VARCO顶驱操作规程

1、TDS-11SATDS-11SA 顶部驱动钻井装置顶部驱动钻井装置操作规程操作规程 1、适用岗位 1.1 适用岗位 电气工程师、机械工程师（机械工长）、钻台大班、司钻、副司钻 1.2 岗位基本要求 岗位操作人员均应参加相关技术培训和 HSE 培训，并经考核取得相应资质后上岗。 2、相关 HSE 要求 设备操作前针对设备及工作区域环境进行危害识别，或对已有识别结果进行对比检查。根据危害识别结果，确 认采取有效措施。 3、主要技术参数 名称参数 交流钻井电机功率:800HP(2*400HP) 额定转速：2400rpm 变频器西门子 (800HP 600VAC) 类型：液压钳式盘刹 电机制动系统 刹

2、车扭矩：30000ftlb 方式：强制风冷 功率：5HP（3KW）交流电机（两台） 转速：3600rpm 电压、频率、相位：575V、60Hz、3 满负荷电流：5.5A 罩体：防爆式 1 级接地 环境温度：40 电机冷却系统 风量：每个电机 1400 立方英寸每分钟 类型：单级双减速齿轮系统 齿轮箱 传动比：10.5:1 减速 类型：强制润滑 齿轮箱润滑 储油池容量：15 加仑 功率：10HP,1800rpm,交流电机 液压系统 储油池容量：25 加仑 重量：12.3 吨 工作高度：18 英尺（5.4 米） 电源要求：700KVA、575-600V、50、60Hz 功率：800HP 连续扭矩：

3、37,500 磅.英尺 间歇扭矩：55,000 磅.英尺 提升能力：500 短吨 系统技术参数 满功率下最大转速： 228rpm PH-50 ：扭矩，50,000 磅英尺；额定压力：2000psi,4 到 7.5 英寸最大外径工具接头 管子处理器 PH-70：扭矩，75,000 磅英尺；额定压力：2000psi,4 到 8.5 英寸最大外径工具接头 允许使用钻具范围3 1/2 ”-6 5/8” 4、结构简图 司钻台控制面板 司钻台的面板各按钮和指示灯说明如下表： 序号名称名称类型功能 1 VDC PRESS LOSS 司钻台 压力低 红 色 指示灯 当检测到司钻台的清洗压力低时， 指示灯闪烁并

4、发出警报声。按下警 报关闭按钮警报声停止，而指示灯 持续亮直到故障排除。 2 MAKE-UP CURRENT LIMIT 0MAX 上扣扭矩电流限制 0最大 仪表 上扣操作工作时设置最大允许上 扣扭矩。扭矩可以通过设置刹车和 调节上扣扭矩电流限制进行调节； 升高或降低扭矩表显示的读数。 3 DRILL MOTOR OVERTEMP 钻井电机 过 热 红 色 指示灯 当检测到一个电机过热时，指示灯 闪烁并发出警报声。按下警报关闭 按钮警报声停止，指示灯持续亮直 到故障排除。 4OIL PRESS LOSS油压低 红 色 指示灯 当检测到齿轮润滑系统油压低时， 指示灯闪烁并发出警报声。按下警 报关

5、闭按钮警报声停止，而指示灯 持续亮直到故障排除。 5 TORQUE WRENCH PUSH HOLD 管子处理器 背钳开关 按钮开 关 按下按钮并保持时，背钳关闭和止 动销止动。 序号名称名称类型功能 6 ROTATE LEFT/RIGHT 管子处理器 旋转头左 /右 3 位开 关 当保持在左位时，旋转头向左旋转； 保持在右位时，旋转头向右旋转； 松开时，开关自动返回中位。 7 （PIPEHANDLER） LINK TILT DRILL/OFF/TILT 吊环钻进 /关闭/倾斜 3 位开 关 设置为钻进（DRILL）时，吊环液缸 收缩到标准的钻进位置；设置为倾 斜位置时，液缸伸长到便于上扣操

