顶驱培训资料

平衡控制系统
平衡控制系统外形
平衡控制系统外形
液压管线
各种管接头油口端拧紧力矩
管路维修中的附件
电控部分
安全须知
• • • • • • • 禁止带电作业，不要带电打开具有高电压处的安全遮挡物、不要带 电维修或拆除任 何电气元件、不要带电插电缆插头。 不要在有可燃气体环境下带电打开接线箱或操作台。 在整流器运行或直流母线电压降到安全范围以下（DC 24V）前，不 要试图更换直流 母线与逆变器之间的直流保险，否则会危及人身 和设备安全。 需要对整流器或逆变器或电机维修时，请将主开关（3WL）上的钥 匙开关向右旋转 （锁定位），以避免错误操作。 整流器和逆变器不能用高阻表检测绝缘，否则高测试电压会损坏设 备。 司钻台在通电时必须保持保护气体压力，在司钻台保护气体失压时， 要尽快恢复压 力或停钻并切断司钻台控制电源。
1. 本地启停液压系统 2. 司钻台启停液压系统
3. 液压系统冷却
•液压站在本地启动权限高于远程控制。在检修时必须断 开电源开关，确保人身和设备安全。 •液压站在本地控制模式。操作【急停】开关，液压
站不会停止。
3.顶驱操作－主电机加热
主电机加热 1. 顶驱装置主电机加热器电源正常且主电机未运行时，可以通过 PLC/MCC柜门上的【电机加热】开关，启停加热器，通过 PLC/MCC柜的加热器指示灯指示运行状态。
•使用钻井模式下的反转功能时，注意钻井扭 矩的设定值。防止钻杆松扣造成事故。
3.顶驱操作－反向扭矩释放
1. 【转速设定】手轮与【刹车】开关不动，保证主电机持续输出扭
矩，缓慢减小【钻井扭矩限定】手轮扭矩限定值，使主电机输出
扭矩慢慢减小，钻具缓慢反转，直到手轮给定值为零，钻具反转 速度降为零。
2. 【钻井扭矩限定】手轮不动，【转速设定】手轮回到“零位”，
液压泵的分类及图形符号
齿轮泵
按结构形式 液压泵
叶片泵 轴塞泵 定量泵 符号
按输出流量能否变化
变量泵
符号
轴向泵的工作原理
液压系统辅助动力部分基本性能参数
• 齿轮泵最高连续压力 25MPa • 齿轮泵最高尖峰压力：27.5MPa
• 齿轮泵排量 • 齿轮泵电机功 率
• 电 源 • 电动机防爆等 级
14ml/r
•
系统概述
顶驱传动结构示意图
H型-双整流双逆变双电机
系统概述
百度文库
2.系统概述－进线柜
2.系统概述－整流柜
2.系统概述－逆变柜
2.系统概述－PLC/MCC
2.系统概述－本体站
2.系统概述－液压源
2.系统概述－司钻台
3.顶驱操作
1.启动前的检查
1)检查确认机械和液压系统准备就绪。 2)检查电气系统控制柜和司钻操作台的操作元件和仪表，使 其处于初始状态。 3)按下【复位/静音】按钮3秒钟，测试司钻操作台所有指示 灯。 2.上电 3.启动系统
安全须知
• • • • • • 每台电机和控制箱必须正确连接到PE母排或PE线上。 禁止解除任何软件和硬件中的安全连锁，必须解除时，在清除故障 后，要尽快恢复功 能允许的被旁路连锁。 禁止非专业人员修改整流器和逆变器中设置的参数，否则可能损坏 机械或电气设备， 或者影响系统的正常操作。 在温度大于40℃，湿度大于95%或有凝露时，在启动空调降温、降 湿前不要启动驱动 器和其它控制电源。 系统主电源意外断电半小时以上重新上电时，必须确认电气控制柜 内无凝露。 在潮湿环境下，当电气室温度低于外界环境温度时，禁止长期或频 繁打开电气室仓 门，否则可能会在电气设备上产生凝露。
3.顶驱操作－刹车
1. 顶驱主电机启动之前， 【刹车】开关扳到“制动”位置。
2. 顶驱主电机启动之前， 【刹车】开关扳到“制动”位置。 3. 【刹车】开关位于“自动”位置时。
4. 【刹车】开关置于“松开”位置。
刹车只有在钻井工作方式才能动作。
3.顶驱操作－钻井
1. 钻井操作
2. 倒扣模式
3. 速度控制与扭矩限定 4. 停止钻井操作
双液控单向阀
液压系统控制部分外形及机能符号
二、压力阀的外形、基本性能参数及机能符号
溢流阀
减压溢流阀
液压系统控制部分外形及机能符号
液压系统控制部分外形及机能符号
三、流量阀外形、基本性能参数及机能符号
液压系统执行部分基本参数
一、平衡油缸 三、IBOP油缸 五、刹车油缸
•
• •
缸径：125mm
杆径：70mm 行程：185mm
轴向柱塞变量泵的排气
液压源轴向柱塞变量泵压力的设定
液压源溢流阀压力的设定
