ZJ50D技术方案1

ZJ50/3150D钻机技术方案2010年5月ZJ50D钻机技术方案1ZJ50/3150D钻机技术方案一、ZJ50/3150D钻机总体要求1.钻机设计、制造依据“先进、可靠、安全、经济、实用”的原则。2.钻机设计符合HSE要求，在防爆、防渗漏、防腐(油漆)、防潮、耐高温、防寒、防沙方面具有很高的适应性，表面作喷沙处理，并涂海洋防腐油漆。方便检查与保养，维护。3.钻机满足安装顶部驱动装置的要求，予留顶驱轨道安装的反扭矩梁及导轨吊耳。4.钻机的总体布局合理，钻机设备及分块尽量考虑整体吊装运输，安装时便于调整，单件尺寸满足铁路运输和汽车运输的要求。5.钻机配套的所有仪表为公英制(MPa、Psi)；设备的铭牌为中英文对照。6.在环境温度-35℃—+50℃可正常工作。二、钻机技术参数名义钻深范围:Ф127mm钻杆3500--5000m最大钩载3150kN最大钻柱重量160t绞车额定功率1100kW绞车档数4+4R直流电机驱动无级调速提升系统绳数12（6X7）顺穿钻井钢丝绳直径Ф35mm提升系统滑轮外径Ф1270mm提升系统最大负荷3150kN水龙头中心管通径Ф75mm泥浆泵台数及型号2台3NB1600C直流电机窄“V”皮带驱动转盘开口名义直径Ф952.5mm转盘档数2+2R无级调速转盘独立驱动，井架型式及有效高度“K”型，45m底座型式双升式(即主体结构为平行四边形)ZJ50D钻机技术方案2钻台高度9m钻台面积12m×10.31m转盘梁底面高度7.617m动力传动方式AC-SCR-DC发电机组CAT3512B+SR4B机组台数×输出功率3×1305kW柴油型号CAT3512BDITA柴油机输出功率1749bhp柴油机转速1500rpm发电机SR4B辅助发电机组台数×功率1×400kW直流电动机台数×功率7×800kW额定转速970r/min电压750V电流1150A高压管汇Ф103mm×34.3Mpa;留有与压井管汇接口；地面双管汇。储气罐1.5×2+3m3(带止回阀)气源压力1.0Mpa三、系统说明1.总体方案钻机采用3台柴油发电机组(CAT3512B+SR4B)作为主动力，发出的600V50HZ交流电经SCR柜整流后变为0-750V直流电分别驱动绞车、泥浆泵和转盘的串励直流电动机。钻井泵由2台800KW直流电机驱动，绞车由2台电机驱动，并可通过翻转链条箱、气胎离合器、万向轴驱动转盘，转盘也可由1台电机独立驱动，实现转盘混合驱动。前开口井架，双升式底座，均利用绞车动力起升。绞车主刹车为液压盘式刹车,带电子刹把。泥浆泵为窄V皮带传动。转盘独立驱动，充分考虑转盘电机的防护及通风。2.钻机井场布置钻机布置分五个区域：钻台区、泵房区、动力区、泥浆循环与水罐区、油罐区。*钻台区:包括井架、底座、绞车、转盘、游吊系统、井口机械化ZJ50D钻机技术方案3工具及司钻偏房、工具房、司钻控制房、钻杆滑道（高度1070mm）及排放架、提升机等设备。钻台上配2台50kN气动绞车，采用销子连接。配二个10000×2800×2800mm司钻偏房。配一个司钻控制房。钻台上布置的井口机械化工具配置为：ZQ100液气大钳。组合液压站。*泵房区：布置有2台3NB1600C泥浆泵组、钻井液管汇等。*动力区：平行布置3台主柴油发电机组房和1台辅助发电机组房（含气源净化装置）形成一个整体机房，SCR(MCC)房与机组垂直靠齐摆放。*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。*油罐区：包括各种油罐、泵及管线。各区域之间油、气、水、电、仪表等连接管线全部铺设在管线槽内，上钻台管线槽采用折叠式（各管槽设置盖板）。3.钻机主要部件技术性能及结构1）TC315天车（符合APISpec8A/4F）*基本参数最大钩载(6×7轮系)3150kN主滑轮数7个主滑轮直径Φ1270mm钢丝绳直径Φ35mm*结构型式穿绳方式为顺穿。配一个ф610mm捞砂滑轮和两个ф360mm辅助滑轮。