Буровой привод NOV TDS 10S. Руководство по эксплутации и обслуживанию Условные обозначения в руководстве
 Скачать 1.86 Mb.
|
|
Раздел 3 Монтаж Монтаж верхнего привода TDS-10S Для монтажа системы на существующие буровые установки необходимы изменения в электрической, кинематической схемах, а также в конструкции. В зависимости от конкретных характеристик установки, возможные модификации могут включать в себя: • Увеличение длины стояка до 73 фут. • Замена бурового шланга (75 фут.) • Монтаж генератора электропривода переменного тока (нового или модифицированного) • Устройство крепления направляющего рельса • Устройство проушины на кронблоке для направляющего рельса • Устройство присоединительной проушина для установочного гнезда для сервисного контура / кабельных жгутов на уровне 80 фут. • Изменение расположения трубных ключей, вращателей бурильной колонны, разъемного кожуха и пусковых линий • Изменение зазора между направляющим рельсом и поясами вышки / ходовой струной талевого каната • Изменение расположения стойки для направления обсадной трубы Все вышеизложенные модификации могут не потребоваться, но все должно быть принято во внимание, в том числе общее расположение рабочей площадки буровой установки, для того, чтобы обеспечить правильный монтаж, продуктивное использование времени эксплуатации, и получение точной информации об издержках производства. Для обеспечения нормальной работы верхнего привода TDS-10S необходимо принять во внимание множество факторов; одним из важных вопросов является высота мачты / вышки. Рабочая высота и зазор между кронблоком и крюкоблоком являются двумя основным факторами, которые следует принять во внимание перед составлением заказа и монтажом вашего TDS-10S. Рабочая высота и зазор между кронблоком и крюкоблоком могут изменяться в зависимости от выбора крюка, блока, серьги, штропов элеватора, муфты. На рис. 6 показаны стандартные модули сопряжения верхнего привода и вышки. В разделе Приложение приводятся технические данные и требования к модулям сопряжения мачты / вышки. Рис. 6. Стандартные модули сопряжения верхнего привода TDS-10S и вышки Другим важным вопросом для выбора и безотказной работы является размещение верхнего привода внутри вышки / мачты. Принимая во внимание конкретные размеры внутри опор мачты / вышки, верхний привод и его направляющая система должны полностью занимать рабочую высоту. На рис. 7 приводится детализированный чертеж TDS-10S в плане. TDS-9S поставляются на транспортировочных салазках с подсоединенным трубным манипулятором PH-55. На салазках верхний привод прикреплен к верхней секции направляющего рельса. TDS-10S и салазки перемещаются на рабочую площадку с помощью крана или крюкоблока. Следование приведенным ниже указаниям позволит легко выполнить подключение и фиксацию незакрепленной секции направляющего рельса и крепление к верхним опорным кронштейнам. Как только направляющий рельс будет закреплен сверху, нижний конец направляющего рельса прикрепляется к распределительной балке и к мачте / вышке. Правильное крепление крайне важно для передачи крутящего момента от системы на конструкцию буровой установки. Также приводятся методики проверки подсистемных узлов и профилактические меры, соблюдение которых гарантирует безотказность работы установки TDS-10S. Рис 7. Чертеж TDS-10S в плане Раздел 4 Эксплуатация Интерфейс и пульт управления бурильщика Панель изготавливается из нержавеющей стали 300 серии, в ней установлены герметично встроенные кнопки управления и индикаторные устройства большого размера; конструкция панели предусматривает очистку методом наддува и соответствие требованиям опасных зон. По просьбе заказчика панель может быть поставлена с взрывобезопасными соединителями Pyle-National. Дроссельный переключатель Конструкция дроссельного переключателя аналогична конструкции переключателей, используемых в стандартных системах выпрямителей SCR. Для предотвращения возможных повреждений, переключатель изготовлен из прочного материала и снабжен встроенными стопорными устройствами. Управление крутящим моментом Два потенциометра ограничения крутящего момента используются для установки пределов крутящих моментов при