顶部驱动钻井装置的操作过程

在各种钻井工况下的顶驱操作在各种钻井工况下的顶驱操作一、立柱钻井在立柱已接好的情况下，可以开始立柱钻井接立柱1、给顶驱保护短接上丝扣油，给立柱上丝扣油，利用大钩将顶驱升至二层台2、启动液压泵，启动回转头，让倾斜臂前面正对猴台，松开回转头开关3、倾斜臂前倾至猴台附近，在架子工的配合下，将立柱装入吊卡内，并锁死吊卡4、倾斜臂打一下浮动，顶驱缓慢上提，架子工慢放兜绳至钻柱脱离地面，同时内外钳工的配合整个过程，缓慢将立柱下部送至井口，最终提升立柱至下部比井口钻柱略高即可。

上扣5、缓慢下放大钩，让立柱的下部（公扣端），进入井口钻柱的上部（母扣端），同时让立柱的上部（母扣端）进入顶驱的喇叭口，并与顶驱的下保护短接相接。

6、主电机控制方式,打到上卸扣方式，电机方向，打到正转，选择旋扣模式，此时电机开始以限定的速度和扭矩开始旋扣，如发现电机蹩钻或钻柱与电机一起旋转，则表明旋扣结束，停止旋扣模式。

7、立柱上部的加扭，用上扣力矩手轮给定上扣扭矩，上扣的扭矩由司钻根据现场工况来限定，但上限为27KN，背钳打到夹紧位，1－2秒后，打开加扭开关，此时观察扭矩表，如达到限定值，则表明加扭结束，此时要将加扭开关打到停位，上扣力矩手轮回零，电机控制方式打到停位，钻井方向打开停位。

8、立柱下部用液压大钳来完成加扭，完成后将卡瓦去掉。

钻井9、将控制方式打到调试档，打开IBOP，控制方式打回到正常档，如IBOP并没有关闭，此步骤可跳过。

（正常情况下IBOP 一直处于打开状态，不允许关闭）10、关闭液压泵，循环泥浆。

11、电机控制方式打到钻井位，方向选择正转，先用钻井力矩手轮给定钻井力矩，再用钻井速度手轮给定钻井速度，主电机开始旋转，开始钻进。

在速度给定时不要过快，不可先给速度后给扭矩，否则会造成系统故障。

12、在立柱钻至钻台面时，可由内外钳工松开吊卡，同时启动液压泵，倾斜臂后倾，关闭液压泵。

卸扣13、立柱钻井结束后，将速度手轮回零，钻井力矩手轮回零。

顶部驱动钻井装置安全操作规程（司钻必读）一、基本要求1、对顶驱司控台上各手轮、开关、按钮、指示灯及仪表的作用、含义必须清楚,否则不具备操作顶驱的资格。

(司控台图附后）2、在操作前,应对顶驱司控台上的各手轮、开关、按钮、指示灯及仪表是否正常进行确认。

3、转换开关位置操作要正确；旋转手轮应柔和而缓慢地旋转,避免猛转猛回。

4、上扣扭矩设定钮、钻井扭矩设定钮的扭矩设定值,操作人员未经允许不得私自改动.二、“钻进”的操作1、将钻井【转速设定】手轮回零，【旋转方向】开关置“停止"位.2、【电机选择】开关选择顶驱系统电机工作方式（A电机、A＋B 电机或B电机)。

注意:在上／卸扣时一定要选择A＋B即两个电机同时工作状态,在钻井状态下一般应选择两电机同时工作.3、在【转速设定】零位且系统未运行时，【旋转方向】开关选择“正向”旋转位。

4、【操作选择】开关选“钻井”工作方式.5、慢慢转动【钻井扭矩限定】手轮离开零位，按要求设定扭矩值。

6、缓慢转动【转速设定】手轮离开零位，启动钻井电机，调节速度手轮使转速达到工程所需转速进行钻进.7、正常钻井工作方式需要停止时,将【转速设定】手轮回到零位,顶驱会正常降速停车，如【刹车】开关在“自动”位,系统降速后会自动刹车。

