50DB钻机技术方案解读

1、ZJ50/3150DB 变频钻机技术方案中国石油化工集团公司ZJ50/3150DB 钻机技术方案1 ZJ50DB 钻机总体设计原则1.1 、钻机设计、制造依据 “性能先进、工作可靠、运移方便、运行经济、满足HSE 要求 ”的原则，整机性能和制造质量达到国际同类钻机的水平；1.2 、钻机按 SY/T5609-1999 标准及相关标准进行设计和制造，主要部件 （井架、 底座、绞车相关部位、游车、大钩、天车、水龙头、转盘、泥浆泵相关部位等 ） 符合API规范，并打API标记；自动化程度高；满足国际钻井市场要求。1.3、符合HSE规范，在防爆、防渗漏、防腐（油漆）、防潮、耐高温、耐寒、防 沙方面具有很

2、高的适应性。1.4 、钻机布局合理，总体布局充分考虑防爆、消防、井控、材料供给、安装、 使用、拆卸、维修方便等要求。1.5 、外观质量精美， 实用性强， 总体配置消灭薄弱环节， 最大限度地满足 5000m 高难度井、疑难井钻井工艺要求。1.6 、模块化设计，方便整体吊装运输及近距离调整，单件尺寸满足铁路和汽车 运输的要求。1.7、钻机配套的所有仪表为公英制（如M Pa、Psi）;设备及配套件的铭牌为中 英文对照；产品有吊装标识和安全标识。1.8、钻机成套采用国外引进与国内制造相结合方式，即：国内成熟、可靠的部 件由国内制造，国内目前尚不能满足整机性能和要求的关键部件， （如：主发电 机组、逃生

3、器等）从国外进口。同时负责总装配套 ,钻机设计质量、制造质量、 外协件质量、装配质量、接口质量和整机性能。1.9、充分考虑底座与井架的稳定性，有效防止井架与人字架的横向错位。1.10 、机电一体化设计，人机界面良好。1.11、相关部位预留安装顶部驱动装置的接口；1.12 、井场电气系统符合相关国际标准；1.13 、井场内用房、泥浆罐、油水罐等有独立的接地保护措施（在底部焊接 M14 铜制螺栓接线柱并配螺母） ；1.14 、液、气系统油管接头处采用可靠的接头；球阀为不锈钢；1.15 、所有液、气、电线走向规范、安全可靠、布局合理。钻机设计及制造符合的主要标准：API Spec Q1质量纲要规范S

4、Y/T5609-1999石油钻机型式与基本参数API Spec 4F钻井和修井井架、底座规范API Spec 8A 8C钻井和开采提升设备规范API Spec 7旋转钻机设备规范API Spec 7K钻井设备规范API Spec D10旋转钻井设备选用一般规则API Spec 7F石油钻机传动滚子链API Spec 9A钢丝绳规范API RP 500石油设施电力装置场所分类推荐作法SY/T5225-1996石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产管理规定SY/T5958井场布置原则和技术要求SY/T5957井场电气安装技术要求SY5308石油钻采机械产品用涂漆通用技术条件IEC爆炸性气体、

5、环境用电气设备通用技术条件IEEE电气与电子工程师协会规范JB/T7845-1995陆地钻机用装有电子器件的电控设备API Spec 9A钢丝绳规范API spec 16C节流与压井装置规范SY/5307石油设备焊接件通用技术条件API RP 53钻井井控设备用控制系统设计的推荐作法API spec 16D钻井井控设备控制系统规范钢结构手册美国钢结构学会第八版GB3797-89电控设备 第二部分：装有电子器件的电控设备GB4720-84电控设备 第一部分：低压电器电控设备IEC44 81或APIRP500石油设施电气设备的区域分类推荐作法SY/T6276-97 ISO/CD14690 石油天然

6、气工业、健康、安全与环境管理体系2 钻机基本技术参数2.1名义钻深（114mm钻杆）5000m（127mm钻杆）112.2 最大钩载2.3 最大钻柱重量2.4 绞车额定功率3150kN1600KN1100kW(1500HP)2.5 绞车档数2.6 提升系统绳系2.7 钻井钢丝绳直径2.8 提升系统滑轮外径2.9 水龙头中心管通径2.10 泥浆泵型号及台数2.11 转盘型号及开口名义直径2.12 转盘档数、2.13 转盘额定输入扭矩2.14 井架型式及有效高度2.15 底座型式2.16 钻台高度、2.17 转盘梁下净空高度2.18 钻台面积2.19 动力传动方式2.20 柴油发电机组型号2.21

7、机组台数X容量2.22 柴油机功率2.23 柴油机转速2.24 发电机型号及参数2.25辅助发电机组台数X功率2.26交流变频电动机台数X功率I+IR 交流变频驱动 无级调速6 X7 (顺穿)35mm1270mm75mm2台 1600 泥浆泵(预留第 3台泵接口 )变频电机驱动 无级调速ZP375952.5mmI+IR 变频电机独立驱动 无级调速12000N.mK”型 45m新型一次起升旋升式9m7.6m羽32m 台额定功率 600KW 变频电机驱动，经二级斜齿轮箱减速后，驱动单滚筒，自 动送钻由 1 台 37/45kW400V 的变频电机驱动， 绞车刹车采用单边液压盘式刹车(风冷)和电机能耗