6、作位置；设置为关闭位置时吊卡保 持在当前位置。 8 LINK TILT FLOAT 管子处理器 吊环浮动 绿色按 钮 按下按钮时，吊环浮动到中心位置。 9 IBOP OPEN/CLOSE 内防喷器 打开/关闭 2 位开 关 打开位，启动液缸伸长，打开内防 喷器，关闭位，启动液缸收缩，关 闭内防喷器。 10IBOP CLOSED 内防喷阀 关闭 琥 珀 指示灯 当液压作用在液缸上时，内防喷器 关闭指示灯亮。 11 BRAKE OFF/AUTO/ON 刹车 关闭/自动 /打开 3 位开 关 设置为打开（ON）时，制动电磁阀 供电处于制动状态，指示灯亮。设 置到 AUTO 时，当油门打开时松 开制动

7、，油门关闭时，制动工作。 设置为关闭（OFF）位置时，制动松 开。 序号名称名称类型功能 12BRAKE ON刹车制动 红色 指示灯 制动电磁阀供电时，指示灯亮显示 制动状态 13 EMERGENCY STOP 紧急停车 菌形按 钮 按下时，关闭所有操作，开关与变 频器连接。 14 THROTTLE 0MAX 钻井油门 0最大 仪表 控制钻井速度。钻具转速在转速仪 表上显示。 15 TORQUE 050000ftlb 扭矩表 050000ftlb 表 010V DC 显示钻杆扭矩，单位 ft/lb。在钻井 模式中，扭矩由钻井扭矩仪表设置； 在上扣模式中，由上扣限制仪表设 置。 16 RPM 0

8、250rpm 转速表 0250rpm 表 010V DC 显示钻杆转速，单位 rpm。转速通 过钻井油门控制。 17 DRILL/SPIN /TORQUE 钻进/旋扣 /扭矩 3 位选 择开关 钻进（DRILL）位选择标准的钻井 模式，旋转速度由钻井油门控制， 最大扭矩由钻井扭矩仪表控制；旋 扣（SPIN）模式是固定速度模式；扭 矩（TORQUE）模式是上扣模式；在 扭矩模式，扭矩快速升高到上扣扭 矩限制仪表设置的扭矩。 序号名称名称类型功能 18BLOWER LOSS 鼓风机 失 风 红 色 指示灯 当检测到鼓风机故障时，指示灯闪 烁并发出警报声。按下警报关闭按 钮警报声停止，而指示灯持续亮

9、直 到故障排除。 19 ALARM SILENCE /LAMP CHECK 警报关闭 /灯检测 按钮开 关 当警报声响时用于关闭警报，而指 示灯持续亮直到故障排除。如果故 障在 5 分钟内没有排除，再一次发 出警报。当按下这个开关保持两秒 钟，司钻台上的所有指示灯亮，可 用于检测指示灯。 20 HYDRAULIC POWER AUTO/ON 液压系统 自动/启动 2 位开 关 设置为自动（AUTO）时，通过 PLC 命令启动液压泵；设置为启动 （ON）位时，忽略操作模式启动液 压泵。 21 COUNTERBALA NCE DRILL/STAND JUMP 平衡系统 钻进 /立柱上跳 2 位开

10、关 在钻进（DRILL）模式，平衡启动器 接受足够的压力平衡 TDS 的重量； 在立柱上跳（STAND JUMP）模式， 钻杆卸扣时平衡启动器接受足够 的压力平衡 TDS，保护接头螺纹。 22DRIVE FAULT驱动故障 红 色 指示灯 当检测到司钻台故障时，指示灯亮 并发出警报。按下关闭警报按钮关 闭警报，指示灯持续亮直到故障排 除。 23 REVERSE/OFF/ FORWARD 反转/停止 /正转 3 位开 关 控制在钻进和上扣操作中钻井电 机的旋转方向。 序号名称名称类型功能 24 DRILL TORQUE 0MAX 钻井扭矩 0最大 仪表 钻进操作期间，通过设置变频器中 的电流限制