注意：①启动主电机前，必须确认刹车状态与钻井扭矩限定值是否正确;启动主电机时,为了确保设备安全，钻井扭矩限定值不宜过高，可在主轴旋转后，增加钻井扭矩限定值。

②使用钻井模式下的“反转”功能时，注意钻井扭矩的限定值，防止钻杆松扣造成事故.③达到钻井扭矩限定值后，顶驱仍用设定的恒转矩控制方式继续运转,直到转速为零,转矩保持不变。

释放反向扭矩时存在钻具被甩开的危险，操作中必须严格控制钻具反转速度,防止发生事故。

三、“堵转”后的操作当井下负载扭矩大于钻井扭矩限定值时，会发生堵转现象,顶驱装置提供了如下两种方法来释放反扭矩: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】手轮扭矩的限定值，使主电机输出扭矩慢慢减小,钻具缓慢反转，直到手轮扭矩给定值为零，钻具反转速度降为零;松开刹把,提起钻具.2、【钻井扭矩限定】手轮不动，【转速设定】手轮回到“零”位,电机停止输出，系统刹车。

VARCO-11SA顶驱操作山东克鲁斯刘吉仓操作面板：一、指示灯1.1、油压低（oil press loss）---润滑油压力1.2、电机过温（drill motor overtemp）1.3、风机失压（blower press loss）--冷却风机1.4、操作台失压（VDC press loss）1.5、驱动故障（drive fault）---变频器1.6、内井控防喷器（IBOP）1.7、刹车指示（brake on）二、旋钮2.1、上扣扭矩设定（make-up current limit）2.2、钻进扭矩设定（drill torque limit）2.3、手轮（throttle）---钻进速度设定1 2三、按钮3.1、报警复位、检测（alarm silence/check）3.2、背钳（torque wrench push & hold）3.3、吊环复位（link tilk float）四、旋钮开关4.1、旋转头旋转（pipe handle rotate）---三位自复位左转---left 右转---right4.2、调换倾斜（link tilt）---三位旋钮后倾---drill 前倾---tilt1 24.3、上卸扣旋钮（drill-spin-torque）钻进---drill旋扣---spin 18转3000ft.lb冲扣---torque 0—Max 自复位4.4、液压站控制（hydraulic power）手动---on自动---auto4.5、内井控防喷器（IBOP）开---open关---close4.6、刹车（brake）不刹车---off自动刹车---auto手动刹车---on4.7、正反转选择正转---forward停---off反转---reverse4.8 立柱上调（stand jump）钻进位置---drill立柱上跳位置----stand jump五、急停按钮急停---emergency stop六、显示仪表6.1、扭矩表---torque显示范围：0-60000Ft.lb表头：S x 10006.2、转速表---RPM显示范围：0---250rpm七、操作1、顶驱的启停2、液压站的启动3、刹车的使用4、上扣扭矩设定5、钻进扭矩设定6、内防喷器的操作7、吊环的操作8、旋转头的操作9、背钳的操作10、上扣的操作11、卸扣的操作12、钻进操作13、释放反扭矩14、操作注意事项7.1 顶驱的启停（准备工作主轴不动）a、启动reverse/rorward+ auto/onb、停止off + auto7.2 液压站的启动a、手动启动：on位置b、自动启动：auto + reverse/forward7.3 刹车的使用（静态制动扭矩30000Ft.lb）a、不刹车---off 刹车灯不亮b、自动刹车---auto 刹车灯刹车指示主轴转速为0时刹车，其他时候不刹车c、杀车---on 刹车灯常亮一直刹车7.4 上扣扭矩的设定刹车+顶驱正转+冲扣+上扣扭矩设定旋钮+ 看扭矩表brake on + forward + torque + make uplimit+ check torque7.5 钻进扭矩设定刹车+顶驱正转+转速+钻进扭矩设定旋钮+ 看扭矩表brake on + forward + throttle + drill torquelimit + check torquethrottle7.6 内防喷器的操作（IBOP）打开---open IBOP指示灯灭关闭---close IBOP指示灯亮•在进行IBOP关操作之前，首先要关掉泥浆泵，等待立管压力为0时，再进行关操作•当IBOP打开以后，再开启泥浆泵7.7 吊环的操作（link tilt）1、前倾---tilt 不保持2、后倾---drill 不保持3、保持---off 保持4、浮动---float 重力的作用下回到中位***有钻铤时，首先在浮动状态，就位钻铤，然后再倾斜7.8 旋转头的操作左转---left 顺时针旋转右转---right 逆时针旋转旋钮开关带自复位功能7.9 背钳的操作按住并保持—push & hold当按下该按钮以后，旋转头锁紧销动作，锁死旋转头，然后背钳夹紧；夹紧指示为IBOP的指示灯闪烁一次。