8、制动。转盘采用独立驱动方式，由 1 台 600kW 变频电动 机经两挡减速箱输出后由万向轴 驱动。2 台泥浆泵各由 1 台 1200kW 变频电机AC-DC-AC 全数字变频CAT3512B/SR4B3X1900KVA(1750KVA )1310KW1500 r/minSR4B 1900KVA 600V50Hz 1500r/mincos 0.7(0.8)无刷励磁1 X400kW 400V 50Hz 三相3X600kW2X1200kW2.27 自动送钻系统2.28 交流变频控制单元 (VFD)2.29 输入电压2.30 输出电压、频率2.31 MCC 系统2.32 高压管汇2.33 双立管2.3

9、4 泥浆循环净化系统2.35 储 气 罐2.36 气源压力2.37 柴 油 罐2.38 工业用水罐3、总体方案和主要特点：变频电机 37/45kW 400V变频控制单元0400V 0100HZ (可调)送钻速度 0.1-36m/h 1 对 1 控制 6+1 套（配第三台泵）600VAC+400VAC0600V0200HZ （可调）600V/400V/230V 50Hz 103mmX35MPa （试压 70MPa） 留压井管汇、固井管汇接口通径 103mm X35MPa （试压 70MPa） 有效容大于 300m 、钻 机 采 用 先进 的 交 流变 频 全数 字 控 制 技术 。 钻 机 采

10、用 3 台CAT3512B/SR4B 1900kVA 柴油发电机组作为主动力，发出的 600V 50Hz 交 流电经变频控制系统 (VFD) 分别驱动绞车、钻井泵和转盘的变频电动机。绞车由 2 驱动。2.5m 3+4m 3 （ 带止回阀 ）1Mpa总容量 90m3套装水箱 100m 3* 井架为前开口型 , 井架尺寸预留安装顶驱位置； 底座为一次起升旋升式结 构。井架和底座共用一根起升大绳，利用绞车动力 ,一次穿绳连续起升到位。* 采用先进的交流变频技术，整个控制系统为全数字控制，通过电传动系 统 PLC 和触摸屏及气、电、液、钻井仪表参数的一体化设计，实现钻机智能化 司钻控制。* 变频单元采

11、用进口德国 SIEMENS 全数字矢量控制 电压源型 交流变频调 速装置，实现绞车电机四象限控制。* 控制系统以 SIEMENS 高性能的 PLC 为控制核心， 上位工控机 (IPC) 、自 动化级 (PLC) 、数字传动级和司钻操作台通过现场总线组成Profibus-DP 三级网络，实现对系统各装置的远程数据传输和故障监控，显示钻井参数及画面， 各种状态提示和帮助文本显示，为钻井工程创建一个数字化、信息化、智能化 的管理平台，优化和监测整个钻井过程。* 钻机气控采用德国的智能阀岛系统，与 PLC 逻辑程序实现气、电、液一 体化逻辑控制。* 智能化远程司钻操作台具有钻机操作和钻井参数实时显示、

12、电气系统运 行监控与显示、故障显示、报警的齐备功能。* 绞车自动化控制系统： PLC 通过总线采集主电机的运行参数和滚筒转速 等信号，可判断游车所处工况， 计算出游车位置、 悬重、速度，通过工控机 (IPC) 数字程序发出控制信号，使主电机以设定的速度控制滚筒，实现绞车起下钻全 程控制、功率合理利用及工作时效的提高。并具有起下钻时防卡钻、钩载设定 和锁定功能。* 转盘控制系统：通过变频器、 PLC 经总线采集转盘电机的运行参数，计 算并显示出转盘转速、转矩，并在显示屏上显示。 PLC 通过编程可设定转盘转 矩，控制电机的运行参数， 使转矩动态工作在设定范围。 当出现异常情况时 (转 矩超过最大

13、设定值时），PLC控制电机停止，实现过载保护。*钻井泵控制系统：通过变频器、 PLC经总线采集泵电机的运行参数，控 制过泵压并计算和显示泵冲。*动力监测系统：PLC通过总线采集每台发电机组在线频率、电压、电流； 发电机运行、并网、接地故障、运行时间等数据，送往远程司钻操作台，为司 钻操作提供参考，同时在上位工控机 IPC存储。2、钻机采用宽频交流变频电机驱动，通过PLC控制完全实现绞车、转盘和 泥浆泵的全程无级调速。3、绞车为单滚筒齿轮传动，一档无级调速，主刹车采用电机能耗制动，辅 助刹车为液压盘式刹车，并能通过计算机定量、定位控制制动力矩。绞车配备独立送钻装置，采用计算机自动送钻技术，可实现

14、自动送钻，对 起下钻工况和钻进工况进行实时监控。该装置起到应急作用，在主电机出现故 障时可活动钻具。4、游车位置控制系统具备防“上碰下砸”功能，通过绞车滚筒轴编码器信号, 与预先设定的游车位置对比，在游车到达上碰下砸位置时，可以按照程序自动实现报警一减速一制动的软停控制。5、实施HSE及人性化设计：*电传动控制系统、主电机、独立送钻系统以及绞车减速箱润滑系统等出 现故障时，均能实现自动控制主刹车刹车。司钻台配紧急开闭电控和柴油机开 关。*泥浆回收系统：钻台下设计泥浆导流槽和回收伞，防止泥浆及油、水等 污染物落地。*高于人体高度的设备均加装安全链防坠落等措施。*高空操作位置均设置有安全操作平台保

