安装位置方便 安全 安装前的考虑有助于清除可能存在的各种约束和困难 在现场安装操作前 请检查铁钻工总成和控制部分 确认所有的组件都齐备 可随时使用 在 需要润滑的部位已按规定添加润滑脂 2 1 2 初步安装 打开所有的组件和部件包装后 按照以下步骤检验 1 查看所有部件和组件的详细目录 如果有缺失或不正确部件 通知江仪股份公司 2 检查所有的组件和部件是否在运输过程中有损伤或腐蚀 如果运输过程中 某组件或部件被 损坏 通知承运商 如果发生不合理的腐蚀 通知江仪股份公司 2 1 3 客户确认液压系统中流体的洁净 在任何江仪股份公司的设备与客户的液压管道系统进行连接之前 客户必须确认其液压流体 系 统清洁度符合 ISO440615 12 要求或更高 2 1 4 电气系统和部件 当客户使用自备的液压动力装置时 其液压动力装置必须满足 STG 型铁钻工对流体压力 流量 清洁度等方面的要求 另外还必须为 STG 铁钻工控制系统提供 220VAC3A 电源接口 电气系统专门为钻 修井工业设计 所有的电缆 接线箱 传感器 电缆接头及相关设备能够在 Division 2 ZONE 2 危险区域的环境中正常使用 在开始使用该设备进行工作之前 请首先熟悉电路原理 以及设备电源 电压要求 在该设备进行安装 维护或维修时 断开所有的电源 锁定开关并标识以防可能伤害 在连接 断开电缆 导线时 确认所有的导线和电缆都已经正确地标识以方便重新连接 2 1 5 液压系统及组件 该液压系统和组件专门为钻 修井工业设计 该设备的液压可高达 21Mpa 3000psi 在液压系统的任何部分开始工作之前 请熟悉设备相关的液压性能和电气原理 隔离 锁定并标识液压控制和电气电源控制 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 18 在释放残余的系统压力时应采取必要的防范措施 使用泄压阀或相当的技术 正确释放系统存储的流体压力 将所有的残余液流收集在一个容器内 防止污染钻 修井机或环境 采取必要措施防止液压油泄漏到其它开放式电气或机械组件内 如接线箱等 2 1 6 特殊工具 下表所列为铁钻工安装和试运行所需特殊工具和设备 表 2 1 特殊工具和支持设备 设备名称供应商和型号精度范围 4 位半万用表不限 1 FS 无 压力测试仪不限 3 5 FS 21Mpa 3000psi 2 1 7 设备移动危害 STG 型铁钻工可以在水平或垂直方向移动 避免将物体放置在该设备的运动路径上 否则有可能导致人员严重的伤害或致命事件 以及造 成设备的损坏 严禁人员在设备的工作包络面 工作区域内停留 2 22 2 安装步骤安装步骤 图 2 1 典型 STG 型铁钻工 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 19 2 2 1 吊起铁钻工 起吊设备 支撑和链条的承载能力至少是被吊或被支撑物体的 1 5 倍 起吊过程中设备跌落或摇摆 有可能造成严重或致命的伤害 按照以下所示定位铁钻工 吊起铁钻工总成 图 2 2 固定于吊装撬上的铁钻工 1 从吊装撬上松开专用紧固螺栓 2 将铁钻工专用吊具与起吊设备连接 3 吊起铁钻工 垂直悬停在钻台安装插孔上方 4 缓慢下放 使铁钻工底座准确插入钻台安装孔内 2 2 2 固定铁钻工 按照以下方法 将铁钻工固定到钻台上 1 将底座插入到钻台安装插孔中 2 检查底座是否垂直对齐 如有需要 使用垫片 3 松开铁钻工吊具 松开弓形卸扣螺丝 将吊具与铁钻工分离 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 20 4 拆除运输 停车锁销 图 2 3 校平铁钻工底座 2 2 3 安装远程控制台 远程控制台含有控制电路 控制铁钻工各部件的运动 远程控制台可以独立安装在钻台上也可 以置于司钻房内或旁边或集成于司钻房操作面板上 其安装位置必须保证操作人员在铁钻工设备操 作时可以观察到钳口 一般将远程控制台安装远离井口的非危险区域 2 2 3 1 远程控制台安装 确认操作员在远程控制台处能够看得到钻台的铁钻工区域以及铁钻工钳口 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 21 远程控制台必须安装于钻台上的非危险区域或分级为 Division 2 ZONE 2 危险区域 