NOVTDS-11SA頂部驅動培訓

1、TDS-11SA頂部驅動鉆井系統(tǒng)培 訓目目 錄錄前前 言言第一章第一章 概述概述第一節(jié) 什么是頂部驅動裝置第二節(jié) TDS-11SA頂驅技術參數(shù)第三節(jié) 頂部驅動裝置的優(yōu)越性第二章第二章 頂部驅動裝置組成結構頂部驅動裝置組成結構第一節(jié) 水龍頭-鉆井電機總成第二節(jié) 滑動架和導軌第三節(jié) 管子處理器第四節(jié) 液壓和氣壓控制系統(tǒng)第五節(jié) 平衡系統(tǒng)第六節(jié) 動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)第三章第三章 頂部驅動鉆井裝置操作過程頂部驅動鉆井裝置操作過程前前 言言 20世紀80年代研制的頂部驅動鉆井系統(tǒng)（TOP DRIVE DRILLING SYSTEM），眾所周知明顯提高了鉆井作業(yè)速度和效率，尤其是深井、復雜井。能及時避免和控制

2、事故的發(fā)生，提高了井口工人的安全，減輕了工人的勞動強度，已被國內外石油界專家廣泛認可和接受，已成為石油鉆井先進裝備的代表。頂驅在不斷更新?lián)Q代（VARCO TDS，CANRIG1050E），截止兩千年五月底，在中國已經(jīng)有23個油田和科研部門擁有100臺以上頂部驅動鉆井系統(tǒng)（其中VARCO頂驅65臺，CANRIG頂驅15臺，TESCO頂驅16臺，NATIONAL頂驅6臺以上，還有其它類型頂驅）。 縱觀世界石油行業(yè)裝備的發(fā)展趨勢，為適應各種復雜情況和鉆井實現(xiàn)自動化的需求，頂部驅動鉆井系統(tǒng)的利用勢在必行。它已成為當今鉆井裝備精良與否、配置水平高低、自動化程度如何的標志，是開拓國內外鉆井市場的必備條件。

3、第一章第一章 概述概述第一節(jié) 頂部驅動裝置簡介一、什么是頂部驅動裝置一、什么是頂部驅動裝置 頂部驅動裝置是美國、法國、挪威近20年來相繼研制成功、正在推廣應用的一種頂部驅動鉆井系統(tǒng)。 延續(xù)近百年的轉盤鉆井方式，為世界的石油立下了歷史性的巨大功勞，但也有兩個突出的矛盾未能得到有效的解決。其一，由于起下鉆不能及時實現(xiàn)循環(huán)和旋轉功能，遇上復雜地層，或是巖屑沉淀，往往造成卡鉆?？ㄣ@成了長期困擾鉆井工程技術的問題，我國近千臺鉆機，每年因卡鉆造成的損失數(shù)以萬計。其二，由于常規(guī)鉆機在鉆進中依靠轉盤帶動方鉆桿旋轉送進，方鉆桿的長度限制了鉆進深度，故每次只能接單根，因而費工費時效率低，勞動強度大。 而所謂的頂部

4、驅動，則是把鉆井動力部分由下邊的轉盤移動到鉆機上部的水而所謂的頂部驅動，則是把鉆井動力部分由下邊的轉盤移動到鉆機上部的水龍頭處。它可從井架空間上部直接旋轉鉆柱，驅動鉆具旋轉，并沿著井架內專用龍頭處。它可從井架空間上部直接旋轉鉆柱，驅動鉆具旋轉，并沿著井架內專用的導軌向下送進，完成鉆柱旋轉鉆進，循環(huán)鉆井液，接立根，上卸扣和倒劃眼等的導軌向下送進，完成鉆柱旋轉鉆進，循環(huán)鉆井液，接立根，上卸扣和倒劃眼等多種鉆井工藝操作。由于取消了方鉆桿，無論是在鉆進過程中，還是在起下鉆過多種鉆井工藝操作。由于取消了方鉆桿，無論是在鉆進過程中，還是在起下鉆過程中，鉆柱可以保持鉆井液循環(huán)。因而，由于各種原因引起的遇卡遇

5、阻事故可以程中，鉆柱可以保持鉆井液循環(huán)。因而，由于各種原因引起的遇卡遇阻事故可以得到及時有效的控制和處理。同時，可以進行立根鉆進，大大提高了純鉆進時間，得到及時有效的控制和處理。同時，可以進行立根鉆進，大大提高了純鉆進時間，鉆井實驗表明：這種系統(tǒng)可節(jié)省鉆井時間鉆井實驗表明：這種系統(tǒng)可節(jié)省鉆井時間20%-25%。 隨著頂部驅動鉆井裝置在世界范圍內鉆機上的大批應用，生產(chǎn)頂部驅動鉆井裝置的廠家也由當初的美國、挪威擴展到法國、加拿大等4個國家的7家公司。之后，中國、英國也加入到頂部驅動裝置的生產(chǎn)行列。 總之，頂部驅動鉆井系統(tǒng)是當今石油鉆井自動化中的前沿技術與裝備，用于鉆總之，頂部驅動鉆井系統(tǒng)是當今石油