15、证井架和台面设备（转盘独立驱动装置） 、设施、偏房等，全部低位安装。* 配备供井架起升用的缓冲液缸。3.1 钻机井场布置3.1.1 钻机井场布置原则* 井场布置符合有关标准的要求和规定。* 井场布置节约用地、方便施工、确保安全生产、有利环境保护。3.1.2 参照标准* API RP 500 石油设施电气设备的区域分类推荐作法* SY5225 石油与天然气钻井、开发、储运、防火、 防爆安全管理规定* SY/T5958 井场布置原则和技术要求* SY5466 钻前工程技术条件* SY/T5957 井场电气安装技术要求3.2 钻机井场布局3.2.1 钻机布置分五个区域:钻台区；泵房区； 动力/电控区

16、；固控区；油罐区。3.2.2 钻台区 :有天车、游车、大钩、水龙头、转盘、绞车、井架、底座 （含紧急滑道、梯子等 ）、钻杆滑道及排管架、司钻控制房、左司钻偏房、井口机械 化工具、 1.5t 液压提升机、风动绞车。* 钻台左侧配 1 个司钻偏房。* 钻台上配 3 台 50KN 风动绞车（含猫道 1 台） , 采用钻杆扣固定。* 钻台上布置的井口机械化工具配置为 :（1）YM16 液压猫头 2 台，拉力为 160kN 。（2）50KN 旋转式液压猫头 1 台。（3）盘刹液压站、组合液压站各 1 台 （放在左偏房前端头 ）（4）ZQ100液气大钳（摆放在司钻对侧）；液气大钳液压站（摆放在司钻对侧飘台

17、上）。323泵房区:布置有2台1600泵组，钻井液管汇等（预留第三台泵位置及接口。324动力区：平行布置3栋主柴油发电机组房和1栋辅助发电机/气源房（安 装气源系统和辅助发电机组），可形成一个整体机房；2栋VFD/MCC房与机组 房垂直靠齐摆放。3.2.5泥浆循环及水罐区：包括泥浆循环罐、泥浆净化设备及水罐等。3.2.6油罐区：布置45m3高架柴油罐和储油罐各1具。各区域之间油、气、水、电等连接管线全部铺设在管线槽内，各种油、水、 气管线连接均采用锤击由壬，上钻台管线槽为折叠式。钻台内管线排布整齐， 便于维修更换。设有专门通讯电缆槽防止干扰。各种油、水、气管线用不同颜 色标识。4主要部件技术性

18、能及结构特点4.1TC315 天车*基本参数最大钩载（6 X7轮系）3150kN主滑轮数7个主滑轮直径1270mm适用钢丝绳直径35mm*结构型式及特点穿绳方式为顺穿。天车的轴承与滑轮可与配套的游车互换。滑轮顶部设有护罩；设有档棍可防止钢丝绳跳槽或从绳槽脱落。滑轮绳槽经中频淬火，提高表面硬度，并经磁粉探伤合格。所有轴承均有装在轴端的润滑脂杯进行单独润滑。配起重量为3t的桁架式起重架。配4个起重量为10t的辅助滑轮。天车架留有安装顶驱的连接梁、耳板及安装环位置（顶驱型号待定），并设有护罩、栏杆、安全灯杆、避雷针插座、旗杆插座等。天车架设缓冲梁，并加铁板防护。天车符合API Spec8A/4F4.

19、2 YC315 游车规范，并打API标记。基本参数最大钩载3150kN主滑轮数6主滑轮直径1270mm适用钢丝绳直径*结构型式特点 35mm游车下提梁采用大弧度,以满足安装顶驱要求；侧板有足够的强度。滑轮绳槽经中频淬火，提高表面硬度，并经磁粉探伤合格。所有轴承均有装在轴端的润滑脂杯进行单独润滑。游车符合API Spec8A4.3DG315 大钩规范，并打API标记。基本参数最大钩载3150kN主钩口开口尺寸220mm副钩口尺寸120mm弹簧工作仃程200mm1041结构型式特点：配有缓冲装置，钩口处装有安全装置。筒体内装有内外两个弹簧，能使立 根松扣后向上弹起，筒体上部装有安全定位装置，提升空

20、吊卡时，钩身不能任 意转动，避免吊卡转位。设有大钩转动锁紧装置，可在八个均衡的任一位置锁 住钩身。大钩符合 API Spec8A 规范，并 打 API 标记4.4 SL450-5 两用水龙头 *基本参数4500kN300r/min35MPa 75mm6 5/8 RE左旋15最大静负荷最高转速最高工作压力中心管内径接头下端螺纹 鹅颈管中心线与垂线夹角*结构型式及特点：冲管和盘根装置均为盒式结构，可迅速更换，无须拆下支架及鹅颈管 带双向风动旋扣器。水龙头 符合 API Spec8A 规范，并 打 API 标记。4.5 ZP375 转盘及转盘驱动装置* 基本参数最大静载荷5850kN通孔直径952.

21、5mm最大工作扭矩32362N.m300r/min最高转速齿轮传动比3.56结构特点方瓦为铸钢件，尺寸符合 API规范，且为剖分式结构，可放入 API标准的方钻杆补芯或滚子补芯，长短卡瓦均可使用。转盘为飞溅润滑，润滑充分，密封可靠。转盘固定采用耳板销子连接。转盘符合API Spec 7K 规范，并 打API标记*转盘驱动装置*基本参数额定输入功率600KW转盘转速范围02410 r/min无级调速转盘采用独立驱动方式，一台600kW交流变频电机（带编码器安装接口 ），通 过万向轴、两挡减速箱驱动转盘，并与钻台面平齐。整个装置为一个运输单元， 方便安装和搬家运输。带转盘惯刹，设置电磁阀防止转盘倒

