varco用户手册

TDS－11SA顶部驱动钻井系统-1-20-1-21TDS－11SA顶部驱动钻井系统VARCO钻井系统用户手册1999年10月TDS－11SA顶部驱动钻井系统-2-20-1-21系统说明前言手册体例安全知识本手册中凡是出现有可能引起人身伤害或设备损坏的有关信息均以一定格式表示以引起用户注意重要信息、警告或注意小心。见以下举例并注意这些重要提示。●表明在操作及维护过程中没有人身伤害及设备损坏的危险。▲表明有可能损坏设备。◆表明存在着伤害人身的危险。在操作、检查及维修前阅读本手册及相关文件以避免人身伤害及设备损坏。方位说明本手册中涉及的部件前后左右方位假定TDS-11SA对着井口，站在其后面看顶驱系统（TDS-11SA）。手册式样这一册包括几个独立小本，可以方便地单独运用。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-3-20-1-21第一章总述说明本册包括组成TDS-11SA顶驱钻井系统的主要部件的说明和操作理论。TDS-11SA顶部驱动钻井系统具有结构紧凑和轻便的特点。两套350马力或400马力变频交流钻井电机为TDS-11SA提供钻井动力，一套液压系统为所有辅助功能提供动力，省去了一套单独的液压动力系统和液体伺服回路。下面的图1－1给出了组成TDS-11SA的九个组成部分。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-4-20-1-21图1-1典型的TDS-11SAACDrillingMotors交流钻井马达Bail提环Carriageandguidebeam滑动架及导轨counterbalancesystem平衡系统Gooseneck鹅颈管bonnet阀罩washpipepackingassembly冲管盘根总成transmission/motorhousingandswivelassembly传动/电机和水龙头总成pipehandler管子处理装置TDS－11SA顶部驱动钻井系统-5-20-1-21第二章主要部件说明介绍以下介绍的TDS-11SA零部件和定义的条目适用于整个手册。交流钻井电机TDS-11SA使用了两个400马力或两个350马力的交流电机，垂直并排安装在主机顶部给TDS-11SA提供动力（见图1-2）。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-6-20-1-21图1-2交流钻井马达AC350hpdrillingmotor350马力交流钻井马达350hpACdrillingmotor350马力交流钻井马达mainbody主机TDS－11SA顶部驱动钻井系统-7-20-1-21一个经过改装的“D”型端面将钻井电机联接到主机上。这种安装方法在电机安装时不需要加垫片或专门找中。每台电机都有一个双端轴，轴下端安装传动小齿轮，而制动器安装在轴上端。每台电机顶部装有两个液压盘式制动器，保持钻柱扭矩，在定向钻井作业中辅助钻柱定向（图1-3）。有一个电磁阀可以遥控液压盘式制动器。图1-3交流钻井马达制动器Calipersandshoes刹车座和闸瓦brakedisc制动盘TDS－11SA顶部驱动钻井系统-8-20-1-21交流钻井电机是开放式设计，可以让冷却空气流经电机内部，这些电机是专门为顶驱系统制造的，它们配备有内部温度传感器，双层漆包线圈，高载量轴承和锥形输出轴，改善了小轴承和制动轮毂的使用寿命。电机冷却系统TDS-11SA的电机冷却系统为一就地吸气式的离心鼓风机，配备有两台安装在钻井电机顶部的5马力交流电电机（图1-4）。冷却系统经过制动器罩/进气口抽进空气，经过刚性气道将空气排送到每台钻井电机顶部的风口。冷却空气然后通过开放型钻井电机内部，最后从电机底部的百页窗口排出。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-9-20-1-21图1-4马达冷却系统TDS－11SA顶部驱动钻井系统-10-20-1-21TDS－11SA顶部驱动钻井系统-11-20-1-21传动/电机（主机）和水龙头总成传动/电机和水龙头总成将交流钻井电机产生的动力传递给钻柱（图1-5）。