2 2 3 2 远程控制台连接方法 1 确定远程控制台的安装位置并将其固定 2 检查远程控制台控制面板总成上的急停按钮是否已被按下 3 联接防爆电源箱到远程控制台的电源电缆 然后连接从远程控制台到铁钻工的电缆 4 远程控制台控制面板也可集成在司钻房的操作面板上 此时仅需连接电源电缆和信号电缆 图 2 4 远程控制台 2 2 4 安装液压管线与供电电缆 请参考以下液压 电气系统配置 1 客户系统配置 2 STG 型铁钻工系统配置 3 检查是否已经断开液压动力装置中所有的断路器 在进行设备维护之前 所有的设备都应关闭 断电并贴上 暂停运行 标识 在设备维护过程 中的任何意外的启动都有可能导致严重的或致命人身伤害或设备损伤 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 22 4 规划液压管线的布置路径 连接液压源或从液压动力装置到铁钻工的油路管线 在进行液压系统维护时 要极其小心 从液压系统泄漏的高压流体有可能导致严重的或致命人 身伤害或设备损伤 5 规划供电电缆和控制电缆布置路径 6 将供电电缆接入液压动力装置或配置有专用开关的 220VAC3A 电源接口 7 进行液压动力装置到远程控制台和从远程控制台到铁钻工的电缆连接 选用专用液压站时 2 2 5 液压动力装置的安装 1 确定液压动力装置的安装位置 断开供电电源 在进行设备维护之前 所有的设备都应关闭 断电并贴上 暂停运行 标识 在设备维护过程 中的任何意外的启动都有可能导致严重的或致命人身伤害或设备损伤 在连接或断开液压接头之前 请将接头外部清理干净 所有待联接接头都应盖上盖子以保证脏 物不会进入液压系统 在进行液压系统维护时 要极其小心 液压系统泄漏的高压流体有可能导致严重的或致命人身 伤害或设备损伤 2 使用规定的液压油 向液压系统补充液压油到正确的液位 对于所使用的液压油 请参考本 操作维护说明书内设备维护部分的 推荐润滑油和液压油 3 规划供电电缆 所有液压管线的布置路径 连接液压源或从液压动力装置到铁钻工的油路管 线 2 2 6 顾客系统配置 表 2 2 客户液压 电气连接计划 参 数属 性 额定压力21MPa 3 000 PSI STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 23 16MPa 需要另外订购增压组件 额定流量 120 lpm 32 gpm 供油管线 NPT 1 回油管线 NPT 1 1 4 泄油管线 NPT 1 2 远程控制台供电 24VDC 10A 控制电缆37 芯电缆 图 2 5 户系统配置示意图 2 2 7 STG 型铁钻工系统配置 表 2 3 STG 型铁钻工液压 电气连接计划 参 数属 性 额定压力21MPa 3 000 PSI 额定流量 120 lpm 32 gpm 供油管线 NPT 1 回油管线 NPT 1 1 4 泄油管线 NPT 1 2 液压动力单元供电 380VAC 60Hz 4 PH 110A STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 24 远程控制台供电 24VDC 10A 控制电缆37 芯电缆 图 2 6 STG 型铁钻工系统配置 2 32 3 检验程序检验程序 2 3 1 安装检验程序 确认铁钻工完全插入插槽内 导轨总成与工作面垂直 给所有润滑点加注润滑脂 检查所有液压管线 供电电缆 控制电缆是否已连接好 确认所有合格设备已正确连接 2 3 2 液压动力单元安装检验程序 检查液压动力单元所有液压管线 确认液压管线畅通 无泄漏 无扭曲 检查液压动力单元和铁钻工之间的快速接头是否可靠拧紧 确认过滤器工作良好 2 3 3 控制部分安装检验程序 检查并正确保护电缆 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 25 检查电缆是否存在扭曲 打结或互相缠绕现象 检查远程控制台位置和安装情况 控制台应安装在工作面上或司钻房内 检查液压动力单元液压管线 连接动力单元与铁钻工主机之间的供油 回油软管 检查液压动力单元的供电电缆 检查液压动力单元与远程控制台以及远程控制台与铁钻工主机的电缆连接 2 3 4 启动检验程序 在给铁钻工远程控制台供电之前 请全面检查该设备 不必调节或设置远程控制台柜体内的控 制部分 