22、转和过扭矩保护。*转盘补芯（符合API Spec 7K规范）20 （用于下20 套管）11 3/4 -13 3/8 （用于下 13 3/8 套管）9 5/8 -10 3/4（用于下9 5/8 套管）2 3/8 -8 5/8 （用于下7套管）2 3/8 -8 5/8 钻头盒（用于正常钻井）主补芯提环装置补芯提环装置3 1/2 滚子补芯（四销驱动）5 1/4 滚子补芯（四销驱动）4.6 井 架* 基本参数最大钩载3150kN型式/有效高度（钻台面至天车梁底面） K型/45m 二层台安装高度24.5m 25.5m 26.5m二层台立根容量（127mm钻杆,28m立根）5000m另加 10钻铤 4柱,

23、8钻铤 6 柱底部跨距（正面）9m顶部跨距2.2m*2.2m抗风能力停钻工况 （无钩载 ,二层台满立根 ）36m/s保全设备工况 （无钩载,二层台无立根 ）47.8m/s起放井架8.3m/s* 结构型式及附件井架为前开口型 ,分五段，各段间单双耳板连接 ,背扇通过斜拉杆及横梁连接。井架通过人字架靠绞车动力整体起放。井架支脚在底座基座上。井架立起后 , 井口找正通过井架支脚处的垫片进行，设有装千斤顶的位置。井架左右两侧均设通往天车和二层台折叠式笼梯,配 2 套助力机构及 2 套防坠落装置。二层台距台面 1m 处安装 1 台 5KN 气动绞车及气路管线、拉拽装置 ,在二层 台三面设挡风墙 ,配二层

24、台逃生装置（进口） ，并在挡风墙上开逃生活门。二层台栏杆高 1.2m ，台体设有靠放钻铤的管卡，钻杆挡杆设有安全链，配1 只带云台摄像头。立管台、油管台、燃烧管线卡、可升降式液压套管扶正台、死绳稳定器、排 绳器及两付 25kN 的悬吊扒杆 （旋转 270 ）；大钳平衡重、滑轮及支座，所有吊装 单元设吊装挂耳或护绳套，在鹅颈管处设折叠式平台，用于方便拆卸油壬；配 供井架起放用的缓冲装置。死绳固定器安装在井架右大腿内侧 井架尺寸满足安装顶驱要求。,距钻台面高度适合进行倒大绳操作。井架满足配备照明线路、气路、电视监控线路等设备安装要求。所有固定螺 栓及灯具考虑满足防松防坠落要求。设计时统一布置在井架

25、立柱上，各种管线 （气路、立管、电路）布置整齐美观，拆装运输方便。井架主体采用包装架运输。井架所有焊接部位的焊缝规范、无夹砂、裂纹。井架立起后 ,绳头挂在井架二层台内侧附近背横梁的专用挂绳器上。井架符合API Spec4F规范，并打API标记。4.7 底座* 基本参数钻台面高度9m钻台面积132m2转盘梁底面高度7.6m转盘梁最大静载荷3150kN立根盒额定载荷1600kN立根盒容量 （114mm 钻杆 ,28m 立根 ）5000m 及 10 钻铤 4 柱,8钻铤6柱*结构特点及附件底座为一次起升旋升式结构，钻台高 9m，净空高7.6m，井架、绞车和所有 钻台上设备（含偏房）均可低位安装，整体

26、起升。配2组供井架起升用的缓冲油缸。钻台左侧配一栋钻台偏房，钻台右侧配与钻台偏房尺寸对称的飘台，飘台 支架与左侧相同。飘台承载能力为200KN。配坡道，坡道采用瓦楞板结构，设有钻杆休息台，配猫道，直梯三处（前左一个，后左一个，到固控罐面一个）、梯子宽度 不小于800mm，其中前台梯 子与坡道分开。钻台后部梯子下部带轮。梯子踏板用锯齿扁钢，护栏用方钢管， 配低位安装直梯。配紧急滑道，与地面夹角 50。，缓冲减速端滑道距地面高300mm，布置在 钻台左侧，司钻偏房前部。立根盒垫木防腐处理，排列整齐。钻台下方设吊装井口设备的导轨。配50t液压防喷器移动装置1套。钻台栏杆：钻台前侧为 80*80*6方

27、钢管，其余为50*50*4方钢管，插入式 固定。栏杆可拆卸，并作永久性标识。栏杆净高1.2m，挡脚板高150mm，与台面无间隙，除梯子、坡道、逃生滑道处外，其余封齐。护链、栏杆与栏杆之间超过 0.3m间隙部位均设护链。转盘及立根盒下设泥浆回收装置，立根盒周围配易清洗的导流槽，并可用 泥浆回收装置收集排泄冲洗钻台面的污水，污水排放口设在泥浆回流管上便于 操作处。坡道大门设两个钻杆防护立柱，高度1.8m。用钻杆扣连接，设三条防护链。 底座钻台面平齐（包括转盘、立根盒），钻台面铺板厚度不小于 8mm。铺台 之间间隙均匀，小于 10mm 。提高抗冲击强度 所有进入钻台的电缆和气管线应暗设线缆槽，液压胶

28、管穿钢丝圈保护。 底座台面下配一个 4m3 储气罐。在底座基座的井口位置设有精确的基准标记。左右吊钳尾绳固定桩 2 个，液压大钳钳尾桩 1 个，高低可调。 其升大绳和附件。3台50KN气动绞车（含猫道1台），1台30KN旋转猫头绞车。底座符合API Spec4F规范，并打API标记。4.8 液压套管扶正台由组合液压站提供动力。4.9 死绳固定器型号： JZG34A最大死绳载荷： 340KN 含指重表、压力传感器 安装位置：司钻对侧，井架腿部传感器：张力式钢丝绳尺寸：35mm4.10 司钻偏房*钻台左侧各配 1 个司钻偏房。底座高 280mm ，外壁 3mm 瓦楞板。一间为 升降机走道；一间作为

