CANRIG顶驱说明

232725004.doc
Canrig顶驱平衡油缸液压原理的说明
右图是平衡油缸
的液压原理图，从图
中可以看出，该油路
是长期工作的油路，
液压系统向平衡油缸
储能器充油的压力应
该是1700PSI。

给系
统平衡油缸供油是通
过单向阀进行的，当
顶驱承载时，系统平
衡油缸的容积减小，
由于容积减小而需要
泄放的液压油只能够通过节流阀回油到叠加阀组，再通过2100PSI溢流阀回油。

储能器的压力由于有2100PSI溢流阀的存在而不会超过2100PSI，而在“K”点的压力则取决于节流阀的开度大小和平衡油缸运动的速度，平衡油缸的运动速度越大，容积的变化速度也越大，节流阀在单位时间内需要流过更多的液压油，在节流阀开度一定的条件下，液压油流动的速度也越大，节流阀两端的压力差越大（对于一个固定的液流通道来说，两端的压力差与液流的速度成正比，与通道的有效面积成反比；相当于电路中电压、电阻和电流的关系），“K”点的压力越大。

在平衡油缸的压力超过6000PSI时可以通过6000PSI溢流阀回油。

旋转管汇显然不可能长期承受6000PSI的压力。

为了避免旋转管汇密封失效，可以考虑将6000PSI溢流阀的压力适当调低。

具体操作的参考意见是这样：在系统加载的过程中，将“K”点的压力调到小于2100PSI以后再适当回调一点，然后观察操作过程是否正常。

2002年6月6日星期四。

1目的为合理、正确安装CANRIG 1050E顶部驱动装臵，确保安装过程中的人员和设备安全，特制定本作业指导书。

2范围本作业指导书适用于黄河钻井公司CANRIG 1050E顶部驱动装臵的安装。

3岗位基本要求3.1电气工程师3.1.1持有按照国家有关规定经专门的安全作业培训，取得司钻作业操作资格证书的，方可上岗作业。

3.1.2对本岗位所管辖的设备做到“四懂三会”，即懂性能、懂原理、懂结构、懂用途，会维修、会操作、会排除故障。

3.1.3熟悉和掌握本岗位安全操作规程。

3.1.4对本岗位所涉及的危险点、源能够识别，并了解本岗位所涉及的危险作业。

3.1.5懂得紧急情况下的应急处理与自救互救。

3.1.6身体健康，无色盲、夜盲、视力（矫正视力）达1.0以上，无妨碍本职工作的其它疾病或生理缺陷。

3.1.7具有大专以上文化程度。

3.1.8具有本工种作业实践经验3年以上。

3.2其它各岗位要求见附录4岗位职责4.1电气工程师4.1.1负责安装前对顶驱的检查，确保部件齐全，联接紧固。

4.1.2负责顶驱安装质量的检查，保证安装质量。

4.1.3负责顶驱电气线路的安装，保证安装质量。

4.1.4负责顶驱安装后试运行，确保顶驱运转正常。

4.1.5负责对本班人员技术业务指导工作。

4.2司钻4.2.1负责组织本班生产工作，并对本班人身、设备和井下安全负责。

4.2.2负责安装前对顶驱的检查，确保部件齐全，联接紧固。

4.2.3负责顶驱安装质量的检查，保证安装质量。

4.2.4负责绞车的操作使用，确保绞车运转正常，刹车灵敏可靠。

4.2.5负责对本班人员进行HSE教育和技术业务指导工作。

4.3副司钻4.3.1负责吊装设备及工具的检查，保证使用正常与安全牢靠。

4.3.2负责顶驱吊装作业的组织，保证设备和人员安全。

4.3.3负责气动绞车的使用，做到正确操作，合理使用。

4.4井架工4.4.1负责对井架进行安全检查，保证各部件联接紧固，固定牢靠。

4.4.2负责对悬吊系统进行检查与保养，确保使用正常与安全好用。

一、安装1、预安装装前需进行以下几步以确保安装工作中安全：a)在安装地点对所有设备部件进行全面的检查、清点：确保所有的部件正常，检查提升总成是否损坏，所有电缆是否有破损；b)召开安全会议：需让所有安装人员及相关人员熟记安装流程，知道各自在安装过程中的职责和所站位置；c)在安装过程中指派专人在特定位置对设备安装进行观察：●钻台面ODS位置站一人；●钻台面DS位置站一人；●导轨从车中展开时，一人在地面对导轨进行监察；●一人在天车上，当导轨快到达安装位置时对导轨进行监察；●一人站在二层台，在固定导轨时进行监察注意：在顶驱的安装过程中，和安装工作无关人员应远离钻台！2、井架准备a)在井架放倒时，将diving board hinged部分从racking board拆下。