6、鉆井自動化中的前沿技術與裝備，用于鉆斜井、鉆高難度的定向井時效果尤為顯著。斜井、鉆高難度的定向井時效果尤為顯著。 第二節(jié)第二節(jié) TDS-11SATDS-11SA頂驅技術參數(shù)頂驅技術參數(shù)TDS-11SATDS-11SA頂驅技術參數(shù)頂驅技術參數(shù)本頂驅為：本頂驅為：交流（交流（AC-SCR-ACAC-SCR-AC）變頻感應電動機驅動）變頻感應電動機驅動 交流驅動的優(yōu)點交流驅動的優(yōu)點：1、較高的扭矩范圍和更寬的轉速范圍 2、維護費用低 3、零轉速時的扭矩高，且可以有效制動4、安全性好 5、更小的整體尺寸和更輕的重量 6、精確的速度和扭矩控制 頂驅部分頂驅部分:重量:12.3T高度:17.8英尺(5.4

7、米)電源要求:700千伏安 575600V 50/60Hz功率:800馬力(588Kw)連續(xù)輸扭矩:37500英尺.磅 (588Kw)間隙輸出扭矩:55000英尺.磅 提升重量:500T管子處理器部分管子處理器部分:類型: PH-50(55000英尺.磅 )鉆井電機部分鉆井電機部分:功率:800馬力(2X400馬力)變頻器部分變頻器部分:類型:西門子(800HP 600VAC)電機剎車電機剎車:液壓盤式剎車電機冷卻系統(tǒng)電機冷卻系統(tǒng):方式:強制風冷電機功率:2X5馬力(2X3.7Kw)電機轉速:3600rpm變速箱部分變速箱部分:類型:單速,斜齒雙級減速減速比:10.5:1變速箱潤滑系統(tǒng)變速箱潤

8、滑系統(tǒng):類型:強制潤滑油量:15加侖(57l)完全內循環(huán)齒輪油類型:EP級液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng):功率:10馬力(7Kw)交流電機流量:6GPM(27l/min變量泵) 4GPM(18l/min定量泵)油量油量:25加侖加侖(95L) 液壓油類型:礦物液壓油變頻房變頻房:尺寸:125.484.0 91.2重量: 9.500磅 電源:600VAC,50/60Hz或750VDC第三節(jié) 頂部驅動裝置的優(yōu)越性 在當今競爭的市場中，不論是打水平井，還是垂直井，提高生產(chǎn)率、降低每口井的鉆井成本、獲得經(jīng)濟效益是一個先決條件。而頂驅之所以能被整個鉆井界所認可和接受，正是由于它具備了這些條件。與常規(guī)鉆機相比具有除了上

9、述的不用方鉆桿擁有的優(yōu)點之外，還具有一些特定的優(yōu)點。1、減少了接單根的時間、減少了接單根的時間 2、倒劃眼防止卡鉆、倒劃眼防止卡鉆 3、下鉆劃眼、下鉆劃眼 4、節(jié)省定向鉆井時間、節(jié)省定向鉆井時間 5、人員安全、人員安全 6、上扣、卸扣扭矩得到控制、上扣、卸扣扭矩得到控制 7、井控安全、井控安全 8、取心、取心 9、下套管、下套管 此外還具有便于維修，使用靈活，拆卸方便節(jié)約泥漿等優(yōu)點。此外還具有便于維修，使用靈活，拆卸方便節(jié)約泥漿等優(yōu)點。 第二章第二章 頂部驅動裝置結構頂部驅動裝置結構 1、 水龍頭鉆井電機總成； 2、 電機冷卻系統(tǒng)； 3、 滑動架和導軌； 4、 管子處理器 5、 液壓系統(tǒng)； 6

10、、 平衡系統(tǒng)； 7、 動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 第一節(jié) 水龍頭-鉆井電機總成 水龍頭-鉆井電機總成是頂部驅動裝置的主體部件，主要由以下部件組成：1、 鉆井電機和制動器2、 齒輪箱（變速箱）3、 整體式水龍頭4、 電機冷卻系統(tǒng) 一、鉆井電機和制動器 TDS-11SA頂驅的動力為兩臺400馬力交流感應鉆井電機 。 電機頂部安裝有一個液壓盤式制動器，通過制動器外蓋可以很容易檢查和維護制動器。在定向作業(yè)中，盤式制動器還可以輔助鉆柱定向。制動器由司鉆控制臺遙控控制。 二、齒輪箱（變速箱） 傳動箱總成把由鉆井電機產(chǎn)生的動能傳遞到鉆桿。傳動箱總成內部是一個齒輪減速系統(tǒng)，傳動箱箱體為傳動齒輪和軸承提供了一個密封的