29、钻工休息房，配有更衣柜两个，配记录桌、椅子各一个、 工具架、长凳 （带靠背 ,凳下做成工具箱 ）一个、可安放挂图的橱窗，留有仪表及 交流插接柜位置，留有井场电路电缆线进出口，朝向井口一侧设有一个推拉门， 用于摆放井控房司钻操作台和节流控制台，控制面板外露，房底开孔，设防爆 荧光灯，配一台 2P 防爆单制分体式空调， 2 个 2KW 防爆电热暖风机；一间摆 放组合液压站和盘刹液压站，考虑液压站散热，面向钻台一侧设推拉门，外侧设防爆排风扇和窗户一个长1.5m，该间地面为 8mm花纹板，底梁加强，该间两面为墙，两面为可拆下的活动门，（西安金程BYL40W疋灯具，南京单脚防震灯管）。电气插接件 为宝鸡

30、友泰防爆产品。房顶设有排雨槽、探照灯座（进线口在房体侧面）等。外墙设计钻机型号标记；房内设有两扇窗户，房体用瓦楞板制造，内侧房体铺隔热层和装饰层，房内地板铺8mm花纹钢板，配a另，最终施工图需双方审定。4.11 JC50DB 绞车*基本参数最大输入功率1100kW(1500Hp)最大快绳拉力350kN提升档位1+1R无级调速刹车盘直径 1520mm主滚筒尺寸（直径x长度）开槽=770 x1310mm适用钢丝绳直径 35mm刹车形式单边液压盘式刹车+电机冃匕耗制动变频电机两台600KW电机*绞车传动流程绞车由两台 600KW 0-2200r/min的宽频交流变频电机分别经一台一级齿轮减速箱减速后

31、，驱动单滚筒。在齿轮减速箱输出端的另一侧由一台37/45kW交流变频电机驱动一台送钻立式减速箱，经推盘式离合器及齿轮减速后带动单滚筒。正常情况下该装置作为自动送钻用；一旦主电机出现异常，该装置用为应 急活动钻具并可提起最大钻柱重量。* 结构形式及特点绞车为单滚筒轴型式，滚筒开槽。齿轮减速箱采用大模数硬面齿轮，齿轮及轴承采用强制润滑。设置润滑系 统油压高低检测开关（ 24V 触点），一旦润滑系统油压出现异常，由钻机电气控 制系统首先发出报警信号，可自动报警主刹车制动。保证减速箱安全运行。独立自动送钻装置由 37/45kW 交流变频电机通过立式减速机、离合器等驱动绞车滚筒轴实现 送钻。自动送钻系统

32、功能有二：一是当主系统发生故障时，该系统进行应急操 作，能提升最大钻柱重量。二是送钻时由数字化变频系统驱动电机，反拖滚筒， 实现恒钻压自动送钻。送钻速度 0.1-36m/h ；钻压误差小于 5KN 。电机调速范围大，可适应不同 钻井工况的送钻速度。绞车的所有控制 （电、气、液 ）均集中在司钻控制房内。 电机、减速箱、滚筒轴及刹车等均安装在一个底座上，构成一个运输单元。 液压盘式刹车（电控操作）同时配备 4 个常开工作钳和 2 个常闭工作钳的复合式装置， 形成安全互锁， 并互为备份。其中安全钳为可调式油缸，不但可以调节刹车副间隙，提高刹车 块的利用率，延长更换周期，还使拆装及维修方便、安全，刹车

33、钳采用浮动油 缸结构，有自动补偿作用，液压系统采用双油源双回路加蓄能器结构，具有多 重保护功能，提高可靠性和安全性。系统实现功能：工作制动：通过操作刹车阀控制手柄，控制工作钳对制动盘的正压力，从而为主机提供大小可调的刹车力矩，实现送钻、调节钻压、调节起下钻速度等 功能。紧急制动：遇到紧急情况时，按下红色紧急制动按钮，工作钳、安全钳全 部参与制动，实现紧急刹车。过卷保护：当游车上升到某位置，由于操作失误或其它原因，应该工作制 动而未实施制动时，实施紧急制动，避免出现游车碰天车事故。4.12 组合液压站 井场除盘刹外、其余液压设备液压源统一组合，满足 3 路同时使用要求 （缓 冲装置、井口机械化工

34、具、套管扶正台、防喷器吊装装置等）。1）技术参数系统额定流量 （ 井口机械化工具 ） 160L/Min最大工作压力21 Mpa系统额定压力 （井口机械化工具 ）16.6Mpa电机功率 （ 井口机械化工具 ）37Kw油箱有效容积1000L2）性能特点具有电动加滤油装置，具有给油箱加油功能和自循环过滤油箱中油液功能。具有油温、油位、油污报警和 37Kw主泵电机起动装置，由VFD系统MCC提 供动力电源。含37KW柱塞泵1台，5.5KW套管扶正台液压泵1台，0.75KW加油 泵1台，摆放在司钻偏房后端头。具有电动加油滤油装置，具有给油箱加油功能和自循环过滤油箱中油液功 能。具有3KW加热器2台，0.