свинчивании и развинчивании трубных соединений. Потенциометр ограничения крутящего момента при бурении дает возможность бурильщику установить максимальный выходной крутящий момент на верхнем приводе в соответствии с диаметром используемого бурового инструмента. Потенциометр ограничения крутящего момента при свинчивании устанавливает крутящий момент, когда для свинчивания соединений используются буровые двигатели верхнего привода TDS-10S Переключатели и кнопки управления Переключатели и кнопки управляют следующими функциями: Выбор режима работы: Бурение, Вращение, Крутящий Момент Наклон штроп Тормоза буровых двигателей переменного тока Предохранительный зажим Вращающийся адаптер штроп Дистанционно управляемый встроенный противовыбросовый клапан Выбор направления вращения бурового инструмента: вперед/обратно Аварийная остановка Режим Stand Jump (Ожидание) (по выбору заказчика) Рис 8. Электрический интерфейс Световые индикаторные устройства Световые индикаторные устройства служат для указания следующих состояний: Падение давления гидравлической жидкости Перегрев бурового двигателя Неполадки в работе охлаждающего устройства Встроенный противовыбросовый клапан закрыт Тормоз включен Неполадки в работе привода Рис. 9. Стандартный пульт управления бурильщика TDS-10S Varco (VDC) Система управления Varco Интерфейс бурильщика связан с частотно-регулируемым приводом (ЧРП). ЧРП расположен в помещении с регулируемым характеристиками окружающей среды. Интерфейс бурильщика, объединенный с ЧРП, включает в себя следующие элементы: • Управляющие логические схемы для системной блокировки • Пускатели для электродвигателей вентилятора и масляного насоса • Блок управления работой трубного манипулятора • Блок питания для соленоидов TDS-10S и индикаторных устройств VDC • Инвертор переменного тока • Программируемый логический контроллер (ПЛК) Связь между интерфейсом бурильщика и ЧРП осуществляет по обычной шине передачи данных. Изменения функций вводятся стандартными средствами программирования, используемыми для систем верхнего привода Varco. Интерфейс бурильщика получает входной сигнал от органов управления на пульте бурильщика, обрабатывает эту информацию с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК). ПЛК контролирует срабатывание электродвигателя системы охлаждения, соленоидных клапанов, тормозов, функций вставного противовыбросового клапана, а также датчиков. Контроллер считывает информацию с датчиков и срабатывает как блокирующее устройство для предотвращения неумышленных операций. Он уведомляет бурильщика о рабочем состоянии TDS-10S и предоставляет диагностику любого нештатного рабочего состояния. Инвертор переменной частоты (VFI) Инвертор переменной частоты (VFI) состоит из трех основных узлов: Выпрямитель и фильтр шины постоянного тока Поступающий в эту секцию трехфазный переменный ток преобразуется в постоянный и фильтруется конденсаторами шины переменного тока. Таким образом осуществляется подача не содержащего пульсаций напряжения 740 В постоянного тока на вход инвертора. Альтернативно, на инвертор может подаваться напряжение из источника напряжения 740 В постоянного тока с обходом контура выпрямителя. Силовые блоки Для регулятора скорости вращения электродвигателя переменного тока требуется напряжение с переменной частотой. Для этого напряжение постоянного тока преобразуется в форму выходного сигнала, состоящую из последовательности импульсов. Длительность каждого импульса контролируется таким образом, что основная гармоника напряжения, подаваемое на электродвигатель переменного тока, имеет нужные частоту и амплитуду. Техника использования импульсов для создания формы сигнала, поступающего на электродвигатель в виде синусоиды, называется широтно-импульсной модуляцией или ШИМ. Секция управления Секции управления осуществляют контроль над функционированием буровых двигателей, принимают сигналы, поступающие от дроссельного переключателя и ограничителя крутящего момента системы управления TDS-10S, а также управляют противопожарным контуром силовых блоков. Бурильщик управляет скоростью вращения буровых двигателей при помощи ручного дроссельного переключателя. Переключатель передает сигналы об изменении частоты и напряжения на двигатель. Так как буровой двигатель является синхронным, скорость его вращения прямо пропорциональна частоте (т.