《石油天然气钻采设备 顶部驱动系统安装、调试与维护》

1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/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术语和定义维护maintenance2HSE: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如果制造商不能提供适当的推荐方法，应按照广泛接受的行业作法，制订顶驱的安装与拆卸、调于：名义钻井深度、额定载荷、额定功率、转速范4.2.4遇有大风、雷电或暴雨、大雾、沙尘等能见度低的极端恶劣天气，应遵守属地HSE要求，必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4.3.2焊接人员应按GB/T15169中的规定进行相应资质培训并通过考核，且合格证在有效期内，才作业现场应配有满足顶驱电压、频率使用要求的电源，电源提供给顶驱的功率宜不小于顶驱功率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。5HSE要求顶驱安装、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叉作业。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。5.3.3.5顶驱的操作使用和维护作业应在可见度良好的条件下进行。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。5.4环境保护应采取措施，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，记录并保存程序过程中的文件资料。安装现场发生的任何技术变更，应得安装前，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；c)将钻井液立管升高至满足使用要求的高度；d)根据现场实际情况，进行管缆铺设，包括动力电缆、控制电缆、液压管线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。b)井场吊装设备和工具应能满足现场作业要求。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。f)在井架立起前，将吊耳顶板连接在天车下部。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。6I₅4I₃2I₅4I₃21——天车；2——游车和适配器；3——顶驱；4——单导轨；5——井架电缆架；6——动力及控制电缆；7——反扭固定装置；8——司钻控制台及控制电缆；9——控制系统；10——动力源。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。顶驱本体安装时，确认顶驱及运移架不与井架于10mm。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，电缆外皮是否有损伤；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、MCC系统工作正常。顶驱安装完成后，应进行全面检查，确认各项安装工作已经正确完成，所有运输固定装置已经取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，7调试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保存，调试人员应具备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有文件资料以备调试过a)导轨滑车；b)电气系统；c)液压系统。a)运行功能；b)互锁功能；c)报警功能。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、电缆和液压管线不应与井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4Ω;f)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8维护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；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；(资料性)A.1顶驱电气安装检查表见表A.1。检查项目12接地电缆已经正常安装，测量接地电阻(应小于4Ω)进线电源清洁、相序正确，电压正常、稳定(各级电压波动应不超过±5%)3电缆电缆插接装置密封无缺失，插接到位并正确锁紧电缆不会与其他设备刮蹭4(如有)液压源动力电缆连接正确液压源控制电缆连接正确5司钻控制台电缆连接件连接正确并已经锁紧A.2顶驱机械安装检查表见表A.2。检查项目1安装的销轴没有明显磨损吊耳顶板焊接牢固，确认焊缝完整、无开裂吊耳连接螺栓没有明显磨损，并已正确锁紧2电缆托架螺栓没有明显磨损，并已正确锁紧。电缆固定3安装的连接件完好、无缺失4提环支撑已经取下(如适用)背钳支撑已经取下(如适用)悬挂体支撑已经取