35、75KW风冷装置1套，满足冬季对油能加温，夏季对 油能冷却具有防爆综合电控柜，即具有所有电机、加热器启停控制功能，油温、油位、 油污报警显示功能。滤油器带24V堵塞电发讯器和目示发讯装置。液压站采用上置式结构，即油箱在上部，电机、泵总成在下方，油箱为密封 油箱。电控柜与外接接头、液位温度计、吸油滤油器等液压元件安装在同一侧。与油箱平齐。电气插接件为宝鸡友泰防爆产品。4.13司钻控制房司钻控制房集钻机电、气、液控制及显示仪表 （机械式指重表、电子式立管 压力表、柴油机转速表、气源压力表、盘刹压力表、绞车并车箱电子油压显示、 猫头压力表、触摸屏、视频监视屏）于一体，实现司钻对钻机的整体监测与控制。

36、 司钻控制房米取有效防爆、防护、防腐、防震、隔热、隔音措施、窗户和电子 防碰显示仪触摸屏、视频监视屏具有遮光措施（配窗帘和遮光罩），以免影响司钻视线；司钻前部侧面窗户采用可开启式，便于交流；司钻房采用外开门，按 压式门锁；房内能容纳 35人站立的空间。满足钻井工况要求。钻房主控制台为左右两个控制台，分别固定于司钻座椅左右两侧。司钻主 要控制手柄、控制开关均布置在主控制台上，操作舒适方便、视野开阔。其中 游车控制、转盘惯刹、自动送钻离合等电控手柄布置在左控制台上（液压猫头 操作放在控制房内）；液压盘刹电控开关、喊话系统控制开关、话筒等布置在右 控制台上。司钻房周围为司钻辅助控制台，其中电控系统触

37、摸屏、显示屏和机械式指 重表、电子式立管压力表、猫头压力表、其它仪表及工业监控显示器、控制器 等布置在辅助控制台上。司钻房设工业监控系统、通讯系统、防爆空调系统、照明系统、清洗系统、 减震装置、避光装置（配窗帘和遮光罩）等辅助设备，配转椅、应急防爆灯、1.5P单制防爆分体式空调和防爆电暖器，确保司钻操作安全舒适，预留顶驱操作箱位置和进线口。空气系统（含气压低报警）、液压系统的控制信号均以电信号进 入控制房。司钻房结构为不锈钢外壳，内部采用镀膜铝合金板装饰，顶部及前侧周围 均设夹胶钢化玻璃及防护栏，墙体带保温层，满足司钻观察井口、鼠洞、二层 台、坡道大门视野要求，同时具有抵抗强光、紫外线照射、外

38、力冲击功能。司钻控制房符合 API RP500 I级2区防爆要求。防爆荧光照明灯（西安金程BYL40W疋防爆灯具，南京单脚防震灯管）。电气插接件为宝鸡友泰防爆产品。最终施工图需双方审定。4.14F-1600泥浆泵组*基本参数泥浆泵规格F-1600最大缸套尺寸180mm最高压力35MPa冲程305mm额定冲次120*技术要求两台1600泵各由一台1200kW 交流变频电机经联轴器、传动轴、窄V联组带驱动。交流变频电机的额定转速为1000rpm，额定功率为1200KW。泥浆泵与电动机放置在一个大底座上，皮带张紧由顶丝调节。喷淋泵采用电驱动。电机（防爆）功率为2.2 kW，电源为380V , 50H

39、Z。配吊装架及专用工具。泥浆泵保险阀放喷管线接至循环罐，带吸入滤网。压力表采用法兰联接。泵按额定冲次120r/min （电机转速1200 r/min ）配套。泥浆泵主要承受部件如活塞、缸套、活塞杆、盘根、盘根压盖、阀、阀座、阀盖等符合API 7K规范，并打API标记4.15钻井液管汇*技术参数最大工作压力公称通径外径工作温度范围*技术特点35MPa （试验压力70MPa ）103mm133mm-30 C 120 C钻台采用双立管结构，地面双通道，H型结构（5个出口）。满足安装压力表（公、英 制表盘）、压力传感器及取样要求，钻台闸门组为一个整体结构，便于装卸拉运。闸阀集 中在钻台面上方，地面管汇

40、预留第三台泵的接口。高压泥浆闸阀组合等进行耐压试验。总体结构依据井场布置图、钻机底座、井架结构等相关尺寸进行设计。钻井液管汇 系统与钻机各部位不会发生干涉地面采用双管线形式，设置回流管线，用3n 8MPa中压胶管与泥浆吸入罐连接。 所有的软管与硬管连接的部位必须有安全链（包括水龙带）管线均采用由壬连接，均为独立通道。配水龙带2根，牛根长度分别为19.5 m和22m，内径76.9mm，压力35MPa。 管汇上所有阀门均采用经 API认证的产品，采用金属密封闸阀，打 API标记；所有弯头及三通材料均为锻件。4.16气源及气源净化装置压缩机组型式排气量排气压力冷却方式配套电动机储气罐容积冷起动空压机

41、干燥机型号环境温度成品气的技术指标（露点温度）配置要求电动螺杆压缩机组5.5m3/min1MPa风冷37kW/380V1 X2.5m3S195手动型SRC-220-10 C -+45 C-23 C气源及气源净化系统：由2台电动螺杆压缩机组（含自动切换柜）、1台冷 冻式干燥机、1个2.5m3储气罐及全套管线、不锈钢阀门等组成。储气罐上设 安全阀、压力表及排污阀，便于操作。两台空压机组布置与全套空气净化系统及 辅助发电机组统一布置在气源房内。钻机供气系统由底座上的4m3储气罐，管线槽、供气管线及阀件组成，预 留2管线接口及球阀。储气罐压力1MPa，带安全阀，止回阀、放水阀、气 压表等。连接管线采用