е. частота 20 Гц соответствует скорости 600 об/мин, частота 40 Гц – 1,200 об/мин). Одним из величайших преимуществ частотно-регулируемого привода является качество управления скоростью и крутящим моментом. Этот инструмент позволяет точное регулирование скорости вращения бурового инструмента во всем рабочем интервале. Рис. 9. Преобразование мощности переменного тока в переменную частоту Сервисный контур TDS-10S имеет встроенную гидравлическую систему и, следовательно, ему не требуется гидравлический сервисный контур. Это делает систему верхнего привода TDS-10S более рентабельной и повышает безопасность участка работ. В TDS-10S предусмотрено три электрических сервисных контура. Один контур состоит из четырех кабелей 313 MCM (три подают мощность на буровые двигатели, один для заземления). Один контур представляет собой комбинированный кабель, содержащий проводники для датчиков и управления привода (соленоидным). Третий контур подает питание на маломощные электродвигатели переменного тока и обогреватель приводов. Бурение Бурение трехтрубками Это стандартный режим бурения при использовании TDS-10S. Трехтрубки могут собираться в различных местах. На буровых, перемещающихся на салазках и используемых для бурения многих скважин, бурильные трубы могут оставляться на мостках (rack) и использоваться для бурения последующей скважины. В случае отсутствия трехтрубок, рекомендуется собирать их двумя следующими способами. Первый - это оставить некоторое количество трехтрубок на вышке при спуске завершить спуск однотрубками. Оставить достаточное количество трехтрубок на вышке с учетом срока службы долота. Вторым способом является скрепление трехтрубок во вспомогательном шурфе при бурении или во время простоя буровой. В целях безопасности лучше всего использовать направляющий вспомогательный шурф, так как в нем возможно ставить инструмент в вертикальном положении, что упрощает скрепление соединений. Обратите внимание на то, что соединения нужно просто свинтить перед тем, как двигатель верхнего привода приложит к ним крутящий момент затяжки. При бурении трехтрубками выполняются следующие действия: 1. Пробуриться установленной свечой и установить клинья. 2. Отсоединить предохранительный переводник с помощью двигателя верхнего привода и челюстей захвата трубного манипулятора. 3. Раскрепить соединение с помощью бурового двигателя. 4. Поднять блок верхнего привода. 5. Верховой захватывает свечу элеватором, а помбуры устанавливают верхний конец трубы в муфту нижней. 6. Опускать блок верхнего привода, устанавливая верхний конец трубы в посадочную направляющую до тех пор, пока ниппель предохранительного переводника не зайдет в муфту. 7. Свинтить и закрепить соединения буровым двигателем (должен быть установлен момент затяжки). Пользуйтесь задерживающим ключом для противодействия крутящему моменту. 8. Выдернуть клинья, включить буровые насосы и начать бурение. Рис. 12. Бурение трехтрубками Спуско-подъемные операции Спуско-подъемные операции выполняются обычным способом. Механизм наклона штроп может быть использован для наклона элеватора к верховому, чтобы ему было легче захватить элеватором трубу, сократив при этом время на СПО. Механизм наклона штроп имеет регулируемую фиксацию промежуточных положений, для расположения элеватора на удобном рабочем расстоянии от площадки верхового. Промежуточное положение фиксации наклоняет штропы так, чтобы элеватором можно было бы достать вспомогательный шурф. В случае прихвата при подъеме инструмента, необходимо произвести вращение колонны буровым двигателем на любой высоте вышки. Необходимо немедленно начать циркуляцию и вращение для выхода из прихвата. Разбуривание скважины снизу вверх Система TDS-10S позволяет разбуривать ствол необсаженной скважины с целью предотвращения прихвата труб и уменьшения образования жёлоба в стенках ствола скважины, без помех для установки свечей в вышку при обычных спуско-подъемных операциях, то есть, нет необходимости работать с одиночными трубами. Это обеспечивается возможностью верхнего привода и захвата раскреплять свечи высотой 93 фут на вышке / мачте. Разбуривание производится в следующем порядке (рис. 13): 1. Не прекращая циркуляции и вращения, поднимать блок до появления из скважины третьего соединения 2. Остановить циркуляцию и вращение и установить клинья. 