调整board朝前。

b)拆掉大钩，安装游车adapter bail or interface。

c)将反扭矩梁夹紧到井架上的girt #1。

固定扭矩梁使其对正井口。

对所以的固定部件，必须按照CARIG公司提供的服务手册上的《螺栓扭矩表》提供足够的扭矩进行紧固，此时不能安装导轨夹紧板。

d)安装天车悬挂板和天车上的Harpoon总成，将每个安全吊索的一端连接到悬挂板上，一旦吊索锁到Harpoon，它的自由端会销到扭矩梁上，要确保所有的安全锁销和固定螺栓都已完全固定到位并检查Harpoon的安装方向是否正确：Harpoon的倾斜边应朝着绞车方向。

e)安装bridle line equalizer 或将平衡器直接插入到游车环索中f)提升井架（及绞车）3、Grasshopper的安装注：将顶驱的动力电缆连至交流电源。

危险：在连接动力电缆时，一定要确保进线电路断路器处在关断状态，要时刻意识到虽然断路器已关断，但进线端仍然带电，故在连接进行电路断路器接线盒时一定要特别小心！安装Grasshopper过程要按照以下步骤，以防止在安装过程中造成的设备损坏和人员受伤，安装Grasshopper最安全的方法是使用吊车，因为吊车可以直接从电缆固定点的上方吊至Grasshopper，能够让操作人员控制Grasshopper的移动。

CANRIG 顶驱基本操作程序2006-5-27Drilling Connection Sequence一、钻进连立柱1. Drill down the joint of pipe, bringing the Top Drive as close to the floor as possible by retracting the Back-Up Wrench and elevator Link Tilt to the over-drill position (70 degrees toward the hinge side of the elevators). For safety, keep the elevators as closeto the floor as possible and keep personnel from standing below retracted elevators.See “Pipe Handler –Care and Usage”.1 随一柱钻杆钻进，回收备钳，下放顶驱，钻进至吊卡接近钻台时，摆臂摆至过钻位置（后背至最高位置）继续钻进至尽量贴近转盘面。

安全考虑，下放吊卡尽量贴近至钻台，提醒人员不要站在后背吊卡的下方。

2. Raise the pipe off bottom and set the slips.2 上提钻杆，坐卡瓦。

3. Stop circulation and close the Upper Well Control Valve (UWCV, remotely activatedfrom the Top Drive console).3 停泵，关IBOP（内防喷器）。

4. Lower the Back-Up Wrench (BUW) over the pipe tool joint and close the BUW Gripper.4 下放备钳至钻杆接箍上，打紧备钳。

顶驱的基本操作1、关于调速手轮和旋扣开关l 使用旋扣开关时，手轮一定要回到零位。

而用手轮时，旋扣开关一定要置与“钻进”位置。

由于转速表的延时，要缓慢转动手轮，直到工程需要的转速值。

注意：在接立根或单根钻进时，钻台面要先打好背钳（内钳），旋完扣冲扣时，操作人员要离开井口，冲扣完毕后先将旋扣开关置于“旋扣”位并观察扭矩表，待扭矩下降到5000磅·英尺以下时，方可将开关置于“钻进”位，以免背钳弹回伤人。

2、关于液泵电机和正反开关l 起下钻时，先将正反转开关置于“关”位，再将液泵电机开关置于“运行”位。

而需要上卸扣时反之。

3、关于背钳按扭l 顶驱背钳为液压控制，所以按下背钳按扭后到卡紧钻具会略有延迟。

l 背钳卡紧钻具分（1）shot pin（定位销）销入旋转头，齿轮锁紧旋转头；（2）背钳液缸将钳头顶出来夹紧钻具。

l 需要打背钳时，按紧背钳按扭不要松开。

l 上扣时，钻具头和保护接头之间扣未带满之前不要动作背钳，否则会损坏保护接头。

l 打背钳时，保持刹车在OFF状态，否则背钳不会动作。

l 在IBOP黄色指示灯亮起状态下，背钳卡紧后指示灯会闪动一次，确认卡紧后方可上扣或卸扣。

l 若按下背钳按扭较长时间后仍未卡紧，松开背钳按扭然后重新按下，不要试图使旋转头旋转来让Shot Pin销入l 要使用背钳进行上扣或卸扣之前，先停泵，然后关IBOP。

