渤海五号钻井培训手册第6部分设备

渤海五号钻井培训手册第6部分设备内容摘要：

， 快绳轮转动最快 ， 死绳轮不动 ，为使各滑轮轴承磨损均匀 ， 应定期将天车调头使用 ， 调头最好在钻机大修时进行。 4) 滑轮如有晃动 ， 转动时轴承发热或有杂音 ， 应该更换轴承。 3. 游车 游车是由金属护罩及包含其中的一组滑轮构成的一个单独的可移动的装置，在游车上下运动时，游车护罩保护其内的各部件不受外物的碰撞。 护罩内滑轮被安放在滚子轴承外，轴承由一公共心轴支撑，两端有供挤润滑脂用的黄油嘴。 游车在设计上必须考虑的三个因素是：游车重量分布、载重量、轴承负荷。 厂家设计游车应游车的重心尽可能地低，这样要以使游车在不 带负载时能平稳而垂直地下落，否则可能会偏向一侧，从而加速磨损。 游车载重量表明游车总的提升能力，轴承负荷表明轴承允许提升能力。 海上使用的游动滑车型号为 660H500，负荷为 500 吨。 4. 游车的检查、维护、保养 渤海五号钻井培训手册 352 1) 定期检查滑车护罩 ， 防止与滑轮或钻井钢丝绳互相摩擦。 2) 为了防止游动滑车起下时摆动 ， 应安装导轨 ， 让游动滑车 (包括顶驱 )沿着导轨上下运行。 3) 检查和保养和顶驱连接的部位的磨损情况。 4) 其它同天车 5. 游动滑轮 滑轮是一经热处理的钢材或特殊合金钢制成的高强度金属盘，轮槽两边侧板起限制引导大绳的作用。 滑轮内装有锥形滚柱轴 承，轴承能围绕中心轴旋转。 中心轴一侧或两侧有用来注润滑油的黄油嘴。 滑轮槽半即为轮槽圆弧的半径，槽底直径是滑轮槽底在对角 180方向上的长度。 在使用过程中。 轮槽逐渐被磨损，一旦超过其许可磨损量，就会严重影响大绳的使用寿命。 现场上应定期检查轮槽半径。 用一种专用量规去测量轮槽的磨损是否超过允许范围，若超过这一范围就应修理滑轮。 槽底直径大小决定绕过滑轮的大绳弯曲程度的大小，弯曲程度越大，则大绳受应力越严重，越易磨损。 因此槽底直径越小，同尺寸大绳绕过滑轮弯曲程度越大，磨损大绳的可能性越高。 槽底直径是一很重要的参数， 特别对直径大的钢丝绳，直径越大，钢丝绳弹性越差，钢丝绳绕过滑轮时，钢丝与钢丝间，绳股与绳股间磨损越厉害。 六 . 顶驱 1. 定义：顶驱是一个悬挂在井架上，动力水龙头一样工作的系统。 顶驱把吊卡、大钳、水龙头和大钩结合在一起，形成一个整体。 2. 一个顶驱可以同时做以下几方面的工作：  旋转钻具  作为钻井液通道  支撑井眼中的钻具 3. 功能：  顶驱代替了转盘总成，方钻杆、方补芯普通水龙头的旋转功能。 别外，有了顶驱后在打井时能减少钻台的操作人员。 在开钻前就接好立柱，为以后节约了大量时间。  顶驱能同时起到外钳、内钳旋扣的作用，有了它也更安 全。 又因为顶驱也能起到大钳的作用，操作人员可以直接上卸扣。 因为不需要通过猫头来拉链条或钢丝绳，所以减少了不安全因素。 驱动顶驱主动轴的马达也同时给扭矩钳提供动力。 渤海五号钻井培训手册 353  有了顶驱，司钻可以一次划眼划得更长，这样，在某种程度上，减少了粘卡的发生。 因为划眼意味着旋转钻头和钻杆、循环泥浆，上下活动钻具，所以在钻具有发生粘卡趋势的时候，划眼是有帮助的。 