350T顶驱培训教程
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“钻井” “正转” 度给定” “钻井扭矩给定” “钻井速
25
四 操作入门
顶驱钻进作业
正转 钻井
钻井扭矩给定
钻井速度给定
26
四 司钻台操作入门
顶驱接立柱作业
顶驱上提至二层台，旋转回转头，把吊卡开口转至正对井 架工的合适位置，倾斜臂前倾吊卡送至合适位置，井架工 把钻柱送入吊卡并扣紧吊卡后，倾斜油缸打到浮动位，司 钻上提顶驱，井口对好扣，用液压大钳紧完扣后，司钻与 井架工配合把钻柱对入到向器。
四 操作入门
司钻台按扭简介
速度控制手轮用来调整钻井过程中顶驱主轴的速度。 钻井扭矩给定手轮用来设定顶驱钻井时的扭矩值。 上卸扣扭矩给定手轮用来设定顶驱上卸扣时的扭矩值。
20
四 操作入门
司钻台按扭简介
上卸扣扭矩给定手轮 钻井扭矩给定手轮
速度控制给定手轮
21
四 操作入门
注意事项
在正常工作的情况下，请勿按下“井喷”按钮。在 发生井喷事故时，按下井喷按钮，此时顶驱主电机停止 运转，30秒后主电机通风电机停止，液压站电机运转， 内防喷器关闭，随后液压站电机电源断开.
18
四 操作入门
电控房按扭简介
“内控/外控”旋钮：将旋钮旋至内控位置时，司钻 控制台将不起作用； 将旋钮旋至外控位置时，电控 房内的按钮将不能操作。 “急停”按钮：在突发事件和紧急情况下，需要立 即停止时按下。 “系统启动”：在变频器和液压站需要启动或操作 的时候，按下此按钮。 “系统停止”：子系统处于停止时,变频器及司钻台 将不能运行。 OP27控制屏：主要显示各电机的工作状态，变频器 工作时的电流、频率，倾斜油缸、弹跳油缸等设备 的工作状态；同时可实现液压站电机、液压站加热 器的启停控制。 19
14
三 顶驱电缆总成
游动段 3*150mmsq 70米动力缆 1*50mmsq 70米地线 20芯 70米辅助动力缆 37芯 70米综合缆
司控箱——电控房
70米FROFIBUS线（紫色） 70米控制线（灰色）
15
三 顶驱电缆总成
按用途分顶驱的电缆分几 类:动力缆,辅助动力缆和 信号缆.
动力缆
辅助动力缆
775
额定功率(kW)
500
顶 驱 系 统 结 构 图
系统可分为 机械液压系统、 电器控制系统 及通讯网络。 三个系统相对 独立又经电气 和通讯接口相 互交联，有机 地组合在一起 构成功能完善 的控制系统。
PLC
8
主要操作 1顶驱控制：启动、停止、正向、反向、 速度给定、工作方式选择。 2 液压站控制：启动、停止 3 对各个液压电磁阀的相关操作。 主要功能： 1 钻井方式。 2 上卸扣、接钻杆。 3 数字化仪表系统 4 计算机管理系统 5 各种保护报警功能
信号缆
16
三 顶驱电缆总成
变压器电缆、电控房电缆、司钻台线缆等 转速录井信号
顶驱主电机进线 司钻台通讯 手提箱控制
扭矩录井信号
司钻台控制
顶驱主电机出线
综合缆
辅助动力缆
司钻台通讯
17
四 操作入门
电控房按扭简介
系统准备灯
系统运行灯 系统停止灯 系统故障灯
急停
内控/外控
系统启动
系统停止
复位
OP27控制屏
9
硬件设计主要是以S7-300PLC为核心由PROFIBUS现场总
线连接司钻台、操作员面板、上位机和变频器等组成通讯 网络
10
ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线构成的通讯网络
系统核心为PLC,司 钻的控制指令都经 由其处理后通过电 气接口传至各执行 机构，各系统状态 也由传感器及编码 器反馈给PLC，再 经处理后在OP27或 司钻台显示。
11
系统的现场控制 软件采用STEP7编程， 控制软件实现了顶驱各 控制机构的自动控制及 主电机速度、扭矩的精 确控制，程序中采用逻 辑判断的方法对顶驱系 统进行故障诊断，对各 种类型的故障进行声光 报警。
主程序界面
12
2 监控软件
监控软件采用西 门子公司先进的人 机界面系统 WinCC Flexible， WinCC Flexible是 在 Windows 操作 系统下运行的基于 PC 的人机界面系 统。从而在上位计 算机监控系统中 显示各参数。
33
四 司钻台操作入门
顶驱卸扣作业
反转 上卸扣 上卸扣扭矩值给定
夹紧
加扭、旋扣
上跳
34
四 司钻台操作入门
顶驱定向作业
“液压泵启动” “盘刹刹车”（或松开）
液压泵启动
盘刹
35
四 司钻台操作入门
井喷
直接按下“井喷”按钮
井喷
非井喷时，严禁使用
36
四 司钻台操作入门
急停
直接按下“急停 ”按钮
急停
非紧急情况时，严禁使用
3
二、顶驱电控系统概述