传动/电机主机内双级减速的单速齿轮系统可以提供由电机到主驱动轴的10.5:1传动比。电机主机形成一个密闭的润滑油室，润滑齿轮和轴承。齿轮和轴承由油泵供给润滑油，轴承与主机连为一体，一个低速液压电机驱动油泵，经过滤的润滑油在主止推轴承、上锥齿轮、下径向复式齿轮轴承及齿轮啮合处不断循环。主轴和鹅颈管之间装有一标准冲管盘根总成。鹅颈管由罩体支撑。锻制合金钢水龙头提环采用销钉与标准钻井大钩相联，提环装有润滑脂的黄铜衬套固定。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-12-20-1-21图1-5传动/马达（主机）与水龙头总成Transmission/motorhousingmainbody传动/马达总机piniongears小齿轮mainshaftassembly主轴总成spurgears(helicaloptional)正齿轮（可用斜齿齿轮）bullgear大齿轮TDS－11SA顶部驱动钻井系统-13-20-1-21TDS－11SA顶部驱动钻井系统-14-20-1-21平衡系统平衡系统包括连在提环与大钩之间的两个液缸（图1-6）。当系统工作时，这两个液缸支撑TDS-11SA的大部分重量。在上卸扣时平衡系统可以将钻柱部分重量提起以保护钻具接头丝扣。TDS-11SA还有一个称为“立柱上跳”的可选部件。司钻控制台上有一个开关，可用来将平衡液缸的操作方式由平衡状态（DRILL）改变到立柱上跳（STANDJUMP）位置。有了立柱上跳（STANDJUMP）装置，在卸扣时就可以使用平衡液缸将顶部驱动装置提起来，这样可以减少丝扣上的应力并避免丝扣损坏。平衡液缸可以将水龙头提环提离大钩上的接触点。这两个液缸与固定在主机上的液压气动蓄能器相联。一个手动阀门可以伸缩液缸辅助钻机安装。蓄能器通过液压油充能并保持一个预设的压力，其值由位于主机内的液压控制系统主管汇中的平衡回路预先设定。液压管汇控制所有到达TDS-11SA的液压动力。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-15-20-1-21图1-6平衡系统Bail提环hydrauliccylinders液缸TDS－11SA顶部驱动钻井系统-16-20-1-21滑动架和导轨TDS-11SA沿导轨上下游动，导轨位于与主机相联的滑动架上（图1-7）。导轨悬挂在天车上，并一直延伸到距钻台不到7英尺处。导轨与安装在井架距钻台10-15英尺高的扭矩反作用梁相联。传动装置旋转钻柱时产生的钻井扭矩作用到导轨上。导轨是分段的，并通过一个支架悬挂在天车上。导轨各段用销子固定在一起，采用这种铰接连接是为了方便安装，可以在钻台上一次将一段联结起来，然后用TDS-11SA将导轨整体吊起与天车联接。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-17-20-1-21图1-7滑动架和导轨Front前MainBody主机guidebeam导轨carriageassembly滑动架总成guidebeamconnectinglink导轨连接吊杆powertrain动力线guidebeam(assembled)导轨(已安装)lowerattachment&spreaderbeam下部连接与悬框TDS－11SA顶部驱动钻井系统-18-20-1-21液压控制系统液压控制系统（图8和9）是一个完全封闭的系统。一个10马力、转速为1800转/分钟的交流电机驱动两个液缸并给液压系统提供能量。一台固定排量式泵驱动润滑系统电机，一台可变排量式泵给交流钻井电机制动器，动力旋转头，遥控式内防喷阀，背钳液缸，吊环倾斜器和平衡系统提供液压动力。液压管汇装在主机上，其中装有电磁阀、压力和流量控制阀。液压油贮存在一个无缝不锈钢油缸内，这样，钻机搬迁时不需要将液压油抽干和重新加满。油缸安装在两台钻井电机之间，配有过滤器和油面观察计。主机上装有三个液动-气动蓄能器。平衡系统使用最大的蓄能器，中间的蓄能器不足以承受可变排量式泵，最小的蓄能器处理内防喷阀内防喷阀内延迟电路。