液压系统工作介质过滤
液压系统工作介质加热
液压系统工作介质压力及温度传输
液压系统工作介质的卸荷
液压源辅泵系统
液压源油箱工作介质的循环过滤
液压源油箱工作介质的循环过滤
液压源油箱工作介质的独立冷却
液压源油箱工作介质的独立冷却
液压源控制装置
液压控制系统
液压控制系统外形图
液压控制系统外形图
吊环倾斜控制系统
吊环倾斜控制系统外形
回转控制系统
回转控制系统外形
刹车控制系统
刹车控制系统外形
IBＯＰ控制系统
IBＯＰ油缸
IBＯＰ控制系统外形
回转锁紧系统
回转锁紧油缸
回转锁紧系统外形
背钳控制系统
背钳控制系统外形
3.顶驱操作－上、卸扣操作
1. 回转头操作 2. 背钳操作 3. 上扣操作 单根上扣
立根上扣
4. 卸扣操作
3.顶驱操作－吊环操作
1. 操作司钻台【吊环回转】开关可以控制吊环正转或反转。 2. 司钻台【吊环倾斜】开关可实现吊环前倾和后倾的控制。 3. 按下【吊环中位】按钮，吊环将回到中位。进行此操作时，一定 要注意防止吊卡碰撞钻具。
打开后用 面团清洗
•
液压系统启动前的准备工作
液压系统启动前的准备工作
• 四、氮气瓶 备有三个氮气瓶以便向蓄能器中充装氮气。
液压系统启动前的准备工作
顶驱液压源的组成和型式
液压系统主动力部分的组成和型式
液压源外形图
液压源外形图
系统压力 表
A电机压 力表
B电机压 力表
液压源外形图
液压源启动及压力设定
电机停止输出，系统刹车。【操作模式】开关与【旋转方向】开 关位置保持不变，【刹车】开关 “松开”，钻具开始缓慢反转，
司钻根据反转速度，选择合适时机操作【刹车】开关“制动”，
以保证钻具接头不被甩开；重复上述过程，直到钻具反转速度降 为零。 •释放反向扭矩时存在钻具被甩开的危险，必须严格按 照操作规程进行操作；操作中必须严格控制钻具反转速 度，防止发生事故。
顶驱培训资料
顶驱装置研制背景
顶部驱动装置是一种新型的石油钻井机械 顶驱装置将动力置于钻机、修井机水 龙头的上 部，驱动钻具旋转，同时配备一 套管子处理装 置，自身具有上卸扣功能， 能在井架中的任何 高度作业，是一种新型的石油钻井机械。
主要优点
先进性 （1）自动化程度高 （2）功能齐全 安全性 （1）减少避免钻井事故发生 （2）提高现场操作安全性，减轻劳动强度 （3）在欠平衡钻井作业中，大大减少对防喷器密封件的磨损 （4）发生井涌井喷时，可迅速关闭内防喷器 实用性 （1）拆装、运移性好，适用范围宽 （2）提高井眼质量 （3）操作简单，维护保养方便 （4）性能价格比高
顶部驱动钻井装置液压系统
液压系统主动力部分基本性能参数
一、基本性能参数
轴向柱塞变量泵额定工作压力 20.7MPa • • 轴向柱塞变量泵峰值压力 24.8MPa 40 L/min • 轴向柱塞变量泵流量 • 轴向柱塞变量电动机功率 15 kW 380VAC/50Hz • 电 源 EXdⅡBT4 • 电动机防爆等级 二、设定参数 • 轴向柱塞变量泵工作压力 16MPa 40 L/min • 轴向柱塞变量泵流量 19MPa • 系统安全阀压力
•
• •
缸径：63mm
杆径：40mm 行程：115mm
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• •
缸径：40mm
行程：20mm 工作压力：21MPa
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外径：152mm
工作压力：25MPa
•
工作压力：21MPa
六、背钳油缸
• 缸径：250mm 最大工作扭矩:125kN.m 行程：50mm 工作压力：16MPa
二、倾斜油缸 • • • 缸径：80mm 杆径：50mm 行程：675mm
1. 司钻操作台的【风机】开关扳到“开”位置，将直接启动主电机风机。
2. 【风机】开关扳到“关”位置，停止主电机风机和驱动柜风机，但是在 主电机运行状态，不管【风机】开关位置如何，风机均不会停止。
• 【风机】开关扳到“自动”位置时，顶驱系统启动时，自动启动主电机
风机；顶驱系统停止运行后，风机延时后自动停止。
北石顶驱液压系统介绍 （ BPM Top Drive hydraulic system ）
液压系统概述、结构与工作原理