按照铁钻工远程控制台的防爆等级 远程控制台必须置于钻台非危险区域或分级为 Division 2 Zone 2 的危险区域 检查远程控制台及控制面板总成上的紧急停止按键是否被按下 检查液压控制箱门是否已完全关闭 以便激活箱门限位开关 给液压动力单元和远程控制台供电 检查液压管线是否泄漏 同时检查液压动力装置和铁钻工上的过滤器 确认更换指示器指 针指向绿色区域 检查电机旋转方向是否与油泵要求一致 检查系统压力 2 3 5 系统设置检验程序 检查扭矩设置面板上的系统压力表是否指示为 21MPa 3000psi 确认运行压力是否正确 检查主钳和背钳钳口压力设置 主钳和背钳钳口压力设置必须在调节上扣 卸扣扭矩之前进 行 检查上 旋扣扭矩设置 2 3 6 限位开关设置检验程序 检查井口 鼠洞工位的旋转定位准确性 松开固定限位开关的卡箍锁紧螺母 打开液压控 制箱利用手动操作方式使铁钻工钳口中心与井口中心对齐 调整限位开关的位置使其输出 刚好断开 拧紧卡箍锁紧螺母 检查伸展限位设置 给铁钻工供电 操作大钳伸缩阀杆 使伸缩臂移动一段短距离 确认铁钻工按照控制器指 示方向伸缩 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 26 检查铁钻工在井口工位的伸展距离 如果钳口中心不能与井口中心重合 重新调整限位开 关 检查铁钻工待机位置 如果铁钻工移动超过停止位 重新调整限位开关 将远程控制台上的选择开关旋转到 鼠洞 位置 重复以上步骤进行鼠洞设置 图 2 7 限位开关接线箱 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 27 3 3 操作操作 3 13 1 控制和设置控制和设置 3 1 1 控制系统描述 铁钻工控制系统为操作员提供手动控制 远程控制和遥控控制三种方式实现铁钻工的所有功能 控制系统主要部件包括 远程控制台 限位开关接线箱 控制面板总成 液压控制箱 遥控器 下面分别介绍铁钻工控制系统各部件 3 1 2 远程控制台 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 28 图 3 1 远程控制台面板 3 1 2 1 远程控制台操作面板功能 表 3 1 远程控制台操控面板 控制开关功能 动作切换 选择开关自动 手动控制方式切换 急停按钮按下 停止设备动作并关闭液压系统 拔出 取消急停限制 并重新启动液压系统 控制切换 选择开关选定设备控制端 电控 远控台 或遥控 钳体伸缩 选择开关控制铁钻工大钳沿水平向着或背对管柱方向移动 上扣扭矩数显表使操作者可以监控紧扣扭矩大小 读数为千牛 米 自动操作 选择开关控制设备自动完成旋扣器和主钳的上 卸扣动作 井口 鼠洞 工位切换开关 控制铁钻工大钳工作位置 可以在井口 鼠洞之间自动旋转 转换 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 29 旋扣器 上 卸扣 选择开关控制设备旋扣器上 卸扣动作 主钳 上 卸扣 选择开关控制设备主钳紧 松扣动作 钳体升降 选择开关按管柱接头高度调整液压大钳工作高度 钳体偏转 选择开关按管柱倾斜角度调整液压大钳工作角度 电源开关按下 切断系统电源 拔出 恢复系统供电 重复紧扣 红灯该灯亮起 紧扣扭矩未达设定值 主钳到达限位位置 需重 复紧扣过程 完成上扣 绿灯该灯亮起 紧扣扭矩到达 紧扣完成 预紧完成 黄灯该灯亮起 旋扣器上扣扭矩到达 上扣预紧完成 3 1 2 2 远程控制台启动程序 在给远程控制台供电之前 请全面检查该设备 不必调节或设置远程控制台柜内的任何控制部 分 1 如果铁钻工远程控制台已停止使用 如关闭或切断电力 那么需要由一名具备资质的电气 人员执行以下启动程序 为避免可能的人员或设备损失 请确认在启动该设备时 其操作区域没有人员或其它设备存在 2 如果远程控制台电源断开或初次安装 请使用兆欧表测试电源电缆 3 在远程控制台上打开主开关之前 请确认配电板上电源的电压和频率是否正确 应该为 24VDC 4 确认没有紧急停车 红色蘑菇型按钮 启动 如果有紧急停车启动 请将该按钮逆时针旋转 1 4 圈自动弹出 解除紧急停车 远程控制台上有一个急停按钮 其它的按钮在系统的其它地方 具 体取决于钻机的实际设置 5 测试铁钻工紧急停车电路功能 如果紧急停车工作正常 如以下第六步骤所述 