配起重量为1t的起重架。配一个5t的液气大钳的悬吊滑轮。天车架设有安装顶驱的连接梁、耳板及安装环。天车架设缓冲木,并加护网。设置旗杆插座。2）YC315游车(符合APISpec8A)基本参数:最大钩载3150kNZJ50D钻机技术方案4主滑轮数6主滑轮直径Φ1270mm适用钢丝绳直径Φ35mm侧板为厚钢板,有足够的强度。轴承与滑轮可与配套的天车互换。3）DG315大钩(符合APISpec8A)基本参数:最大钩载3150kN主钩口开口尺寸220mm弹簧工作行程200mm配有缓冲装置,钩口处装有安全装置。4）SL-450-5两用水龙头(符合APISpec8A)基本参数:最大静负荷4500kN最高转速300r/min最高工作压力35MPa中心管内径Φ75mm接头下端螺纹6-5/8REG左旋鹅颈管中心线与垂线夹角15°水龙头带双向气动旋扣器,可对钻杆进行上、卸扣作业。5）ZP375转盘(符合APISpec7K规范)基本参数:最大静载荷5850kN通孔直径952.5mm最大工作扭矩32362N.m最高转速300r/min转盘固定为V型定位块定位方式；转盘由串励电机独立驱动。6）转盘补芯(符合APISpec7K规范)20″（用于下20″套管）113/4″-133/8″（用于下133/8″套管）95/8″-103/4″（用于下95/8″套管）23/8″-85/8″（用于下7″套管）23/8″-85/8″（用于正常钻井）主补芯主补芯提环装置ZJ50D钻机技术方案5补芯提环装置51/4″滚子补芯(四销驱动)(四方)31/2″滚子补芯(四销驱动)(四方)7）井架基本参数最大钩载3150kN有效高度(钻台面至天车梁底面)45m二层台安装高度23.5m24.5m25.5m26.5m二层台立根容量(127mm钻杆,28m立根)5000m(180柱)抗风能力:a.停钻工况(无钩载,二层台满立根)36m/sb.保全工况(无钩载,二层台无立根)47.8m/sc.起放井架≤8.3m/s结构型式及附件井架为前开口型,分为四段,各段间单双耳连接,背扇通过斜拉杆及横梁连接。井架支脚在底座下钻台面上,井架通过人字架靠绞车动力整体起放。井架立起后,井口左右找正通过增减井架支脚处的垫片来进行,前后找正通过人字架顶部顶丝的伸缩来进行。井架顶部以下第二根背横梁上设两个起重量为5t的气动绞车滑轮,两滑轮间距1500mm。井架配2个直梯（带护圈）,左侧通向天车台，右侧通向二层台，配登梯助力机构，防坠落装置。二层台配单二层台（二层台安装2台0.5t气动绞车及气路管线，0.5t气动绞车底座高1.2m）,在二层台三面设屏风墙,配二层台逃生装置。二层台下部安装1个5吨滑轮。配液压机械手可调式套管扶正台、死绳稳定器装置及两付起重量为2.5t的悬吊扒杆(旋转270°)。井架配有以下附属设施：（1）井架逃生器(进口)（2）登梯助力器（3）钻工防坠落装置ZJ50D钻机技术方案6（4）井架起升缓冲油缸及压源液（5）死绳护绳器和快绳稳绳器（6）可调式套管扶正台（液压）（7）大钳平衡重及滑道，大钳滑轮副（8）梯子（每侧各1个、带护圈）（9）立管台2个(其中一个为顶驱配套用)（10）50t液压千斤顶1只、30t机械千斤顶1只（11）放倒井架时支撑井架的可调节式支架3个（两小一大）。（12）同顶驱反扭矩梁接触的人字架横梁做成方形结构，连接部位加强。（13）配死绳固定器，安装在井架由大腿内侧，位置尽可能降低。（14）配井架包装架一套。井架立起后,应考虑设置起升大绳的存放位置。井架要充分考虑配备顶驱、照明线路、仪表线路、气路等设备安装要求。设计时所有固定螺栓及灯具带安全链。8）底座基本参数:钻台面高度9m转盘梁底面高度7.617m钻台面积12m×10.31m转盘梁最大静载荷3150kN立根盒容量(127mm钻杆)5000M结构型式及附件底座为双升式结构，底座低位高度2.55m。配2组底座供起放用的缓冲油缸。配瓦楞坡道、紧急滑道、工具电梯。梯子：共3个梯子，梯子刚度足够，匀为直梯。