上扣后需要钻进时先开IBOP，后开泵。

l 卸扣时，扭矩卸开后旋出时使用Stand Jump使顶驱上升，保护丝扣。

4、关于上扣/钻进扭矩设定旋扭l 上扣扭矩设定：将正反转开关置于“正转”位，刹车开关置于“ON”位，旋扣开关置于“冲扣”位，然后正时针旋转冲扣扭矩设定旋钮，同时观察扭矩表直至设定到需要的扭矩值。

l 钻进扭矩设定：将正反转开关置于“正转”位，刹车开关置于“ON”位，适当转动调速手轮，然后顺时针旋转钻井扭矩设定旋钮，同时观察扭矩表，直至设定到工程需要的扭矩值。

顶驱司钻控面台操作说明配有GE B20(1200HP)马达的Canrig 1250AC-861型顶驱参看上面的顶驱司钻控制台图例。

注意：有下列情况时顶驱将自动停止运行：·当顶驱处于启动（ENABLE）状态下且主电机温度超过30℃，而又检测到冷却风量小时。

·顶驱润滑泵运行状况检测不到时。

·如果顶驱钻井电机温度超过357℉（180℃）。

调速手轮可能会被调到零并顶驱重新启动一次。

如果高温持续10分钟，顶驱将会停止运转并且不能重新启动，直至温度达到310℉（155℃）。

在顶驱停止运转前为释放钻柱中的扭矩，将会执行一个扭矩释放程序。

﹡﹡参看第3节结尾的扭矩增补受限情况。

顶驱模式控制杆档位功能示意注意：除标有“维持（Maintain ）”的档位以外，其他档位都是弹簧自动复中位。

正向旋扣 （手柄维持） 正向旋扣 上扣卸扣主轴正转 主轴反转 （手柄维持） 反向旋扣反向旋扣 （手柄维持）（表一）钻进-旋扣-扭矩控制简要说明配有GE B20 AC(1200HP)马达的Canrig1250AC-861型顶驱﹡﹡参看第3节结尾的扭矩增补受限情况背钳控制杆档位对应功能示意背钳上提正常闭合背钳打开背钳下降提示：所以档位都是弹簧复位。

吊环倾斜控制杆档位功能示意活塞杆伸出伸出浮动保持当前位置吊环浮动（档位可保持）活塞杆回缩回缩浮动提示：除标有“维持（Maintain）”字样的档位外，其他所有档位都是弹簧自动复中位。

吊卡安装位置示意图旋转头控制杆档位功能示意图锁定 解锁解锁后正转解锁后反转正转后锁定 反转后锁定。

顶驱操作规程1.1.电气控制系统启停1.1.1.启动前的检查启动电气系统前，应当进行以下检查：①检查确认机械和液压系统准备就绪。

②检查电气系统电气柜和司钻操作台的操作元件和仪表，使其处于初始状态（见电气手册附录一）。

③按下【复位/静音】按钮3秒钟，测试司钻操作台所有指示灯。

1.1.2.上电程序确认所有电源开关（进线柜主空开除外）均已上电，电源正常。

1.1.3.启动系统将PLC/MCC柜面板上的【系统总起】开关扳到“开”位置，“总起准备好”指示灯闪烁，整流器开始启动，延时后对应的进线柜主空开合闸。

600V主电源通入整流器，逆变器进入“OFF1”禁止状态（008），顶驱装置进入就绪状态。

“总起准备好”指示灯和司钻操作台“就绪”指示灯长亮。

来自司钻台的使能信号将使逆变器启动。

系统处于其他状态时，【系统总起】操作无效。

在顶驱处于运行状态时，操作【系统总起】开关会造成故障停机。

1.1.4.停止系统停止系统的程序如下：①将司钻操作台钻井【转速设定】手轮回零，【旋转方向】开关扳到“停止”位，司钻台使能信号去掉后，逆变器停止工作，顶驱装置停止运行。

②将电气柜【系统总起】开关扳到“关”位置，系统给整流器停机信号，然后延时断开主空开，系统停机。

1.2.液压系统启停1.2.1.本地启停液压系统在液压源（本地）启动液压系统的程序如下：①将液压源【泵选择】开关指向“A”或“B”，选择A泵或B泵。

②当液压源“控制电源”指示灯亮时，操作【液压泵】开关到“启动”位置，所选择的液压泵将启动，相对应的运行指示灯亮。

在液压源（本地）停止液压系统的程序如下：①将液压源的【液压泵】开关扳到“停止”位置，液压泵停止运转，泵运行指示灯熄灭。

液压源在本地启动权限高于司钻台远程控制。

在本地启动时，司钻台“液压源”开关不能控制液压源。

1.2.2.司钻台启停液压系统液压泵站的启/停为异地控制方式，操作液压源【泵启动】开关到“自动”位置，司钻台【液压源】开关到“运行”或“停止”位置，可以远程启动和停止所选择液压泵。