顶部驱动钻井装置操作手册型号： DQ70BSC出厂编号： 05012北京石油机械厂2005年03月顶部驱动钻井装置操作手册型号： DQ70BSC出厂编号： 05012本手册包含技术和专利信息，未经许可，不得用于制造目的。

未经许可或授权，任何单位和个人不得翻印和复制本资料。

此处盖章为原版文件前言本产品由北京石油机械厂和中国石油勘探开发研究院石油机械研究所联合设计制造，产品的设计、制造和服务依据以下质量保证体系：GB/T19001:2000 idt ISO9001:2000《质量管理体系》SPECQ1《石油与天然气工业质量纲要规范》API本手册包含与本产品操作有关的技术信息，关于本产品的其他技术性说明分别查阅有关随机文件，或向厂家咨询。

本手册所提及的顶驱装置产品及其结构、原理和应用，均指顾客从我厂订购的新顶部驱动钻井装置。

顾客从我厂订购的顶部驱动装置产品经使用和维修后，其可靠性和性能参数可能会有变化，变化的程度取决于是否正常合理地使用，以及维修的质量水平。

本手册的某些内容可能不适用某些特殊应用，操作人员应当对产品的选择和使用以及使用中出现的问题作出正确的判断。

由于顶部驱动装置产品的不断改进，本手册个别内容可能与实际不一致。

这些内容不会影响顾客对产品结构和性能的理解，也不会影响顾客的使用。

由于顶部驱动装置产品根据顾客的使用工况和特殊要求而进行个性化设计，故针对本产品的技术文件可能不适用于同型号的其他产品，在使用技术文件时应当核对产品型号和编号。

对于随机文件中没有涉及的内容，以及安装、使用和维护中的其他问题，如果需要，欢迎您通过下列方式与我们联系：BPM 北京石油机械厂地址: 北京市海淀区志新路41号邮编: 100083电话: （010）62097490（010）62097828传真: （010）62097613zhaojing@vip.E-mail: Bpm.目次1安全须知 (1)2安全操作提示 (2)2.1电气安全操作提示 (2)2.2液压安全操作提示 (3)2.3井控安全操作提示 (3)3主要技术参数 (4)3.1基本参数 (4)3.2钻井参数 (4)3.3电动机参数 (5)3.4冷却风机 (5)3.5液压盘式刹车 (5)3.6电气控制系统 (5)3.7减速箱 (5)3.8管子处理装置 (6)3.9液压控制系统 (6)4结构与工作原理 (7)4.1动力水龙头 (8)4.1.1主电机与风冷电机 (9)4.1.2刹车装置 (10)4.1.3减速箱 (11)4.1.4冲管总成 (12)4.1.5提环 (13)4.1.6鹅颈管 (13)4.2管子处理装置 (14)4.2.1回转头 (15)4.2.2内防喷器 (15)4.2.3遥控内防喷器控制机构 (17)4.2.4倾斜机构 (18)4.2.5背钳 (18)4.2.6钻柱丝扣防松机构 (19)4.3导轨与滑动小车 (20)4.4电气传动与控制系统 (20)4.4.1电气系统的组成 (21)4.4.1.1电控房内的驱动系统与PLC (22)4.4.1.2电控房外的控制站 (22)4.4.1.3主电缆与控制电缆 (25)4.5液压传动与控制系统 (25)4.5.1液压源 (26)4.5.2控制阀组 (26)4.5.3管路系统 (30)5操作程序 (31)5.1启动前的检查 (31)5.2电气系统的启停 (31)5.2.1启动系统 (31)5.2.2停止系统 (32)5.3液压系统的启停 (32)5.4主电机加热器 (33)5.5电机冷却风机 (33)5.6司钻操作台 (33)5.6.1钻井模式 (33)5.6.2钻井模式下的反转操作 (34)5.6.3刹车控制 (35)5.6.4旋扣模式 (36)5.6.5上/卸扣操作 (36)5.6.6背钳操作 (37)5.6.7回转头锁紧操作 (38)5.6.8吊环操作 (38)5.6.9井控和IBOP操作 (39)5.6.10急停操作 (39)5.6.11“故障/报警” (39)5.7特殊操作 (40)5.7.1编码器切换 (40)5.7.2应急操作 (40)6钻井作业操作步骤 (42)6.1起下钻作业 (42)6.1.1下钻作业 (42)6.1.2起钻作业 (42)6.2上扣操作 (43)6.3卸扣操作 (44)6.4钻进工况 (44)6.5接单根钻进 (45)6.6接立根钻进 (45)6.7倒划眼作业 (46)6.8井控操作 (46)6.9下套管作业 (47)6.10震击操作 (47)7检查 (49)7.1目视检查 (49)7.1.1顶驱本体检查 (49)7.1.2液压系统检查 (49)7.1.3电气系统检查 (50)7.1.4导轨与滑车检查 (50)7.1.5拆装检查 (50)7.1.6探伤检查 (51)7.2磨损极限 (51)附一、DQ70BSC顶驱井场布置 (52)附二、DQ70BSC本体运移示意图 (54)附三、DQ70BSC本体结构示意图 (55)附四、DQ70BSC本体俯视图 (56)1安全须知顶部驱动装置的使用，应当由具有相应资格和经验的人员进行。