在没有顶驱的情况下，司钻一次划眼的长度只是一根方钻杆的长度。 有了顶驱，划眼长度只受到井架高度的影响，通常超过 30米。  在顶驱中，钻柱直接与顶驱的驱动轴相连，顶驱的马达驱动此轴 来带动钻柱旋转。  顶驱中装有内防喷器，相当于普通的方钻杆上、下考克。 在钻井过程中，如果发和井涌，司钻可以通过遥控关掉内防喷器。  顶驱把多项系统集合成一个整体。 每个系统完全它自己的工作并有自己的子系统。 4. 结构 一个标准顶驱由以下几部分组合： 渤海五号钻井培训手册 354  马达和变速箱总成  导轨和框架总成  水龙头、鹅颈管  管子操作装置  平衡系统  钻井马达冷却系统  控制系统 5. 特性  顶驱设备的几个方面是独特的。 其一是内置的大扭矩电机（或电机组）。 它向旋转接头提供动力。 旋转接头又与驱动轴相连接。 靠电力液压力和机械力驱动电机或电机组。 旋转头的 一端与水龙头相接。 另一端通过驱动轴与钻柱相连。 靠旋转头内部的伞式齿轮带动驱动的根部旋转。 自由驱动轴带动钻杆旋转。  顶驱的导轨和托架也是特别的钻机拥有者将导轨固定在井架上。 顶驱沿导轨上下滑动。 导轨能够很好的稳定顶驱，在顶驱向钻柱施加扭矩时，自身不会因反力作用而扭转位置。 托架在顶驱外运动时起支持作用。  一种特殊的 S型管总成将水龙带与顶驱水龙头连在一起。 此外制造商在旋转头和顶驱的钻杆装卸部件之间安装了倾斜装置。 启动时，倾斜装置将吊卡定位从便打开吊卡碰锁将钻杆放进鼠洞。 该装置由空气提供动力推动吊环向外以便钻工锁扣吊 卡。  平衡系统能减弱顶驱与钻具接头的冲击，从而使钻具螺纹免受损坏。  顶驱系统润滑系统起冷却电机的作用。 最后由信号系统将顶驱连接到司钻房，以便于控制。 6. 检查和维护保养（详细常见所配顶驱的使用和维护材料） 七 . 转盘 1. 转盘的主要部件包括：底座、转盘和转盘补芯。 转盘其它部件有：驱动轴总成、绞车链轮、驱动轴链轮和驱动轴链轮及链条。 2. 功 能： 1) 钻井期间，把旋转运动传递给方钻杆； 2) 停钻期间，当下瓦坐在转盘内时，转盘支撑钻柱。 渤海五号钻井培训手册 355 3. 工作原理： 1) 通常由大链条连接起来的链轮来驱动转盘。 转盘驱动的方式跟自行车的两个链轮和链条传 递动力的方式一样，司钻启动转盘，来自绞车的动力带动绞车链轮。 绞车链轮通过转动的链条将动力传到驱动轴链轮。 绞车的第二个链轮将动力传到驱动轴总成。 驱动轴总成的另一端有一个小齿轮，它同转盘自身的齿圈相啮合而带动转盘。 2) 独立的转盘驱动系统。 独立的驱动系统内转盘和动力源安装在一个滑架上。 动力源可能是电动机或电马达。 如果电动机，齿轮箱和液力耦合器将动力传到转盘。 4. 尺 寸：典型尺寸从 171/2—— 491/2。 5. 承载能力：范围 100 吨－ 600吨。 通常钻机越大，转盘越大，承载能力也就越大。 6. 部件 渤海五号钻井培训手册 356 1) 壳体：铸 钢的壳体把驱动轴未端的小齿轮和转盘包起来。 盒式壳体有几项功能：首先，它使转动设备成为一个整体，这样人们可以轻易搬动和安装它。 其次，使里面的部件免受泥浆的侵蚀。 