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-19-20-1-21图1-8液压控制系统Hydraulicmotorforlubricationoilsystem润滑系统液压马达hydraulicmanifold液压管汇(asviewedfrombelow)仰视hydraulicoilreservoir(betweenACdrillingmotors)液压油箱(位于交流钻井马达之间)counterbalanceaccumulator平衡系统蓄能器IBOPdelaycircuitaccumulatorIBOP延迟电路蓄能器variabledisplacementpumpaccumulator可变排量泵蓄能器Rotatingheadmotorandshotpinassembly旋转头马达与短锁销总成10hpACmotorandpumpassembly10马力交流马达与泵总成TDS－11SA顶部驱动钻井系统-20-20-1-21图1-9液压系统图TDS－11SA顶部驱动钻井系统-21-20-1-21PH-55管子处理装置PH-55管子处理装置由以下主要部件组成（图1-10）：□旋转吊环配接器□扭矩背钳□双向吊环倾斜装置□内防喷阀□吊环和钻杆吊卡旋转吊环配接器位于管子处理装置顶部的动力旋转吊环配接器是一个滑环，起钻或吊环倾斜装置定位，管子处理装置随钻柱一起旋转时，可使液压管汇保持连通。旋转吊环配接器也为吊环倾斜装置，背钳液缸，以及遥控式内防喷阀启动器提供了连接。当旋转时，旋转吊环配接器内的槽与承载阀杆内的径向孔对正，液压油可在旋转吊环配接器和承载阀杆之间流动，承载阀杆上端的径向通道与流入液压装置的各个软管交汇。承载阀杆下端的径向通道与旋转吊环配接器内的密封槽交汇，旋转吊环配接器与流向管子处理装置上的所有启动器软管依次连接。旋转吊环配接器由液压驱动电机（图1-11）提供动力，可使它双向旋转，旋转吊环配接器液压电机由电磁阀操纵。TDS－11SA顶部驱动钻井系统-22-20-1-21图1-10PH-55管子处理装置TDS－11SA顶部驱动钻井系统-23-20-1-21图1-11液压传动电机Rotatinglinkadapter旋转吊环配接器Rotatinglinkadapterdrivemotorandshotpinassembly旋转吊环配接器驱动电机和制动销10hpACmotorandpumpassembly10马力交流电机和泵总成hydraulicdrivemotor液压驱动电机positionsensors定位传感器shotpin制动销linkadapterrotationgear吊环配接器旋转齿轮TDS－11SA顶部驱动钻井系统-24-20-1-21扭矩背钳扭矩背钳（图1-12）由悬挂于旋转吊环配接器的反扭矩架支撑。背钳安装在保护接头下台肩的下方，包括两个镶块夹爪和一个夹紧液缸，与保护接头相连时，用于夹紧钻柱母扣端，背钳与反扭矩架相接，可以上下移动，便于松紧丝扣和上卸扣时承受反扭矩。图1-12PH-55扭矩背钳Torquearrestorframe反扭矩架torqueback-upclampassembly扭矩大钳clampcylindergate大钳液缸阀TDS－11SA顶部驱动钻井系统-25-20-1-21双向吊环倾斜装置双向吊环倾斜装置（图1-13）液缸包括固定于旋转吊环配接器的液缸抽油杆和通过卡紧装置固定于吊环上的液缸体。通过控制司钻控制台开关，对液缸加压，使钻杆吊卡移至小鼠洞或钻至钻台面。自由浮动可使吊环位于井口，液缸上的闩锁限制了吊卡只能移到井架工的位置，通过接钢丝绳可松开闩锁，使吊卡移到小鼠洞位置。图1-13双向吊环倾斜装置Linktiltcrankassembly吊环倾斜器曲柄装置clamp大钳mouseholeposition小鼠洞位置derrickman'sposition井架工位置wellcenter(floatposition)井口（浮动位置）pin销子latch闩锁link吊环elevator吊卡drilldownposition钻至钻台面TDS－11SA顶部驱动钻井系统-26-20-1-21