顶部驱动钻井装置操作规程由于不同的顶部驱动装置依据使用工况和特别要求设计制造都有相应的不同局部，故针对每一套顶部驱动装置都有不同的操作要求，本规程只对操作程序作出制定，而不针对具体的操作步骤。

一、操作安全须知1、顶部驱动装置的使用，应当由具有相应资格和阅历的人员进展。

在操作前应当认真阅读相应顶驱的操作手册以及相关技术文件。

2、顶驱操作人员及接近系统设备的其他人员，应当承受钻井操作和钻井安全学问的培训，使用手套、服装等适当的防护用品。

二、操作安全提示2.1电气安全操作提示在对设备及其电气系统操作之前，应当留意以下事项：1)电气系统的维护调试应由专业人士进展。

2)应认真阅读《电气手册》、《电气图册》，生疏电气线路图。

3)应当具有专业的工具，做相应的防护。

4)在确认各项工作完成之前，应当拉断电源开关，悬挂“严禁合闸”的标志牌。

5)在拆卸电气连接之前，必需对电线〔电缆〕和接线端子做出标识，以确保能正确地重连接。

6)不要带电修理或撤除任何电气元件及拔插各电缆插头。

7)不要在有可燃气体环境下带电翻开防爆掌握箱或司钻台。

8)在整流器运行或直流母线电压降到安全范围以下〔DC24V〕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。

9)需要对整流器或逆变器或电机修理时，请把主开关在断开位置锁定，以避开错误操作。

10)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。

11)司钻台在通电时必需保持保护气体压力。

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掌握电源。

12)制止解除任何软件和硬件中的安全连锁。

在去除故障后，要尽快恢复功能允许的被旁路连锁。

13)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掌握电源。

14)系统主电源断电半小时以上重上电时，必需确认电气控制柜内无凝露。

15)在潮湿环境下，当电气室温度低于外界环境温度时，制止长期或频繁翻开电控房仓门，否则可能会在电气设备上产生凝露。

顶部驱动钻井装置简介目录•顶部驱动钻井装置概述•顶部驱动钻井装置结构组成•顶部驱动钻井装置工作原理与性能特点•顶部驱动钻井装置安装与调试•顶部驱动钻井装置操作与维护保养•顶部驱动钻井装置在石油工程中的应用实例01顶部驱动钻井装置概述定义与基本原理定义顶部驱动钻井装置，简称顶驱，是一种直接安装在钻柱顶端，能够旋转钻柱并施加扭矩的钻井设备。