3. Раскрепить свечу на уровне пола буровой и открутить с помощью бурового двигателя. 4. Используя двигатель верхнего привода и захвата, открепить буровой двигатель от верхней секции свечи, затем открутить его. 5. Элеватором бурильных труб подхватить свечу. 6. Отвести свечу на мостки. 7. Опустить верхний привод на пол буровой. 8. Вставить буровой двигатель в муфту, начать вращение и подать крутящий момент; челюсти захвата должны зажимать муфту. 9. Возобновить циркуляцию и продолжать разбуривание. Рис. 13. Разбуривание скважины снизу вверх Контроль внутрискважинного давления TDS-10S может быть соединен с колонной на любой точке вышки. В процессе бурения верхний встроенный противовыбросовый клапан, управляемый дистанционно, всегда находится в свече в полной готовности к использованию. Нижний противовыбросовый клапан такого же типа, что и верхний клапан с единственным исключением, что верхний клапан управляется вручную с помощью гаечного ключа. Оба клапана остаются в колонне и, следовательно, всегда готовы к использованию при подсоединении TDS-10S к бурильной колонне. Для прикрепления фонтанной арматуры к бурильной колонне можно снять раму гашения крутящего момента с бурильной колонны, раскрыв зажимной цилиндр. После снятия нижнего клапана с верхнего клапана нижний клапан остается подключенным к бурильной колонне для осуществления контроля за скважиной. В компоновку TDS-10S включены переводники для подсоединения бурильной колонны к нижнему клапану. Для контроля внутрискважинного давления во время СПО необходимо выполнить следующие действия (рис. 14): 1. При первых признаках выброса, установить клинья на ближайшее соединение и посадить TDS-10S в бурильную свечу. 2. Осуществить вращение и закрепление соединения. 3. Закрыть верхний встроенный противовыбросовый клапан Теперь верхний противовыбросовый клапан держит внутреннее давление в трубах величиной до 15 000 psi. Если появится необходимость продолжить спуск в скважину ударного клапана или какой-либо еще контрольный инструмент, можно использовать нижний противовыбросовый клапан для упрощения операции. В этом случае необходимо выполнить следующие действия: 4. Опустить свечу к полу и повторно установить клинья. 5. Вручную закрыть нижний встроенный противовыбросовый клапан. 6. Используя вспомогательную лебедку, отвести цилиндр захвата гасителя крутящего момента, обеспечив тем самым возможность установки ключей (Рис.3-10). 7. Снять нижнее и промежуточное запорные устройства буровых замков 8. Буровыми ключами открепить нижний встроенный противовыбросовый клапан и предохранительный переводник от верхнего клапана 9. Установить в верхней секции нижнего встроенного противовыбрососвого клапана соответствующую переходную крестовину, обратный клапан или переходник для циркуляции 10. Продолжить процедуру контроля давления Рис. 14. Контроль внутрискважинного давления с помощью трубного манипулятора PH-55 Спуск обсадной колонны Для операций с обсадными трубами необходимо использование удлиненных штроп элеватора (180 дюймов), которые обеспечивают необходимый зазор для цементирующей головки под ключом высокого момента трубного манипулятора. Для наполнения обсадной колонны при спуске, присоединить короткий отрезок шланга к переходнику в трубном манипуляторе. Для запуска и остановки потока использовать дистанционного управляемый верхний встроенный противовыбросовый клапан. Раздел 5 Техническе характеристики Общие положения Трансмиссия 13.1:1 высокий момент/низкая скорость, или опция 4.8:1 низкий момент / высокая скорость, двухступенчатая косозубая цилиндрическая передача Смазка трансмиссии Pressure fed, filtered Вращающаяся головка Infinitely positionable Вес системы 18 000 фунт Параметры бурения Скорость вращения при бурении от 0 до 182 об/мин непрерывно Крутящий момент при бурении 20 000 фут-фунт макс. при непрерывном режиме (27 115 Нм) Крут. момент при раскреплении 36 500 фут-фунт макс. прерывистый режим. Мощность при бурении в л.