11、潤滑油池。 TDS-11SA頂驅傳動箱和水龍頭總成內部是一個單級雙減速齒輪系統(tǒng)，從電機到主軸的減速比為10.5:1。軸承和齒輪由一個安裝在箱體上的油泵強制潤滑。 三、整體式水龍頭總成 整體式水龍頭的功能是整個鉆井裝置功能的集合。 四、電機冷卻系統(tǒng)系統(tǒng) 電機冷卻系統(tǒng)為風冷式。TDS-11SA的電機冷卻系統(tǒng)為一就地吸氣式的離心鼓風機，配備有兩臺安裝在鉆井電機頂部的5馬力的交流電機。冷卻系統(tǒng)經(jīng)過制動器與電機的接合面吸進空氣，經(jīng)過剛性氣道將空氣排送到每臺鉆井電機頂部的風口。冷卻空氣然后通過開放型電機內部，最后從底部的百葉窗排出。第二節(jié) 滑動架和導軌 頂部驅動裝置通過安裝在箱體上的滑動架沿著導軌上下垂直

12、移動，完成鉆井作業(yè)。一、 滑動架 滑動架上安裝有導向輪或導向滑軌，可以支撐整個頂驅的重量。 二、導軌 導軌懸掛在天車架上并一直延伸到離鉆臺大約7英尺高。導軌與一個安裝在井架下部離鉆臺10-15英尺高的扭矩反作用梁連接。通過導軌平衡由傳動箱驅動鉆桿時產(chǎn)生的扭矩。 第三節(jié) 管子處理器 管子處理器為頂部驅動裝置提供了提放28m長立柱、并用鉆井電機上卸立柱扣的能力。它由以下重要部分組成： 1、旋轉吊環(huán)配接器； 2、背鉗總成； 3、吊環(huán)傾斜裝置； 4、內防噴閥； 5、吊卡吊環(huán)和鉆桿吊卡。 上卸扣裝置具有在井架任意高度卸扣。鉆進時，鉆桿上卸扣裝置固定不動，不防礙鉆柱的起下。鉆井電機通過主軸、內防噴器和保護

13、接頭將扭矩傳給鉆柱，驅動鉆柱旋轉。當使用鉆桿吊卡起下鉆時，吊環(huán)配接器將提升載荷轉移到主軸上。 第四節(jié) 液壓控制系統(tǒng) TDS-11SA頂驅的液壓系統(tǒng)是一個自備循環(huán)的系統(tǒng)。一個10馬力，1800轉的交流電機驅動兩個液壓泵為液壓系統(tǒng)供能。其中一個定量泵驅動潤滑油系統(tǒng)馬達，一個變量泵為交流鉆井電機制動、旋轉頭、遙控防噴器、吊環(huán)傾斜裝置和平衡系統(tǒng)提供液壓動力。第五節(jié) 平衡系統(tǒng) 平衡系統(tǒng)總成是頂部驅動鉆井裝置極具特色的設備之一。它的主要作用是防止上卸接頭扣時螺紋的損壞，其次是在卸扣時可以幫助公扣接頭從母扣接頭中彈出。 TDS-11SA和IDS-1頂驅的平衡系統(tǒng)包括兩個相同的液缸，上端與整體式水龍頭的提環(huán)相

14、連接，下端或者與大鉤耳環(huán)連接，或者直接連接到游車上。 第六節(jié) 動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 頂部驅動鉆井裝置的動力系統(tǒng)為整套設備提供了所有的能源，控制系統(tǒng)為司鉆提供了一個控制臺，通過控制臺實現(xiàn)對頂部驅動鉆井裝置自身的控制。一、發(fā)電機或柴油機組一、發(fā)電機或柴油機組 目前國內配備的動力主要為底特律的3512菜油發(fā)電機或卡特比勒的菜油發(fā)電機，一般為600V的交流電。 二、變頻器或（二、變頻器或（SCRSCR房）房） 用于操作頂部驅動鉆井電機和輔助系統(tǒng)，由下列三大部分組成：1、 整流器和電容器部分 整流器和電容器部分將傳來的三相交流電轉換成直流電并儲存在電容器中，以供 電力設備使用。2、電力模塊 電力模塊的功能是將直流電轉換成一組脈沖組成的輸出波形。通過控制每個脈沖的時間，使傳給交流電機的電壓以交流正弦波出現(xiàn)。3、控制部分 控制部分監(jiān)測鉆井電機的運轉情況，接收頂驅控制系統(tǒng)轉速、扭矩極限信號和輔助系統(tǒng)的控制信號，以及 控制電力模塊的起動電路和控制輔助系統(tǒng)。控制核心為變頻器的電子電路