350T顶驱电传动系统采用了目 国际先进的矢量控制全数字交流变 技术及自动化、智能化控制技术、 算机控制技术、现场总线通讯和程 控制技术等，完全实现了背钳独立 卸扣、顶部驱动装置独立无级调速 司钻的智能化控制；采用液压盘刹 电机能耗制动系统实现顶部驱动装 平稳运行和刹车；采用SIEMENS 27图形显示屏和网络系统实现对 井参数和电器参数的显示、管理。
37
六、结束语
ＤＱ5０－LHTY顶驱电控系统目前已通过技术 审查和出厂验收，本系统设采用的都是经验证 的成熟技术，实现了设备安全可靠运行。能够 满足油田钻井作业恶劣工况的要求，是油田钻 井作业的新趋势。
38
4
ＤＱ5０－LHTY顶驱电 控系统核心是Ｓ７-３０ ０ＰＬＣ，并由其控制变 频器来驱动主电机运行。 由于采用变频器驱动变频 电机，从而实现无级调速 钻井。另外所有液压动作 机构的运行也由ＰＬＣ控 制。
基本参数：
交流变频电机参数：
电机型号 额定功率(kW) 额定电压(V) 额定电流(A) 功率因数 YJ19 350 600 405 0.84
额定转速(r/m)
最高转速(r/m) 额定转矩(N.m) 绝缘等级
1200
2400 2875 200
变频器参数：
额定输入电压(V) 3AC660~690
额定输入电流(A)
627
额定输入频率(Hz)
50/60
额定输出 电压(V)
3AC0~600
额定输出频率(Hz)
0~500
额定输出电流(A)
570
最大输出电流(A)
1
内容简介
一 前言
二 顶驱系统概述 三 顶驱电缆总成
四 司钻台的操作入门
五 顶驱操作的注意事项和故障事例分析
六 结束语
2
一、前言
顶部驱动钻井
装置可以进行以立 柱为单元钻进，提 高了速度及机械化 程度，改善井眼质 量，减轻劳动强度 并可以及时有效地 处理卡钻事故，近 年来得到广泛的应 用。
22
四 操作入门
操作入门
控制按扭复位
未进行任何操作前将所有旋扭置于如下位置：
IBOP 旋扭：“打开” 弹跳油缸：“正常位” 其余旋扭置于中间位置。
23
调试扭：“正常” 倾斜油缸：“保持”
四 操作入门
操作入门 控制按扭复位
IBOP打开位
倾斜油缸保持位
弹跳油缸正常位
调试扭正常位
24
四 操作入门
操作步骤 顶驱ห้องสมุดไป่ตู้进作业
监控界面
13
三 顶驱电缆总成
顶驱电控系统(以50为基准)由变压器（选件）—电控房— 顶驱本体的接线箱—司钻控制箱等部件组成：
电缆连接：发电机——变压器 变压器——电控房 电控房——顶驱 地面段 3*150mmsq 65米动力缆 3*150mmsq 15米动力缆 3*150mmsq 50米动力缆 1*50mmsq 50米地线 20芯 50米辅助动力缆 37芯 50米综合缆
27
四 司钻台操作入门
顶驱接立柱作业
“上卸扣” “正转” “夹紧”+“加扭 “旋扣” “上卸扣扭矩值给定”
28
四 司钻台操作入门
顶驱接立柱作业
正转 上卸扣 上卸扣扭矩给定
夹紧
加扭
29
四 司钻台操作入门
顶驱起钻作业
顶驱带钻具至二层台，井口放入卡瓦卡住钻具，稍微 下放顶驱，待吊卡与钻杆接头完全分开，井口用液压大 钳松扣。上提顶驱，井口人员推立柱至指定位置后下放 顶驱，司控箱倾斜油缸前顷至合适位置后，井架工打开 吊卡拉钻柱进止梁，倾斜油缸打到浮动位，待吊卡回到 中位后下放顶驱到井口，井口人员推吊卡过钻杆母接头， 井口人员扣好吊卡上提顶驱。
30
四 司钻台操作入门
顶驱起钻作业
“液压泵启动” “液压泵启动” “回转头旋转正转”（或反转） “倾斜油缸前倾”（或后倾）
31
四 司钻台操作入门
顶驱起钻作业
液压泵启动
回转头正反转
倾斜油缸前后倾
32
四 司钻台操作入门
顶驱卸扣作业
“上卸扣” “反转” “上卸 扣扭矩值给定” “夹紧”+“加扭” “旋扣” “上跳”
25
四 操作入门
顶驱钻进作业
正转 钻井
钻井扭矩给定
钻井速度给定
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四 司钻台操作入门
顶驱接立柱作业
顶驱上提至二层台，旋转回转头，把吊卡开口转至正对井 架工的合适位置，倾斜臂前倾吊卡送至合适位置，井架工 把钻柱送入吊卡并扣紧吊卡后，倾斜油缸打到浮动位，司 钻上提顶驱，井口对好扣，用液压大钳紧完扣后，司钻与 井架工配合把钻柱对入到向器。
四 操作入门
司钻台按扭简介
速度控制手轮用来调整钻井过程中顶驱主轴的速度。 钻井扭矩给定手轮用来设定顶驱钻井时的扭矩值。 上卸扣扭矩给定手轮用来设定顶驱上卸扣时的扭矩值。
20
四 操作入门
司钻台按扭简介
上卸扣扭矩给定手轮 钻井扭矩给定手轮
速度控制给定手轮
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四 操作入门
注意事项
在正常工作的情况下，请勿按下“井喷”按钮。在 发生井喷事故时，按下井喷按钮，此时顶驱主电机停止 运转，30秒后主电机通风电机停止，液压站电机运转， 内防喷器关闭，随后液压站电机电源断开.