с 350 макс, нерерывный режим Статический тормоз 35 000 фут-фунт (47 455 Нм) Номинальные характеристики При подъеме лебедкой 250 тонн, API-8C, PSL-1 При бурении (вращении) 250 тонн Промывочное отверстие (ведущий вал) 5,000 psi, раб. давление в холл. состоянии (3 дюйма) Буровой электродвигатель Тип асинхронный переменного тока, принудительное воздушное охлаждение. Номинальная мощность 350 л.с. Номинальная скорость вращения 1 200 об / мин Максимальная скорость вращения 2 400 об / мин Макс. крут. момент (непрерывн) 1 550 фут-фунт Макс. крут. момент (непрерывн) 2 790 фут-фунт Трубный манипулятор (PH-55) Макс. крутящий момент 50 000 фут-фунт при 2 000 psi Бурильные трубы (внешн. диаметр) от 2 7/8 до 5 дюйм (бур. замок от 4 in. through 6 5/8 in. OD tool joint) Верхний ПВ клапан (дист.) 6 5/8 дюйм, правосторонн. внутр. резьба API Reg. Нижний ПВ клапан (ручн.) 6 5/8 дюйм, правосторонн. внутр. и наружн. резьба API Reg (опция) Ном. давление ПВ клапанов 15 000 psi (раб. давление в холл. состоянии) Штропы элеватора 175 тонн, 250 тонн, или 350 тонн, API, длина 96 дюйм. (опция 108 дюйм) Раздел 6 Приложение TDS-4S Грузоподъемность 650 т Электродвигатель постоянного тока мощностью 1 100 л.с Выходной крутящий момент Верх 29,100/низ 45,000(LO) фут- фунт IDS-1 Грузоподъемность 500 т Электродвигатель постоянного тока мощностью 1,000 л.с. Выходной крутящий момент 34,000 фут-фунт TDS-10S Грузоподъемность 250 т Электродвигатель переменного тока мощностью 350 л.с. Выходной крутящий момент 20,000 фут-фунт Сравнение систем верхнего привода Varco Электродвигатель переменного тока, 350 л.с. Трансмиссия 13.1:1 (стандарт) Скорость вращения бурильной трубы (об / мин) Внешняя характеристика TDS-10S (13.1:1) К ру тя щ ий момент б ур . тр убы ( фу т- фу нт ) Электродвигатель переменного тока, 350 л.с. Трансмиссия 4.8:1 (опция) Скорость вращения бурильной трубы (об / мин) Внешняя характеристика TDS-10S (4.8:1) К ру тя щ ий моме нт б ур . тру бы ( фу т- фу нт ) Технические данные верхнего привода Основные интерфейсы мачты TDS-10S TDS-10S Буровая система верхнего привода Техническое обслуживание и устранение неполадок Условные обозначения в руководстве В данном Руководстве используются условные обозначения, помогающие читателю быстрее найти ключевую информацию и детальное описание. Описание оборудования с приведенными графическими иллюстрациями дает лучшее представление об оборудовании и его составных узлах. Информация, касающаяся возможного травматизма персонала буровой бригады и повреждений оборудования, появляется на страницах данного руководства. Она выделена таким образом, чтобы привлечь внимание читателя к важной информации, предупреждению или примечанию. Примеры приводятся ниже. Просьба с особым вниманием подходить к важным сообщениям такого рода. Обозначает рекомендацию относительно правил эксплуатации или обслуживания, не несущих опасности травм персонала или ущерба оборудования Обозначает рекомендацию, относящуюся к возможному повреждению оборудования. Обозначает рекомендацию, относящуюся к существующей возможности получения травм персоналом буровой бригады. Для предотвращения травм персонала и повреждения оборудования необходимо ознакомиться с настоящим руководством, а также с соответствующими материалами, перед началом работ по эксплуатации, осмотру и обслуживанию оборудования Иллюстрации На рисунках дается графическое представление о составляющих элементах оборудования, используемое для идентификации деталей или создания системы условных обозначений на иллюстрациях. Система измерений на иллюстрациях представлена в дюймах (in.) и миллиметрах (mm). Если вам нужна более конкретная информация по конструкции вашей буровой установки, см. Указатель чертежей в разделе Чертежи, где будет указан номер технологического чертежа. Расположение материала В настоящей папке содержится несколько раздельных частей, каждая из которых может быть отделена для удобства чтения. Сервисные центры Varco Если вам нужна техническая помощь, то на задней стороне обложки данного Руководства приведен полный список центров сервисной поддержки в разных странах мира. |