11、来设置最大允许钻井 扭矩。扭矩可以通过设置制动和调 节钻井扭矩仪表进行调节，升高和 降低在扭矩表中显示的扭矩值。 5、启动前准备 5.1 工作区域内禁止堆放杂物和易燃、易爆物品，按规定配备消防器材，禁止闲杂人员进入。 5.2 电器安全操作、液压安全操作、井控安全操作应熟悉操作手册。 5.3 操作人员应持有效操作证，应按岗位规定穿戴好个体防护用品。 5.4 启动前设备检查 项目检查内容及要求注意事项（提示、警示、严禁） 外观及安装状况 1、确认所有电源开关均已上电，电源正常 2、目测顶驱本体部件有无明显损伤损坏、管线有无泄漏、螺栓 安全装置等有无松动脱落 3、目测游动电缆（管线）行程、吊环旋转、

12、倾斜范围内是否有 干扰物存在 4、司钻操作台按扭初始位置的检查，每种顶驱设备的操作按扭 都有一个默认的初始位置，在开机前必须按照相关操作说明 确认是否在初始位置，否则容易造成误操作事故 5、接班后操作顶驱要首先查看设备运转记录，了解前一个班次 作业过程中设备的运转情况，尤其对上班次存在的问题加以关注 或者及时解决。 5、司钻台一般都装有正压防护装置，以防止危险性气体地进入， 当 PLC 上电时，需要检测司钻台内部的微压开关信号，当气 压达不到要求就会产生报警信号，直到达到要求方可解除 启动系统 按下【复位/静音】按钮 3 分钟，测试司钻操作台所有指示灯 VARCO-11SA 操作面板需要按下【

13、静音/复位】按 钮 3 秒钟，可以测试司钻操作台所有指示灯，所 有指示灯正常才可以启动系统，否则需要尽快更 换指示灯，防止显示功能不正确造成间接损失 润滑系统 1、各润滑点加润滑油（脂） 2、液压油有无泄漏 3、减速箱邮箱液位不能过高或者过低 其他部位除顶驱外其它设备正常 6、启动、启动 步骤及要求注意事项（提示、警示、严禁） 启动系统：启动系统： 1）进入变频房，打开空调，温度调节在摄氏 2025度之间 2）合上PLC电源开关，将PLC扳到”ON:”状态。 3）合上主变频器空气开关。 4）合上风机和油泵电机控制开关。 1、如果界长期降雨或顶驱装置较长时间未运行,在启动顶驱装置之前，应先加热两

14、 台主电机，以保证其干燥和绝缘性，从而保证主电机能正常安全地工作，用空调热 风为变频房除潮 主电机加热：通过【电机加热】开关，启停加 热器，通过PCL/MCC柜的加热器指示灯指示运 行状态 加热器工作时启动主电机，加热器将自动停止运行。主电机运行时，不能启动加热 器 主电机风机主电机风机：选择主电机正反转开关启动主电机 冷却风机和油泵电机。 液压系统设置为自动时，通过 PLC 控制启动冷却风机和油泵电机，设置为启动时， 将直接启动油泵电机和右侧冷却风机 司钻台操作：司钻台操作： 1） 【钻井扭矩限定】手轮缓慢离开零位，设定 为需要的扭矩。 1、 【转速设定】手轮零位且系统未运行时， 【操作选择

15、】、 【旋转方向】开关动作有效，否 则无效 2、启动主电机时，为确保设备安全，钻井扭矩限定值不易过高，可在主轴旋转后， 2） 将【旋转方向】开关扳倒：正向“位置。 3 3） 【转速设定】手轮缓慢离开零位，主电机按 手轮给定转速正向旋转 增加钻井扭矩限定值。 3、启动主电机前，必须确认刹车状态与钻井扭矩限定值是否正确。 7、运行、运行 内容及要求注意事项（提示、警示、严禁） 一、钻进 1、接立根钻进程序 1）钻完井中立根，直到保护短节离钻台 3 英尺高，立根停止旋转。 2）提起钻柱，坐放卡瓦，使接头处离钻台 4 英尺高。 3）启动钻井电机开关从正转换到反转。 4）停止泥浆循环，关闭上内防喷器。