最后，壳体承担了钻柱和其它井下工具的重量。 2) 转盘的锁紧装置用来需要时停止转盘的转动，转盘里有润滑系统，其中油浴池是其一部分。 转盘上还有黄油嘴以及用黄油枪打黄油来定时保养设备。 3) 转盘：包括齿圈、密封件滚珠轴承所有这些部件组成了转动的机械装置，在其中部有个开口，它为钻杆而设计。 4) 锁紧装置：锁紧装置由转盘上的锁销和锁槽组成，用于阻止转盘转动。 5) 转盘补芯、吊具 、钻头盒补芯等。 第二节 泥浆泵及循环系统 一 . 泥浆泵 1. 作 用 泥浆泵是任何循环钻井系统中最基本的设备。 泥浆泵是泥浆循环系统的心脏。 它的作用是以压力和流量的形式将动力传递给流体 ， 把流体从泥浆池内抽出 ， 压送进钻柱后达到钻头 ， 完成高压喷射消耗掉大量能量 ， 再经环形空间返回地面 ， 通过泥浆筛和净化系统时 ， 将携带的大量岩屑分离出来 ， 最后干净泥浆重新回到泥浆池。 泥浆泵由直接相连的电马达或联动机驱动。 我公司各钻井平台的泥浆泵均为三缸单作用泥浆泵。 当用空气，天然气时，泥浆泵由空气压缩机代替，同时泥浆罐也不再需要。 2. 规 范 泥浆泵有双缸双作用泵和三缸单作用泵两种 ， 前者多用于陆地油田的小钻机和旧式钻井装置上 ， 其主要缺点是重量大、效率低。 后者用于大型钻机和海上钻井 ， 主要优点是结构简单、 重量轻、效率高。 目前海上钻机普遍安装的是三缸单作用泥浆泵 ， 主要有三种型号。 即 10P 130 、 12P160 、 F1600。 前两种型号的第一位数字表示活塞行程。 第二位 ( 中间的 ) 英文字 母代表泵 F 最后一位数字表示功率（仅取其十分之一 )。 这三种型号泥浆泵的最大排量、最大工作压力、缸套尺寸等数据设备说明书和铭牌。 3. 结 构 渤海五号钻井培训手册 357 泥浆泵就是通过电机带动链条，传动曲拐，使连杆做非匀速圆周运动，在导板和十字头的约束下转换成非匀速直线运动，活塞杆和十字头末端的中心拉杆相连，从而实现活塞的往复运动，实现抽、排液体。 泥浆泵从结构上分动力端和液力端两大部分，分界线是活塞杆和中心拉杆的接合处。 动力端基本上没有易损件，而液力端易损件较多，其寿命的长短与泥浆性能有关，与使用方法是否正确有关，与本身质量有关。 维护保养点（见泥浆泵维护保养手册）。 因活塞的运动为非匀速运动，故排出压力是变化的，为了减小三缸单作用泥浆泵排出泥浆时的压力波动 ， 每台泵 都安装有排出空气包 ， 空气包为一密闭容器 ， 底部直接与泵的排出管线相通 ， 上部为胶囊 ， 里边充满氮气 ， 注氮气的压力应保持在泥浆泵最大工作压力的三分之一，以此起到缓冲作用。 由于三缸单作用泵运转速度高 ， 波动小 ， 通常在配备上水空气包和排水空气包的同时 ， 采用 2台离心泵向三缸泵的吸入端进行灌注 ， 以提高其上水效率。 灌注离心泵多是用单独电机驱动。 此外 ， 为了防止管线堵塞或井下原因 ， 每台泥浆泵都装安全保护装置 ， 泥浆泵上的安全阀，在排水管压力超过某极限值时 ， 安全阀自动打开 ， 泥浆经过旁通管流回泥浆地 ， 保护管汇安全。 4. 