进入第七步 骤 6 紧急停车后 操作人员应将所有的控制器重置到正常启动位置 并在拔出急停按钮 重新启 动系统运行之前 检查液压或电气系统是否有问题 7 在进行其它测试之前 请确认所有的电路都处于正常运行状态 如果并非所有的电路都在运 行 那么只有具备资质的控制系统操作人员才能操作该铁钻工 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 30 8 在进行电控操作前 请确认铁钻工处于正确位置 旋转限位未超出限位开关限定范围 请参照该说明书维护部分的 铁钻工设备的长期存储 章节 了解有关铁钻工电气设备存储和 拆除存储程序信息 3 1 2 3 系统初始化动作说明 在远程控制台启动后 系统会进行系统初始化动作 动作依次为 旋扣器张开 主钳张开 背 钳张开 主钳紧扣方向旋转至主钳限位 钳体回缩至回收限位 旋转至工位开关指定工位结束初始 化动作 初始化启动条件为 1 系统上电开机且急停开关拔起 2 从电控模式切换至遥控模式 遥控 器上电且遥控急停开关拔起 3 拔起急停开关 3 1 2 4 扭矩数显表报警设置 进行该项设置必须以自动方式启动设备 1 按扭矩数显表面板上的 SETSET 键 将 PV 栏内参数切换至 AL1 按 增加 或 减少 调 节 AL1 设定值至目标扭矩值 再次按下 SETSET 键写入该报警值 2 在设备上扣过程中 观察数显表示值达到设定报警值时 完成上扣 指示灯 绿色 应持 续点亮 上扣动作保持 该项设置必须与扭矩设置面板上的紧扣扭矩调节旋钮同步调节才能达到最佳工作效果 在进行 该项设置时请勿调整数显表其他参数 否则有可能导致严重的或致命的人身伤害或设备损伤 3 1 3 限位开关接线箱 安装在铁钻工机架上的限位开关接线箱 见图 3 2 控制伸展 收缩行程范围 鼠洞和井口位置 的选择将影响伸缩臂移动的水平距离 在限位开关接线箱内进行工作之前 请先将液压动力单元置于手动工作方式 同时松开卡箍上 的锁紧螺栓 忽视该注意事项有可能导致严重的或致命人身伤害或设备损伤 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 31 图 3 2 限位开关接线箱 3 1 3 1 设置限位开关接线箱 除非另有说明 以下所述的所有调节装置都可以在限位开关接线箱 见图 3 2 内找到 1 将液压动力单元切换到手动方式 操控相应阀块精确定位铁钻工到井口上方 2 打开接线箱 拆掉箱盖上面四个高头螺钉 3 松开限位开关上螺丝 微调支架 4 滑动限位开关直到滚轮接触到限位臂并听到开关触点断开的声音 拧紧支架螺丝 装好箱盖 5 调整井口工位限位开关 使其触点在当前位置刚好处于断开状态 拧紧卡箍锁紧螺母 6 将远程控制台的工位选择开关旋转到 井口 7 在进行下一步操作前请再次确认已设置好井口工位限位开关 否则会造成人员伤害或设备损 伤 8 将液压动力单元切换到自动运行状态 给远程控制台供电 使用远程控制台伸展 收缩铁钻 工 9 如果铁钻工行程范围没有到达井口 使用微调螺丝将限位开关从当前位置往远离限位臂的方 向移动 向着设备的背部 10 如果铁钻工行程范围超过井口 使用微调螺丝将限位开关从当前位置往靠近限位臂的方向 移动 向着设备的前部 11 将选择开关旋转到 鼠洞 位置 重复以上步骤进行鼠洞设置 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 32 12 拧紧接线箱上螺丝 远程控制台上位置 鼠洞或井口 一经选定 铁钻工伸缩臂会自动向左或右旋转 对齐鼠洞或 井口 然后操作员即可将伸缩臂伸展到所选位置 3 1 3 2 铁钻工伸展 收缩位置 图 3 3 铁钻工待机 停机位置示意图 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 33 图 3 4 铁钻工工作位置示意图 3 1 4 井口 鼠洞工位转换限位开关设置 1 确认液压动力单元已切换到手动运行方式 精确定位铁钻工到井口 2 如前所述 在设置好井口对应的伸缩限位开关后再进行旋转限位开关的设置 3 松开卡箍锁紧螺栓 在圆周方向调整限位开关至限位板中心位置后锁紧卡箍 松开限位开关 安装板紧固螺栓 调整安装板垂直方向安装位置使限位开关滚轮与限位板接触 并在当前位置下开 关触点刚好断开 保持好位置并拧紧锁紧螺栓 4 