42、钢管（过渡部分采用软管），阀件为不锈钢。安装部位 设平台，方便检查与维护。维护人员可方便从钻台面进入平台。各风动绞车气 路进口设不锈钢球阀。4.17 液压提升机*技术参数额定载荷15kN9000mm提升高度提升速度0.2-0.5m/s电机功率11Kw钻台、地面、提篮内三点均可控制。布置在钻台左侧，司钻偏房前部。4.18 供油、供水及管线槽 包括所有供油、供气、供水地面管线槽，上钻台管线采用折叠式电缆槽等 相关系统连接管汇组成，供油管线采用耐油密封件，所有阀门均为不锈钢阀。上钻台电缆槽设置有上人踏杆梯，设置可翻转活动盖板，以便于安装顶驱时 布置顶驱电缆。动力电缆与控制电缆采用隔离方式铺设。配置汽

43、车过桥。4.19 工业监控系统 由摄像系统、显示系统、控制系统三部分组成。 采用新型先进的四点变焦摄像机（其中：二层台、泥浆泵二点带云台；滚 筒、振动筛为固定式）和彩色液晶 17 ”高亮监视器（角度可调）及独立按键操作 系统，并配有温度控制、压力控制、空气过滤器等设备。四画面分割及切换， 实时多工位监控，不锈钢正压防爆控制箱、标准化系统和接口、模块化硬件， 完全满足油田恶劣工况及防震、防雾、防爆安全要求，可充分提高钻井效率、 降低劳动强度、改善工作环境。4.20 油罐、水罐柴 油 罐容量 45m32具工业用水罐 套装水箱 100m31 具4.21 猫道高度 1070mm ，总长 18m ，由

44、2 节组成， 2 节能够连接为一体，大门坡道 底部与猫道相连。猫道上设有滑轮柱与钻杆缓冲装置，留气动绞车、测斜绞车 安装位置。4.22 倒绳机电力驱动，最大承载 7500Kg，转速0.5-15r/min，最大扭矩lOKN.m6部摩4.23 通讯系统由麦克风、放大机、扬声器（1套）组成，完成司钻对外呼叫，配备托罗拉对讲机，性能安全可靠，完全满足油田恶劣工况和防爆要求。4.24柴油发电机组CAT3512B 3 台1310KW1500r/mi nSR4B 1900KVA600V 50Hz 0 0.81 400kw400/230V 50Hz 0.8*基本参数主柴油发电机组型号及台数柴油机功率柴油机转速

45、发电机型号及容量发电机电压频率功率因数辅助发电机组台数及功率辅助发电机电压 频率 功率因数*主要性能满足5000m钻机的钻井工艺要求。防爆、防震、防潮、防火、防噪。在环境温度-30-+50C下,机组稳定、可靠运行。主柴油机气马达起动，辅助柴油机电瓶启动，自带吸油泵。排气管带干式火花消音器。每台机组全部或任意两台以上按需并网运行，负荷均衡分配，电网频率、电 压正常平稳4.25 柴油发电机房严格按照柴油发电机组供应商的安装要求和规范执行，保证机组正常运行。3栋柴油发电机房内安装 3台主发电机，1栋辅助发电机 及气源房。4栋机 房并排放置，机房在井场就位后形成整体机房，4栋机房之间及VFD/MCC房

46、应 有良好的搭接、防雨、防晒、防沙；配齐各发电房房顶之间搭接防风防雨装置、1、2、3、4号机房到VFD/MCC房的防雨槽和搭接板。排气口带防雨盖（防止 水倒流）。主机房外形尺寸：10疋.94 X3.1m （含底座），底座高450mm。外壁为3mm 瓦楞板。柴油机风扇侧设对开门，1号机房（距井口最近的）外侧墙两端设推拉门（宽度2米），其余墙板为可拆卸式；房顶有排雨槽。配上房梯子。每个机房顶部设有电缆槽，所有电缆均在电缆槽内布置，电缆经电缆槽架 引入电控房，长度留有余量，安装严格按标准执行。电缆槽须经防磨处理、设 防雨水倒流口、进出口处须加电缆护圈。照明采用防爆、防震荧光灯（西安金程BYL40W

47、X2防爆灯具，南京单脚防震灯管），并设应急灯（非防爆）。各房内 均设干粉灭火器1套。配机房用电配电箱（配电箱制作、安装应规范）和供电电缆。辅助发电机房 在合适位置设工具柜1套、小油箱1具（容量800kg，设排污口、标尺、供油、 回油管及滤子）。安装发电机与 VFD/MCC房连接的电缆。动力及控制电缆、高质量镀锡铜 线鼻子由电控 厂家提供。底盘设有放水、放油孔。底盘内部设有合理的排污通道，保证排污通畅； 废气管线从前端引出到合适位置。底部用钢板密封，钢板不与地面接触，留一 定的距离，并开孔便于排污。气管线、机油管线、柴油管线设置在底盘内部，并与柴油机连接好，各房 之间管线用软管连接，管线接口用锤