• 液压系统概述、结构与工作原理 顶部驱动钻井装置除主旋转运动由主电机驱动外，其它功能如 主 体重量平衡、背钳夹紧与松开、吊环前倾与后倾、吊环中位、 旋 转头回转与锁紧、IBOP打开与关闭、主电机制动与松开等均由 液 压传动控制实现。为实现这些功能，由各种液压元件构成的组 合,叫做液压回路。液压回路按给定的用途和要求组成的整体，叫 做 液压系统。 液压系统通常由三个功能部分和辅助装置组成： • 动力部分：液压泵—用以将机械能转换成液体压力能。蓄能器作 为紧急或辅助动力源。 • 控制部分：各类压力、流量、方向等控制阀—用以实现对执行元 件的运动速度、方向、作用力等的控制，也用于实现过载保护。 • 执行部分：液压缸、液压马达等—用以将液体压力能转换成机械 能。 • 辅助部分：管道、蓄能器、过滤器、油箱、冷却器、压力表等。 液压系统的型式： 开式—泵从油箱吸油输入管路，油完成工作后排回油箱。
1.5 Kw 1400r/min 380VAC/50Hz EXdⅡBT4
齿轮泵的结构特点
泵工作压力为2.5MPa，属于低压齿轮泵
液压是如何工作
简单实例
当缸1活塞杆 伸至某位置 时行程阀4 被压下上位 工作 通 电
液压系统控制部分外形及机能符号
• 一、方向阀外形、机能符号
液压系统控制部分外形及机能符号
3.顶驱操作－停止
停止系统： 1）将司钻操作台钻井【转速设定】手轮回零位，【旋转方向】 开关扳到“停止”位，逆变器停止工作，顶驱装置停止运行。 2）将【系统总起】开关扳到“停止”位置，系统给整流器停止 信号，然后延时断开主空开，系统停机。
主空开断开后，方可切断控制电源。
3.顶驱操作－液压源
液压系统启停
四、锁紧油缸 • • • 缸径：50mm 杆径：32mm 行程：65mm
• • •
七、液压马达
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外径：108mm
工作压力：25MPa
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外径：90mm
工作压力：16MPa
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最大扭力：122Nm
最大速度：240r/min
液压系统辅助部分基本性能参数
液压系统启动前的准备工作
液压系统启动前的准备工作
4. 司钻操作台【辅助操作】开关位于“开”位置，且辅助操作盒使
能指示灯亮时，操作辅助操作盒相应开关可同样实现上述功能。 辅助操作盒操作与司钻台操作互锁。 •吊环倾斜油缸的最大承重为2吨，吊装钻铤等过重物体 时，必须保持吊环在“中位”状态，即吊环倾斜油缸处 于不出力状态。
3.顶驱操作－IBOP操作
1. 顶驱装置停止状态下 ，可以通过【IBOP】开关控制IBOP动作。 2. 在进行测井等作业时，为了保证IBOP不会夹断井下电缆，可通过 PLC柜【IBOP锁定】钥匙开关，锁定IBOP在“禁用”位置。具体操 作步骤如下： 将司钻台【IBOP】扳到“开”位置，打开IBOP。 1. 将PLC/MCC柜上的【IBOP锁定】扳到“禁用”位置，锁定IBOP。 2. 测井等作业结束后，将PLC/MCC柜上的【IBOP锁定】扳到“使能” 位置， IBOP可通过司钻台【IBOP】开关控制。 •测井等作业结束，为保证IBOP可靠控制，须将PLC/MCC
2. PLC系统正常时，加热器与主电机连锁。 如果在加热器工作时
启动主电机，加热器将自动停止运行。主电机运行时，不能启 动加热器冷却 •如果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。
3.顶驱操作－主电机冷却
顶驱装置的冷却风机装在主电机上端，可通过司钻台【风机】开关操作：
作业时间比较
起下钻 30% 纯钻进 30%
非生产 40%
起下钻 25% 纯钻进 非生产 35%
40%
北石顶驱系列产品
风冷装置
阀组
刹车总成
减速箱
冲管总成
挂在游车上 第一种方式 第二种方式
倾斜油缸
由倾斜油缸推动吊环吊卡作两个方向的运动，可实现前倾、后摆，并 具有 自动复位功能使吊环吊卡自动复位到中位。前倾可伸向鼠洞或二层台抓放钻杆； 后摆的作用是使吊卡回位，最大后倾时使吊卡离钻台面更远，可充分利用钻柱进 行钻进。前倾角度为30°，后倾角度为50°。摆动的水平距离与吊环长度有关