将远程控制台的选择开关旋转到 井口 5 给铁钻工供电 铁钻工自动向井口工位旋转 待旋转动作停止后使用远程控制台伸展铁钻工 至井口中心限位 6 如果铁钻工旋转范围没有到达井口 向上调整安装板垂直方向安装位置 7 如果铁钻工旋转范围超过井口 向下调整安装板垂直方向安装位置 8 重复第 6 7 两步骤直至铁钻工自动向井口工位旋转并停止于井口工位中心 9 拧紧安装板上的锁紧螺栓 10 调整鼠洞工位限位开关 重复步骤 1 9 如图 3 5 所示 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 34 在进行井口 鼠洞工位限位开关设置时 请不要将导轨总成旋转到铁钻工不允许的位置 否则 扭曲的管线和限位块有可能导致设备过早失效和 或损害 图 3 5 井口旋转限位开关 3 1 5 扭矩设置面板 图 3 6 扭矩设置面板 表 3 2 扭矩设置面板部件功能表 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 35 部 件功 能 钳口压力表显示主钳 背钳夹紧油缸工作压力 钳口压力调节旋钮设置钳口最大夹紧工作压力 紧扣扭矩表显示钳体最大紧扣扭矩 紧扣扭矩开关 左侧 用于关断紧扣扭矩调节功能 该开关关断时 紧扣扭矩为系统最大紧扣 扭矩 紧扣扭矩调节旋钮失效 该开关打开时 紧扣扭矩通过调节旋钮 调节 紧扣扭矩调节旋钮设置钳体最大紧扣扭矩 系统压力表显示系统实时压力 3 1 5 1 紧扣扭矩设置 在执行管柱紧扣 松扣操作之前必须对紧扣扭矩进行设置 紧扣扭矩可由对应截止阀直接设定 为最大扭矩模式或可调扭矩模式 关闭截止阀为最大扭矩模式 紧扣扭矩不可调节 打开截止阀为 可调扭矩模式 扭矩调节步骤如下 1 确保液压动力单元运行正常 且扭矩设置面板上系统压力表的有效量程为 21MPa 3000psi 2 按下对应扭矩调节旋钮并保持 见图 3 6 逆时针转动调节旋钮直到转不动为止 3 左手将紧扣 松扣控制手柄推向 紧扣 一侧并保持住 右手按下扭矩调节旋钮并顺时针转 动旋钮 同时观察扭矩表的显示 直到显示所需扭矩值 松开旋钮及控制手柄 4 再次将控制手柄推向 紧扣 一侧 观察扭矩表显示最大值是否与要求的一致 否则按前面 的方法重设扭矩值 3 1 5 2 调节钳口压力 在调节或执行上扣 卸扣操作之前 必须设置主钳 背钳钳口压力 钳口压力的大小必须适应 不同规格管柱的要求 钳口压力可由对应截止阀直接设定为最大压力模式或可调压力模式 关闭截 止阀为最大压力模式时 钳口压力不可调节 打开截止阀为可调压力模式 钳口压力调节步骤如下 1 确保液压动力单元运行正常 且系统压力表的有效量程为 21MPa 3000psi 2 在液压控制箱内 任意选择主钳或背钳夹紧油缸控制阀块 将其控制手柄推向 夹紧 一侧 并保持住 3 如果需要最大钳口压力 关闭安装在液压控制箱体上的截止阀 则钳口油缸使用系统最大压 力 21MPa 3000psi STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有限公司 36 4 如果需要调整钳口压力 打开球阀 调节远控阀块上的溢流阀 5 观察控制面板上钳口压力表的压力值 直到钳口压力表显示所需压力 6 松开控制手柄 完成压力调整 主钳和背钳夹紧油缸使用相同的钳口压力 3 1 5 3 调节旋扣器上扣扭矩 在执行管柱旋扣器上 卸扣操作之前必须对上扣扭矩进行设置 上扣扭矩可由对应截止阀直接设 定为最大扭矩模式或可调扭矩模式 关闭截止阀为最大扭矩模式 上扣扭矩不可调节 打开截止阀 为可调扭矩模式 扭矩调节步骤如下 1 确保液压动力单元运行正常 且扭矩设置面板上系统压力表的有效量程为 21MPa 3000psi 2 按下对应扭矩调节旋钮并保持 见图 3 6 逆时针转动调节旋钮直到转不动为止 3 将管柱置于钳口 背钳与旋扣器同时夹紧管柱 必须确认已经调节钳口压力至管柱允许范围 左手将旋扣器上扣 卸扣控制手柄推向 上扣 一侧并保持住 右手按下扭矩调节旋钮并顺时针转 动旋钮 同时观察扭矩表的显示 直到显示所需扭矩值 松开旋钮及控制手柄 4 再次将控制手柄推向 紧扣 一侧 观察扭矩表显示最大值是否与要求的一致 否则按前面 的方法重设扭矩值 3 1 6 液压控制箱 图 3 7 液压控制箱 STG 型铁钻工使用说明书 湖北江汉石油仪器仪表股份有