即前面1个；后面1个；右侧面1个。钻台栏杆：四方空心管，插入式固定。底层距台面高度300mm，挡脚板高度200mm。护链：栏杆与栏杆之间超过300mm空部位均设护链。钻台下方设吊装井口设备的导轨及2个20吨手动葫芦。钻台下方设有回收泥浆的泥浆盒和导流槽。坡道大门设两个钻杆防护立柱,采用钻杆扣连接，带三条防护链,立ZJ50D钻机技术方案7柱高度2m。钻台面平齐(包括转盘、立根盒)。钻台面铺板间隙小于15mm。所有高于1.5m的平面底部均加150mm高的挡脚板（间隙小于14mm)。9）司钻偏房钻台左、右侧各配一个10000×2800×2800的司钻偏房。*左偏房分为三间（带走道）：一间作为仪表及交流配电柜房。设有防爆空调，留有井场电路电缆线出入接口。一间作为钻工休息房。配有电热板、防爆空调、记录桌、长凳(凳下做成工具箱)、可安放挂图的橱窗。设井控司钻台和液压节流管汇控制台。电源插接间与休息间的窗户为密封式，外设钢板护罩；门为推拉门；墙体为保温结构。另一间摆放多功能液压站，面向钻台一侧为敞开式。*右偏房分三间，工具间、休息间和套管钳大钳房，工具间配工具柜和钳工台；休息间房内要求同左偏房。10）JC50D绞车*基本参数最大输入功率1100kW(1500HP)最大快绳拉力340kN提升档位4+4R主滚筒尺寸(直径×长度)开槽Φ685×1138mm适用钢丝绳直径Φ35mm主刹车盘尺寸(直径×宽度)Φ1600×76mm辅助刹车水冷式电磁涡流刹车（配防爆电源箱）绞车由前、后两部分组成，前部装有滚筒轴、转盘中间轴、过桥轴和转盘链条箱。滚筒轴直径φ685mm、长度1138mm，低速离合器为LT1170/250T通风式离合器。高速离合器为LT1070/200T通风式离合器。后部装有两个旋转式液压猫头、中间轴、输入轴、润滑系统等。旋转式液压猫头各装在绞车左右墙板上，由组合液压源提供动力。主刹车系统：采用钳型盘式刹车组成。刹车盘与刹车块常接触部位做耐磨处理。刹车盘采用水冷却方式，滚筒轴与刹车盘内设有冷却水通道。主刹车系统配有液压站、刹车控制机构。左右每侧2付工作钳，1付制动钳共3付液压钳型刹车。刹车扭矩在ZJ50D钻机技术方案86Mpa时，为144kN.m，最大工作压力7.5Mpa。并配电子司钻系统。辅助刹车系统：采用水冷电磁涡流刹车刹车。绞车密封采用防油设计与材料。*绞车传动流程由两台电动机驱动变速轴,经齿式离合器换档与高、低速离合器组合为４个提升档位。倒档通过电机反转实现；配过圈阀防碰装置。11）组合液压源*基本参数额定工作压力16MPa最大工作压力25MPa*技术要求液力驱动设备:液压大钳,液压套管扶正台，井架底座起升油缸，工具电梯，倒绳机，旋转液压猫头等。实现冬季对油能加热，夏季对油能冷却。防爆电器。12）司钻控制房司钻操作室设计时应充分考虑：司钻的人身安全：即方便钻工的正常操作又方便于在紧急情况下司钻的防护与逃生。方便于观察：能方便地观察二层台、转盘、绞车、仪表及整个钻台。方便于工作：方便于检查维护各操作箱、在坐的姿势状态下能方便地操作并方便司钻喊话。合理布置：气控操作箱、SCR操作箱、钻井仪表显示台、工业监视系统、液压盘刹（电子司钻）操作装置、2个液压旋转猫头操作阀等装置在房内统一布置；设施的接口考虑气控操作箱、SCR操作箱、电控脚踏板、钻井仪表、顶驱操作箱、工业监视仪、主刹车操作机构。工业监视仪为四探头、四画面。探头可旋转，画面可分别显示。五点对讲系统为互惠式。搬迁方便，坚固。操作室材料：保温结构。操作台采用不锈钢板；夹胶钢化玻璃和安全网，防爆电气面板。应配如下设施：钻机气控操作箱、主刹车操作机构、转椅、防爆灯、刮雨器、电热板、防爆单制分体空调。司钻工作区域设加热板。ZJ50D钻机技术方案913）高压管汇*基本参数最大工作压力34.3MPa公称通径103mm工作温度范围-35℃～120℃*技术要求采用地面双管汇，双立管结构,配抗震压力表,采用公、英制双表盘，闸阀集中在钻台上方。立管、水平高压硬管线外径为Φ1