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四 操作入门
电控房按扭简介
“内控/外控”旋钮：将旋钮旋至内控位置时，司钻 控制台将不起作用； 将旋钮旋至外控位置时，电控 房内的按钮将不能操作。 “急停”按钮：在突发事件和紧急情况下，需要立 即停止时按下。 “系统启动”：在变频器和液压站需要启动或操作 的时候，按下此按钮。 “系统停止”：子系统处于停止时,变频器及司钻台 将不能运行。 OP27控制屏：主要显示各电机的工作状态，变频器 工作时的电流、频率，倾斜油缸、弹跳油缸等设备 的工作状态；同时可实现液压站电机、液压站加热 器的启停控制。 19
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三 顶驱电缆总成
游动段 3*150mmsq 70米动力缆 1*50mmsq 70米地线 20芯 70米辅助动力缆 37芯 70米综合缆
司控箱——电控房
70米FROFIBUS线（紫色） 70米控制线（灰色）
15
三 顶驱电缆总成
按用途分顶驱的电缆分几 类:动力缆,辅助动力缆和 信号缆.
动力缆
辅助动力缆
775
额定功率(kW)
500
顶 驱 系 统 结 构 图
系统可分为 机械液压系统、 电器控制系统 及通讯网络。 三个系统相对 独立又经电气 和通讯接口相 互交联，有机 地组合在一起 构成功能完善 的控制系统。
PLC
8
主要操作 1顶驱控制：启动、停止、正向、反向、 速度给定、工作方式选择。 2 液压站控制：启动、停止 3 对各个液压电磁阀的相关操作。 主要功能： 1 钻井方式。 2 上卸扣、接钻杆。 3 数字化仪表系统 4 计算机管理系统 5 各种保护报警功能
信号缆
16
三 顶驱电缆总成
变压器电缆、电控房电缆、司钻台线缆等 转速录井信号
顶驱主电机进线 司钻台通讯 手提箱控制
扭矩录井信号
司钻台控制
顶驱主电机出线
综合缆
辅助动力缆
司钻台通讯
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四 操作入门
电控房按扭简介
系统准备灯
系统运行灯 系统停止灯 系统故障灯
急停
内控/外控
系统启动
系统停止
复位
OP27控制屏
9
硬件设计主要是以S7-300PLC为核心由PROFIBUS现场总
线连接司钻台、操作员面板、上位机和变频器等组成通讯 网络
10
ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线构成的通讯网络
系统核心为PLC,司 钻的控制指令都经 由其处理后通过电 气接口传至各执行 机构，各系统状态 也由传感器及编码 器反馈给PLC，再 经处理后在OP27或 司钻台显示。
11
系统的现场控制 软件采用STEP7编程， 控制软件实现了顶驱各 控制机构的自动控制及 主电机速度、扭矩的精 确控制，程序中采用逻 辑判断的方法对顶驱系 统进行故障诊断，对各 种类型的故障进行声光 报警。
主程序界面
12
2 监控软件
监控软件采用西 门子公司先进的人 机界面系统 WinCC Flexible， WinCC Flexible是 在 Windows 操作 系统下运行的基于 PC 的人机界面系 统。从而在上位计 算机监控系统中 显示各参数。
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四 司钻台操作入门
顶驱卸扣作业
反转 上卸扣 上卸扣扭矩值给定
夹紧
加扭、旋扣
上跳
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四 司钻台操作入门
顶驱定向作业
“液压泵启动” “盘刹刹车”（或松开）
液压泵启动
盘刹
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四 司钻台操作入门
井喷
直接按下“井喷”按钮
井喷
非井喷时，严禁使用
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四 司钻台操作入门
急停
直接按下“急停 ”按钮
急停
非紧急情况时，严禁使用
3
二、顶驱电控系统概述
350T顶驱电传动系统采用了目 国际先进的矢量控制全数字交流变 技术及自动化、智能化控制技术、 算机控制技术、现场总线通讯和程 控制技术等，完全实现了背钳独立 卸扣、顶部驱动装置独立无级调速 司钻的智能化控制；采用液压盘刹 电机能耗制动系统实现顶部驱动装 平稳运行和刹车；采用SIEMENS 27图形显示屏和网络系统实现对 井参数和电器参数的显示、管理。