基本原理通过电动机或液压马达驱动齿轮减速机构，将扭矩传递给钻柱，同时通过控制系统实现钻柱的旋转、提升、加压等操作。

发展历程及现状发展历程顶驱技术起源于20世纪60年代，经历了从机械式到电动式、从单一功能到多功能的发展历程。

随着技术的不断进步，顶驱已经成为现代钻井技术的重要组成部分。

现状目前，顶驱技术已经广泛应用于石油、天然气、地热等领域的钻井作业中。

随着非常规油气资源的开发，顶驱技术也在不断发展和创新，以适应更复杂、更恶劣的钻井环境。

应用领域与市场需求应用领域顶驱主要应用于石油、天然气、地热等领域的钻井作业中。

它可以提高钻井效率、降低钻井成本、减少井下事故等。

市场需求随着全球能源需求的不断增长和非常规油气资源的开发，顶驱市场需求将持续增长。

同时，随着环保要求的提高和技术的进步，市场对顶驱的性能、可靠性、安全性等方面也提出了更高的要求。

02顶部驱动钻井装置结构组成提供驱动力，驱动传动系统工作。

柴油机或电动机液压泵站冷却系统为控制系统和辅助系统提供液压动力。

对动力系统进行冷却，确保其在高温环境下正常工作。

030201将动力系统的输出转速和扭矩调整到适合钻井作业的范围。

变速箱实现传动系统与动力系统的连接与断开，方便操作和维护。

离合器将动力传递给钻井装置的其他部分，如转盘、绞车等。

传动轴主控制器对整个顶部驱动钻井装置进行集中控制，实现自动化操作。

传感器监测钻井装置的工作状态，如转速、扭矩、温度等，并将数据传输给主控制器。

执行器根据主控制器的指令，控制传动系统、辅助系统等的工作。

Varco TDS-11SA顶驱使用操作规程一、安装（一）准备工作1、通常应原60ft长的水龙带变为75ft，并延长立管高度到70ft。

2、虽然有多种方案的钻台平面设计，但应将扭矩平衡梁装在靠近绞车的井架面上，或在V型大门的反向。

3、安装前，须确认：井架已竖好，游车已安装在转盘的中心上方。

井架修改工作已完成扭矩平衡梁及其支架已安装好并符合VARCO FIP00003的要求。

电路支架已安装在井架上。

已安装控制板和变频装置。

检查大钳管线等有无可能缠绕在TDS-11SA上。

大钩或适配器环索是否已安装，大钩应当朝向绞车方向打开。

（二）安装导轨和顶驱。

1、将连接环安装到天车上。

2、将第一节导轨吊上钻台，将导轨架与第一节导轨连接，钢绳挂在大钩侧面吊耳上。

3、上提游车用导轨架提起第一节导轨。

4、将第二节导轨吊至钻台面，对正第一节导轨的下接头和第二节导轨的上接头，连接钩板与固定销并吊起，提升至两节导轨均位于竖直位置，缓慢下放游车，使上下接头组件的销孔自动对正，将导轨销插入销孔固定两节导轨，然后插入锁销固定导轨销。

5、按上面步骤依次将第三、四、五、六节导轨安装好。

6、上提游车，至第一节导轨和调节板相接，按照井架高度确定导轨挂在调节板哪个孔上。

装上螺栓、螺母和别针。

7、拆掉导轨安装架，下放游车至钻台面，将导轨安装架吊离钻台。

8、吊装顶驱至钻台面方案一：（1）将钢绳挂于运移架两侧的吊装管上。

（2）用40吨吊车直接将顶驱本体提至钻台面。

方案二：（1）将顶驱置于井架大门的滑道上，方向朝向井口。

（2）下放游车，将钢绳挂于运移架上部的吊装位置。

（3）将钢绳固定在提环大钩销或是两侧耳上，用吊车吊住运移架下部起辅助作用。

（4）将运移架沿滑道送至钻台面并立起托架，对正游车下方。

9、将大钩挂在顶驱本体的提环上。

10、拆掉运移架上对顶驱的支撑。

11、去掉顶驱导轨与运移架的连接销，将本体从运移架中吊起，与运移架分离。

12、将运移架移下钻台。