泥浆泵易损件 液力端 易损件名称 损坏方式 缸套 冲蚀 缸套密封圈 冲蚀 缸套磨板 冲蚀 活塞 冲蚀 凡尔、凡尔座 冲蚀 凡尔弹簧 疲劳损坏 凡尔盖 锈蚀、冲蚀 凡尔盖密封圈 冲蚀 凡尔箱 以疲劳、冲蚀、锈蚀损坏为主 动力端 易损件名称 损坏方式 渤海五号钻井培训手册 358 传动链条及链轮 磨损 十字头及导板 磨损 辅助设备及部件 易损件名称 损坏方式 泥浆泵压力表 压力冲击、疲劳损坏 安全阀及安全阀座 保养不善，蹩泵损坏 五通钢圈槽及钢圈 锈蚀 液力端的润滑冷却泵轴封 磨损 空气包胶囊 充气压力不当，疲劳损坏 空气包胶囊压力表 压力冲击、疲劳损坏 上水空气包胶囊 充气压力不当，疲劳损坏 滤清器 堵塞、冲蚀 5. 泥浆泵日常维护 1) 由于泥浆泵的工作压力较高，所以，液力端各个部件的拆卸、安装要求必须规范，否则，其寿命很短。 比如：  凡尔座  凡尔压盖  密封圈  凡尔箱  缸套冷却润滑装置（喷嘴要调整与缸套尺寸相匹配） 2) 泥浆泵动力端分两个不相同的润滑油室：链条箱，齿轮箱。 定期更换润滑油，并用磁铁在油池底部探一下，检查有无金属屑，特别是齿轮箱。 泥浆泵齿轮箱换油，必须将泥浆泵运转一段时间，使润滑油将沉淀的物全部带起来，而后，停泵 放油。 3) 活塞喷淋冷却润滑液可用柴油和机油配制成，也可以用水加抗腐剂组成 ， 但较长时间停用泥浆泵前应使用柴油和机油的混合液。 4) 当使用两台泥浆泵时 ， 操作泥浆泵调速手轮应相互配合 ， 使两台泥浆泵的神数和压力基本一致。 5) 此外，通过“昕”、“摸”、“看”、“查”等方式 ， 通过声音、震动、温度、密封情况、螺栓紧固情况等 ， 检查泥浆泵工作状态。 渤海五号钻井培训手册 359 6. 泥浆泵的主要故障及处理方法 泥浆泵故障、原因和排除方法 故障现象 可能原因 排除方法 缸套孔和活塞橡胶件划伤 泥浆中有过量砂子和外界杂质；活塞冲程超出缸套 净化泥浆；经常检查、修正过 量冲程 缸套上出现坑点 腐蚀 使用抗蚀缸套 活塞或缸套一侧磨损 不同心 检查十字头滑动部分磨损 ,泵腔磨损、盘根盒磨损情况或活塞及缸套密封紧度是否均匀 缸套内漏 ,排量降低 活塞磨损或损坏。 某些类型活塞 失效时会引起这种损坏 更换新活塞和缸套 缸套密封区域泄漏或变形 密封压紧不够或磨损。 缸内径磨损。 紧固过量会使缸套变形 检查缸套和孔径。 看看密封是否完好。 紧固缸头前 ,拧松定位螺钉 ,缸套紧固后再拧紧定位螺钉 阀座和阀箱之间刺了 阀座背面楔入砂子和锈屑。 使用 火焊不当 ,或使用损坏了的冷缸 阀密封部位刺了 泥 浆中有外界杂质或使用新件与磨损了的金属件相配 检查所有零件磨损情况 ,更换磨损过量者 活塞杆在锥度部位断裂 泵不同心 检查杆、活塞和缸头的非均匀磨损 杆在十字头螺纹处断裂 螺母退方或杆不同心 定期更换磨损螺母 ,不要用榔头敲击杆 杆体折断 锤击杆所致 用适宜方法拆卸活塞 杆在锥端螺纹处拉断 活塞端螺母拧得过紧 使用推荐方法 杆磨损和划伤迅速 密封过紧。 套和垫圈磨损 避免被用大扭矩扳手 锥部被刺穿 装活塞时 ,锥部未清洗和干燥 采用适当的装配工艺 7. 泥浆泵安全阀 泥浆泵安全阀是保证泥浆高压循环系统安全 、设备和人身安全的重要装置，所以，必须保证安全阀在泵压达到所设定的工作压力时，准确无误的工。