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六、结束语
ＤＱ5０－LHTY顶驱电控系统目前已通过技术 审查和出厂验收，本系统设采用的都是经验证 的成熟技术，实现了设备安全可靠运行。能够 满足油田钻井作业恶劣工况的要求，是油田钻 井作业的新趋势。
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ＤＱ5０－LHTY顶驱电 控系统核心是Ｓ７-３０ ０ＰＬＣ，并由其控制变 频器来驱动主电机运行。 由于采用变频器驱动变频 电机，从而实现无级调速 钻井。另外所有液压动作 机构的运行也由ＰＬＣ控 制。
基本参数：
交流变频电机参数：
电机型号 额定功率(kW) 额定电压(V) 额定电流(A) 功率因数 YJ19 350 600 405 0.84
额定转速(r/m)
最高转速(r/m) 额定转矩(N.m) 绝缘等级
1200
2400 2875 200
变频器参数：
额定输入电压(V) 3AC660~690
额定输入电流(A)
627
额定输入频率(Hz)
50/60
额定输出 电压(V)
3AC0~600
额定输出频率(Hz)
0~500
额定输出电流(A)
570
最大输出电流(A)
1
内容简介
一 前言
二 顶驱系统概述 三 顶驱电缆总成
四 司钻台的操作入门
五 顶驱操作的注意事项和故障事例分析
六 结束语
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一、前言
顶部驱动钻井
装置可以进行以立 柱为单元钻进，提 高了速度及机械化 程度，改善井眼质 量，减轻劳动强度 并可以及时有效地 处理卡钻事故，近 年来得到广泛的应 用。
22
四 操作入门
操作入门
控制按扭复位
未进行任何操作前将所有旋扭置于如下位置：
IBOP 旋扭：“打开” 弹跳油缸：“正常位” 其余旋扭置于中间位置。
23
调试扭：“正常” 倾斜油缸：“保持”
四 操作入门
操作入门 控制按扭复位
IBOP打开位
倾斜油缸保持位
弹跳油缸正常位
调试扭正常位
24
四 操作入门
操作步骤 顶驱ห้องสมุดไป่ตู้进作业
监控界面
13
三 顶驱电缆总成
顶驱电控系统(以50为基准)由变压器（选件）—电控房— 顶驱本体的接线箱—司钻控制箱等部件组成：
电缆连接：发电机——变压器 变压器——电控房 电控房——顶驱 地面段 3*150mmsq 65米动力缆 3*150mmsq 15米动力缆 3*150mmsq 50米动力缆 1*50mmsq 50米地线 20芯 50米辅助动力缆 37芯 50米综合缆
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四 司钻台操作入门
顶驱接立柱作业
“上卸扣” “正转” “夹紧”+“加扭 “旋扣” “上卸扣扭矩值给定”
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四 司钻台操作入门
顶驱接立柱作业
正转 上卸扣 上卸扣扭矩给定
夹紧
加扭
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四 司钻台操作入门
顶驱起钻作业
顶驱带钻具至二层台，井口放入卡瓦卡住钻具，稍微 下放顶驱，待吊卡与钻杆接头完全分开，井口用液压大 钳松扣。上提顶驱，井口人员推立柱至指定位置后下放 顶驱，司控箱倾斜油缸前顷至合适位置后，井架工打开 吊卡拉钻柱进止梁，倾斜油缸打到浮动位，待吊卡回到 中位后下放顶驱到井口，井口人员推吊卡过钻杆母接头， 井口人员扣好吊卡上提顶驱。
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四 司钻台操作入门
顶驱起钻作业
“液压泵启动” “液压泵启动” “回转头旋转正转”（或反转） “倾斜油缸前倾”（或后倾）
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四 司钻台操作入门
顶驱起钻作业
液压泵启动
回转头正反转
倾斜油缸前后倾
32
四 司钻台操作入门
顶驱卸扣作业
“上卸扣” “反转” “上卸 扣扭矩值给定” “夹紧”+“加扭” “旋扣” “上跳”