16、5）制动开关设置为自动 （AUTO） 。 6）管子处理器背钳夹紧钻杆。 7）TDS-11SA 模式设置到扭矩（TORQUE）并松开开关，当接头断开时， TDS-11SA 模式返回到钻进（DRILL）。 8）使用钻井电机，旋出连接扣同时用绞车起升 TDS-11SA，或者安装平衡系统， 则使用立柱上跳。当钻杆卸扣时，立柆上跳提升顶驱脱离大钩。 9）关闭对扣（SPIN）模式，立柱上跳停止工作。打开钻杆吊卡。 10）提升顶驱离开井口并倾斜吊环/吊卡到井架工位置。 11）起升顶驱到管牌架位置接下一根立根。 12）用扭矩大钳夹紧钻杆公接头，在钻杆接头上涂丝扣油。 13）启动钻井电机的开关从反转到正转。 1

17、4）吊卡卡在下一根立根上。 15）提升使立根离开放置区，清洗立根接头。 16）吊环倾斜复位，使立根与钻台上的钻杆接头连接。 钻井操作注意事项 1.手轮不允许快速由零位转到所需转速位置，应 缓慢转动手轮到所需要的转速。 2.刹车开关的“AUTO”位置是定向钻进时使用 的，建议正常钻进时刹车在“OFF”位置。 3.当井下堵转时，首先采取的措施是：保持转速 手轮不动，保持堵转扭矩，上提、下放顶驱， 找到一个能够恢复旋转的位置。如果以上措施 不能够恢复旋转，就必须释放堵转扭矩。释放 扭矩的办法是：保持转速手轮不动，非常缓慢 地将钻井扭矩设定值减小，这样就可以控制钻 具缓慢反转，扭矩值也随之减小，直至为

18、零。 这时才可以将调速手轮回零位。 4.司钻操作台为正压防爆，内放干燥剂除湿；不 允许用高压流体冲洗操作台；定期检查司钻操 作台内部元气件，避免生锈或接头松动。 在使用大尺寸钻头打表层或在某段地层出现非 17）启动顶驱开关到对扣（SPIN）模式。 18）缓慢下放大约 2 英尺，使顶驱与立根上部接头对扣连接。 19）缓慢下放接头到轴肩处。 20）启动扭矩（TORQUE）模式，保持大约 10 秒钟。上扣扭矩必须预先设置。 观察整个上扣中扭矩表中的模式。 21）启动钻进（DRILL）模式。 22）打开扭矩大钳。打开内防喷器。 23）启动泥浆泵。 24）提升取出卡瓦。钻进。 2、接单根钻进程序 1）钻

19、完井中单根，提升大约 4 英尺，坐放卡瓦。 2）TDS11SA 钻井电机在扭矩模式（TORQUE）反转，断开保护短节和钻柱 间的连接。 3）使用（TDS-11SA）钻井电机在 SPIN 模式下放出连接。 4）打开吊卡提升 TDS-11SA。 5）吊环倾斜使吊卡到鼠洞中单根位置，锁死吊卡，卡住单根。 6）把单根提出鼠洞，当接头离开钻台时，放松吊卡，使单根到中心位置。 7）对正钻台上钻柱接头，下放 TDS-11SA，使增加的单根沿对扣引靯直到保护 短节与新的接头连接。 8）使用扭矩大钳旋加扭矩，用 SPIN 模式旋紧，使用 TDS-11SA 电机在 顶驱故障原因的剧烈震动时，应该适当降低转 速，以