48、击由壬。底盘设置管汇开口，开口外加活 动封口。各管线阀门采用不锈钢球阀，并按标准工艺安装。各房体均设有M14铜螺栓，用于接地桩并做标识；设有合理起吊、拖拉位 置，保证吊运时平稳、安全、方便；各运输单元满足铁路、公路运输及自背车 安装要求。柴油发电机组及其他设备的安装，严格按原厂家的技术要求进行。4.26井场防爆电路提供所有井场电器设备（不含井场营房及生活营房）的供电线路及接线盒， 起动控制柜，电缆槽等以及机房、泵房、循环系统、钻台、井架及井场等系统 的照明。要求左右井架、二层台上下照明分闸控制。配置航标灯。5钻机控制系统（含一体化钻井仪表系统）5.1总体技术性能5.1.1系统采用先进、成熟的新

49、技术、新结构。其动力控制系统，交流输出特性，控制操作和各种保护功能，互锁功能、模块化设计等完全满足5000米钻机的工作参数和传动特性，达到钻井工艺要求，具有优异的调速性能、过载能力 强、可靠性高、抗干扰能力强、设计布局合理、操作简便可靠、易于维护及维修等特点，并能满足国内反承包井和出国钻井工程服务。充分发挥IPC、PLC及现场总线技术的优点，优化控制和监测整个钻井过程。系统设计遵循机、电、 液、气、仪表、数字、通讯一体化的原则，采用正确可靠的防爆、防震、防潮、 防水、防火措施，符合安全操作要求。运输方便、安装简捷，总体达到国际先 进水平。5.1.2 设计，制造标准与国际通用标准接轨，系统设计符

50、合下列电气标准。* GB3797-89电控设备第二部分 装有电子器件的电控设备* GB4720-84电控设备第二部分 低压电器电控设备* API RP 500石油设施电力装置场所分类推荐作法* GB 50058-92爆炸和火灾危险环境电力装备设计规范* GB38361爆炸性环境用防爆电气设备通用要求* SY/T 5609-1999石油钻机型式与基本参数IEC和IEEE的相关标准5.2 系统总体设计方案5.2.1 系统动力采用三台 CAT3512B 1900 kVA 600V 50Hz 柴油发电机组 并网运 行，向 6+1 套交流变频 控制柜提供电 源，并通过一台 1250KVA 600V/40

51、0V 50Hz 变压器向 MCC 和生活用电设施供电。按 3 台泥浆泵变频柜设计房体，房内 予留安装第 3 台泥浆泵的变频柜位置。 安装 3 台泥浆泵输出的插接件， PLC 程序按 3 台泥浆泵编程。电控司钻台按 3 台泥浆泵设计制造，包括风机起动开关、调速手轮、运行指示灯。5.2.2 变频单元采用进口 SIEMENS 全数字矢量控制电压源型交流变频调速 装置，具有 V/f 特性曲线的频率控制方式和磁场定向矢量控制方式。 “一对一”控制 驱动绞车，转盘、泥浆泵主电机及送钻电机，实现无级调速，满足传动要求。 转盘采用一台 600kW 变频电机，绞车采用两台 600KW 变频电机、 2 台泥浆泵

52、电机各采用一台 1200kW 变频电机，自动送钻采用一台 37/45KW 400V 变频 电机，同时满足应急要求。5.2.3 MCC 单元装有 400VAC 、400kW 辅助柴油发电机接口及进线断路器和 顶驱断路器。5.2.4 系统配置 2 栋 VFD/ MCC 房，电气柜及设备合理搭配，安装可靠，外形尺寸均控制在 10000（长）怎950（宽）X3054（高）mm以内。5.2.5 MCC 系统对井场电路系统进行供电、控制和提供保护，各柜均具有接 地保护且各主要控制单元具有检修锁定和监测功能， 30kW 及以上大电机采用 SIEMENS 或施耐德软启动装置技术。5.2.6 采用大功率能耗制动

53、单元和制动电阻定量控制制动扭矩作为绞车辅助 刹车，自动投入制动，电阻散热采用独立放置、强制风冷，工作可靠，游车可 实现平稳下放。5.2.7 送钻电机自动送钻系统控制钻机的钻速及钻压，实现送钻电机在0-36m/h范围内恒钻压送钻，可以对设定参数进行修改，监控钻进过程的钻压、 钻速、游车位置等参数，自动控制游车减速和软停、紧急故障刹车等功能，有 效的防止溜钻、卡钻、事故的发生，提高钻速及钻进质量。528 钻机控制系统以SIEMENS高性能的PLC为控制核心，通过现场总线控制技术把数字化设备组成PROFIBUS-DP网络,实现6+1台变频器、智能远程司钻监控、人机界面、自动送钻、一体化仪表系统、电子

54、防碰等控制系统间 的高速通讯，上位工控机实时监控、储存各个系统的运行状态并提供故障时的 诊断报文。上位工控机IPC、自动化级(PLC )、数字传动级和司钻操作台通过 PROFIBUS-DP 总线连接，构成网络系统，参数双向传递，显示一体化钻井仪 表参数及画面，各种状态提示和帮助文本显示，为钻井工程创建一个数字化、 信息化、智能化的管理平台，最终实现对系统各装置的远程数据传输和故障监 控，优化控制和监测整个钻井过程。系统控制采用冗余设计。系统操作有两种 模式：触摸屏操作和手轮操作。5.2.9 智能化远程司钻操作台具有钻机操作和钻井参数实时显示、电气系统运行监控与显示、故障显示、报警的齐备功能。5.3 配套范围5.4分系统技术说明5.4.1发电机组控制柜提供三台发电机组控制柜用于控制钻机3台柴油发电机组。对机组频率及电压进行调节，并实现机组同步并网运行。具有功率限制、接地检测、相序保 护、过流保护、过压保护、欠压保护、欠频保护、过频保护、逆功保护、短