顶驱技术分公司顶驱操作相关规定一、带顶驱震击作业相关规定1.任何情况下，禁止带顶驱使用地面震击器进行震击作业；2.如确需带顶驱进行震击作业，震击器距离井口的深度不得低于1500米；3.带顶驱震击作业时，上提负荷要严格按照钻井手册的相关规定进行，严禁发生钻具拉断损伤顶驱的事故；4.带顶驱震击作业时，钻具必须与顶驱保护接头连接，严禁使用顶驱吊卡悬挂钻具进行震击；5.带顶驱震击作业时，每震击2小时或12次后，必须对顶驱进行检查。

震击结束后要按照顶驱制造商提供的检查内容和标准，对顶驱进行全面检查，承载部件须探伤检测；6.如果在解卡过程中，现场作业工况不能满足上述条件、或者顶驱受到剧烈冲击、或者震击时间超过8小时，为避免顶驱设备损坏，要将顶驱旁置或暂时拆甩，待采用其他方式解卡后再恢复。

二、IBOP操作相关规定1.正常作业时，顶驱上、下IBOP处于关闭位置禁止启动井队泥浆泵；井队泥浆泵工作时严禁关闭顶驱上、下IBOP；2.下IBOP阀芯每天要用专用扳手活动1次；3.当井控需要关闭顶驱上IBOP后，必须再关闭下IBOP；4.当其他工况需要保持顶驱上IBOP为关闭状态时：对于西门子电控系统的NOV顶驱，严禁把司钻控制台上FORWARD/ OFF/REVERSE开关切换到OFF位置；对于ABB电控系统的NOV 顶驱，严禁把司控台上的使能开关切换到OFF位置。

并且严禁切断顶驱控制房的总电源，并告知井队人员要保证顶驱控制房供电的连续性。

三、顶驱转速操作相关规定1.速度手轮加速和减速操作要缓慢，禁止反复快速旋动速度调节手轮；2.在钻进作业中发生堵转时，首先保持顶驱主轴速度、扭矩输出指令不变，通过上、下活动钻具的方式解除堵转。

当活动钻具不能解除堵转时，应保持转速手轮不动，采取缓慢减小钻井扭矩设定值释放反扭矩后，将转速手轮回零，再进入常规解卡程序。

禁止采取将速度手轮直接降到零的方式释放钻具反扭矩；3.钻进过程中，因地层与钻井参数原因使顶驱剧烈震动，应适当降低顶驱转速或减小钻压，避免由于共振造成的顶驱损坏；通过该地层后可恢复钻井参数要求的转速。

目录1. 概述 (4)2. 安全须知 (5)3. 主要技术参数 (7)3.1. 基本参数 (7)3.2. 电动机参数 (7)3.3. 钻井参数 (7)4. 电气控制系统组成 (8)4.1.1 顶驱系统简介 (8)4.1.2 顶驱系统通讯 (8)4.2 顶驱电控房 (8)4.2.1 电控房简介 (8)4.2.2 电控房配电 (9)4.3 交流变频驱动系统 (9)4.3.1 进线柜 (9)4.3.2 整流柜 (9)4.4 PLC/MCC 控制柜 (10)4.5 司钻操作台 (11)4.6 主动力电缆 (12)4.7 其他电缆 (12)4.7.1 综合电缆 (12)4.7.2 司钻台控制电缆 (12)4.7.3. 辅助动力电缆 (12)4.7.4. 接地电缆 (12)5操作程序 (13)5.1VFD房启停 (13)5.1.1 启动前的检查 (13)5.1.2 上电程序 (13)5.1.3 启动系统 (13)5.1.4 停止系统 (13)5.2 液压系统启停 (14)5.3 主电机加热 (14)5.4 主电机冷却风机 (14)5.6 故障/报警 (15)5.7 故障查找 (15)5.7.1 空气断路器诊断 (15)5.7.2 绝缘故障 (15)5.7.3 PLC 故障检查 (16)5.7.4 网络检查 (16)5.7.5 驱动系统 (16)5.7.6 系统断电和拆接 (17)6 安装调试和维护 (18)6.1 电气系统重新安装 (18)6.2 上电及检查 (18)6.3 日常维护 (19)1. 概述交流变频顶部驱动钻井装置（以下简称顶驱装置，或称顶驱）是用以取代转盘钻进的新型石油钻井装备。

顶驱装置是机电液一体化、集成度很高的高技术产品，电气系统调试、操作和维修、是一项非常重要的工作。

顶驱产品电气系统的安装、调试、操作和维护，需要具有一定资历和足够技术经验的合格人员担任。

培训上述人员并使其具有资格是顾客的义务。