20、避开顶驱共振点，避免顶驱因剧烈震动 造成损坏。 TORQUE 模式，上紧连接。 9）取出卡瓦，启动泥浆泵，钻进。 3、设定钻井扭矩程序 1）转向开关转到正转“FORWARD”位置。 2）刹车开关转到“ON”位置。 3）模式开关转到“DRILL”位置，稍微旋转调速手轮，调整钻井扭矩电位计 旋钮，观察扭矩表达到所需扭矩值。 4）将调速手轮旋回“零位”。 将刹车开关打到“OFF”位置。 二、定向钻井作业 1、定向钻井 1）把钻具和动力马达下到井里至钻头接近井底。 2）将转向开关置于“FORWARD”。 3）将模式选择开关置于“SPIN” 4）降低顶驱使钻具接触到保护接头，等待旋扣完成。 5）把背钳置

21、于钻具接头母扣上，闭合背钳。 6）将模式选择开关置于“TORQUE”。把扭矩增加到根据丝扣和连接方式所 要求的设定扭矩值。 等待主轴输出扭矩增加到所需要的值，紧扣后，再将模式选择开关打回 “DRILL”位置。 将 IBOP 置于“ON”，启动泥浆泵。 将顶驱刹车开关置于“ON”。（如果钻井工艺允许钻具旋转，且卡瓦内又没有 存储扭矩的情况可以取消该步骤，直接到下一步骤） 提升游车，取出卡瓦。 11）降低顶驱，将转向开关至于“FORWARD”，开始钻进。 2、定向钻井中钻具方位的调整 1、 进行定向钻井操作时，根据钻井工艺 要求钻具不旋转时，应该将顶驱刹车置于 “ON”；在其他定向井工艺过程允许钻

22、具旋转 时，刹车均置于“AUTO”位置。 2、定向作业中顶驱钻井扭矩设置必须大于 动力钻具的最大输出扭矩。如果在复合钻井过 程中发现顶驱反转，必须立即加大钻井扭矩的 设定值。 3、当使用井下动力马达钻井时，应保证顶 驱刹车扭矩值大于动力马达的最大扭矩输出值， 因此需要经常检查刹车是否可靠。 4、为避免损坏钻具接头的丝扣, 当卸扣时 不要让顶驱重量作用在钻具接头丝扣上。 1）将模式选择开关置于“DRILL”，将转向开关置于“FORWARD”。 2）旋转调速手轮，打开一个小角度， 缓慢调节钻井扭矩设定电位计，当顶驱 的输出扭矩大致同井下动力钻具产生的扭矩相等时，松开刹车，继续调节钻井扭矩 设定电位

23、计控制主轴旋转方向。 同时测量井下动力钻具方向。 3）井下动力钻具方向确定合适以后，立即将主轴“刹车”，将调速手轮旋回 零位。 4）开始钻进。 3、定向钻井时的上卸扣 1）放置卡瓦。将钻具卡在锁住的转盘内。 2）松开刹车。 3）关掉泥浆泵。 4）观察立管压力计并等待泥浆泵压力降到零。 5）使用 IBOP 开关，选择“ON”。 用大钳夹紧井内钻具。 6）将转向开关置于“REVERSE”。 7）按下并保持背钳按钮，将模式选择开关置于“TORQUE”，开始卸扣。 8）当主轴/钻具接头丝扣松开并转动 1/2 圈，松开背钳按钮，打开“立柱上跳” 开关，将模式选择开关置于“SPIN”，等待接头彻底卸开。

24、9）松开并移走大钳，提升游车使顶驱离开钻具接头丝扣 10）当接头完全卸开时，将模式选择开关置于“DRILL”。 11）把顶驱提升到足够的高度，使吊卡能够卡住下一根立柱的上部母扣接头。 12）提起立柱 13）提升顶驱直到立柱底部的公扣高于井口钻具的母扣接头。 14）将转向开关置于“FORWARD”。 15）将模式选择开关置于“SPIN”。 16）降低顶驱将立柱的下端导入井内的钻具母扣中。 17）把大钳置于井口钻具的母扣接头上。 18）降低顶驱直到立柱上部母扣接头接触到保护接头，等待旋扣完成。 19）模式选择开关置于“TORQUE”，直到钻具与钻具和钻具与主轴旋紧。 20）将模式开关置于“DRIL

25、L”。转向开关置保持在“FORWARD”。 21）移走大钳。 22）使用 IBOP 开关，选择“OFF”。 23）启动泥浆泵。 24）将刹车闭合（如果钻井工艺允许钻具旋转，且卡瓦内又没有存储扭矩的情 况可以取消该步骤，直接到下一步骤）。 25）提升游车。 26）取出卡瓦。 27）开始钻进。 三、接、卸钻具 接、卸钻具操作前，必须先按规定程序设定好上卸扣扭矩。 开始此程序时先做以下事情： 确保驱动系统中已预设合适的扭矩和转速。 确保顶驱的保护接头丝扣与钻具丝扣规格相符。 在接头上涂抹适当的丝扣油。 接、卸钻具的具体操作程序在前面的“用立柱、单根钻井”中已经讲到，跟前 部操作相同，此处不再重复。

26、将顶驱和钻具相接时，应将背钳在钻具接 头处夹紧。给顶驱和多个接头同时上扣时，应 将大钳扣在卡瓦夹紧的钻具接头上。 四、起下钻 起下钻采用常规的方式进行。为加强井架工扣吊卡的能力和减少起下钻时间， 可以使用吊环倾斜装置使吊卡靠近井架工。 在大多数情况下，配置顶驱不会对井队已 建立的井控程序造成重大改变。应当坚持使用 在配置顶驱前已建立好的井控程序。 起钻过程中如遇到缩径或键槽，可在井架任一高度用钻井电机将顶驱接到立根 上，立即建立循环和旋转活动钻具，使钻具通过遇阻点。 只是在起、下钻过程中，钻柱内的井涌 （喷）液体控制要考虑使用顶驱所配备的内防 喷器。 除此之外，还应配备以下设备： 一个常规的回

27、压凡尔（井队配备）。 内防喷器拆卸工具（用来拆卸内防喷器执 行机构）。 内防喷器及其执行机构应定期清洗和维护。 重要提示：如果在寒冷环境中工作后长时 间关闭内防喷器，钻井泥浆可能会在顶驱、水 龙带和立管中冻结。为避免此情况，将一根空 气软管接到顶驱的保护接头上。把顶驱，水龙 带和立管中的泥浆吹回到泥浆池里。定期检查 此设备以确保它没有结冰。 起、下钻时应使用液压大钳按照标准程序 接卸钻具。 可以使用“吊环倾斜功能”协助井架工和 钻工排放钻具。但是，不可以超过载荷使用 “吊环倾斜功能”（在“倾斜”状态下，吊卡 负荷不可以大于 1 吨）。 起、下钻铤： 钻铤的规格大小不同，有的一个立柱钻铤 远远超

28、过 1 吨。这时，为了保证“倾斜”功能 不过载，必须在起、下钻铤时按照以下程序操 作。 起钻铤时，卸开扣以后应该先将钻铤下部 先拉到立根盒，下放顶驱，使钻铤下部接触到 立根盒，然后才可以使用吊环倾斜功能将钻铤 上部送到接近井架工的位置。 下钻铤时，则应该在扣好吊卡后将吊环倾 斜油缸先复位到“浮动”状态，然后才可以提 升钻铤。否则就可能造成吊环倾斜油缸损坏。 5 起、下钻时如遇井下复杂情况，可以 接顶驱循环和采取正、倒划眼措施，加强对顶 驱扭矩、转速的监控。 五、倒划眼程序 1）循环和旋转的同时，提升游车，直到出现第三个钻杆接头。 2）停止循环和旋转，坐放卡瓦。 3）卸开钻台面上的连接扣，用钻井电机松扣。 4）用顶部驱动电机和背钳卸开立根与顶驱的连接扣，然后用钻井电机旋扣。 5）用钻杆吊卡提起立根。