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ZJ50D技术方案1
ZJ50/3150D钻机
技术方案
2010年5月
ZJ50/3150D钻机技术方案
一、ZJ50/3150D钻机总体要求
1.钻机设计、制造依据“先进、可靠、安全、经济、实用”的原则。
2.钻机设计符合HSE要求,在防爆、防渗漏、防腐(油漆)、防潮、耐高温、防寒、防沙方面具有很高的适应性,表面作喷沙处理,并涂海洋防腐油漆。
方便检查与保养,维护。
3.钻机满足安装顶部驱动装置的要求,予留顶驱轨道安装的反扭矩梁及导轨吊耳。
4.钻机的总体布局合理,钻机设备及分块尽量考虑整体吊装运输,安装时便于调整,单件尺寸满足铁路运输和汽车运输的要求。
5.钻机配套的所有仪表为公英制(MPa、Psi);设备的铭牌为中英文对照。
6.在环境温度-35℃—+50℃可正常工作。
二、钻机技术参数
名义钻深范围:
Ф127mm钻杆3500--5000m
最大钩载3150kN
最大钻柱重量160t
绞车额定功率1100kW
绞车档数4+4R直流电机驱动无级调速
提升系统绳数12(6X7)顺穿
钻井钢丝绳直径Ф35mm
提升系统滑轮外径Ф1270mm
提升系统最大负荷3150kN
水龙头中心管通径Ф75mm
泥浆泵台数及型号2台3NB1600C
直流电机窄“V”皮带驱动
转盘开口名义直径Ф952.5mm
转盘档数2+2R无级调速
转盘独立驱动,
井架型式及有效高度“K”型,45m
底座型式双升式(即主体结构为平行四边形)
钻台高度9m
钻台面积12m×10.31m
转盘梁底面高度7.617m
动力传动方式AC-SCR-DC
发电机组CAT3512B+SR4B
机组台数×输出功率3×1305kW
柴油型号CAT3512BDITA
柴油机输出功率1749bhp
柴油机转速1500rpm
发电机SR4B
辅助发电机组台数×功率1×400kW
直流电动机台数×功率7×800kW
额定转速970r/min
电压750V
电流1150A
高压管汇Ф103mm×34.3Mpa;
留有与压井管汇接口;地面双管汇。
储气罐1.5×2+3m3(带止回阀)
气源压力1.0Mpa
三、系统说明
1.总体方案
钻机采用3台柴油发电机组(CAT3512B+SR4B)作为主动力,发出的600V50HZ交流电经SCR柜整流后变为0-750V直流电分别驱动绞车、泥浆泵和转盘的串励直流电动机。
钻井泵由2台800KW直流电机驱动,绞车由2台电机驱动,并可通过翻转链条箱、气胎离合器、万向轴驱动转盘,转盘也可由1台电机独立驱动,实现转盘混合驱动。
前开口井架,双升式底座,均利用绞车动力起升。
绞车主刹车为液压盘式刹车,带电子刹把。
泥浆泵为窄V皮带传动。
转盘独立驱动,充分考虑转盘电机的防护及通风。
2.钻机井场布置
钻机布置分五个区域:
钻台区、泵房区、动力区、泥浆循环与水罐区、油罐区。
*钻台区:
包括井架、底座、绞车、转盘、游吊系统、井口机械化工具及司钻偏房、工具房、司钻控制房、钻杆滑道(高度1070mm)及排放架、提升机等设备。
钻台上配2台50kN气动绞车,采用销子连接。
配二个10000×2800×2800mm司钻偏房。
配一个司钻控制房。
钻台上布置的井口机械化工具配置为:
ZQ100液气大钳。
组合液压站。
*泵房区:
布置有2台3NB1600C泥浆泵组、钻井液管汇等。
*动力区:
平行布置3台主柴油发电机组房和1台辅助发电机组房(含气源净化装置)形成一个整体机房,SCR(MCC)房与机组垂直靠齐摆放。
*泥浆循环及水罐区:
包括泥浆循环罐、泥浆净化设备及水罐等。
*油罐区:
包括各种油罐、泵及管线。
各区域之间油、气、水、电、仪表等连接管线全部铺设在管线槽内,上钻台管线槽采用折叠式(各管槽设置盖板)。
3.钻机主要部件技术性能及结构
1)TC315天车(符合APISpec8A/4F)
*基本参数
最大钩载(6×7轮系)3150kN
主滑轮数7个
主滑轮直径Φ1270mm
钢丝绳直径Φ35mm
*结构型式
穿绳方式为顺穿。
配一个ф610mm捞砂滑轮和两个ф360mm辅助滑轮。
配起重量为1t的起重架。
配一个5t的液气大钳的悬吊滑轮。
天车架设有安装顶驱的连接梁、耳板及安装环。
天车架设缓冲木,并加护网。
设置旗杆插座。
2)YC315游车(符合APISpec8A)
基本参数:
最大钩载3150kN
主滑轮数6
主滑轮直径Φ1270mm
适用钢丝绳直径Φ35mm
侧板为厚钢板,有足够的强度。
轴承与滑轮可与配套的天车互换。
3)DG315大钩(符合APISpec8A)
基本参数:
最大钩载3150kN
主钩口开口尺寸220mm
弹簧工作行程200mm
配有缓冲装置,钩口处装有安全装置。
4)SL-450-5两用水龙头(符合APISpec8A)
基本参数:
最大静负荷4500kN
最高转速300r/min
最高工作压力35MPa
中心管内径Φ75mm
接头下端螺纹6-5/8REG左旋
鹅颈管中心线与垂线夹角15°
水龙头带双向气动旋扣器,可对钻杆进行上、卸扣作业。
5)ZP375转盘(符合APISpec7K规范)
基本参数:
最大静载荷5850kN
通孔直径952.5mm
最大工作扭矩32362N.m
最高转速300r/min
转盘固定为V型定位块定位方式;转盘由串励电机独立驱动。
6)转盘补芯(符合APISpec7K规范)
20″(用于下20″套管)
113/4″-133/8″(用于下133/8″套管)
95/8″-103/4″(用于下95/8″套管)
23/8″-85/8″(用于下7″套管)
23/8″-85/8″(用于正常钻井)
主补芯
主补芯提环装置
补芯提环装置
51/4″滚子补芯(四销驱动)(四方)
31/2″滚子补芯(四销驱动)(四方)
7)井架
基本参数
最大钩载3150kN
有效高度(钻台面至天车梁底面)45m
二层台安装高度23.5m24.5m25.5m26.5m
二层台立根容量(127mm钻杆,28m立根)5000m(180柱)
抗风能力:
a.停钻工况(无钩载,二层台满立根)36m/s
b.保全工况(无钩载,二层台无立根)47.8m/s
c.起放井架≤8.3m/s
结构型式及附件
井架为前开口型,分为四段,各段间单双耳连接,背扇通过斜拉杆及横梁连接。
井架支脚在底座下钻台面上,井架通过人字架靠绞车动力整体起放。
井架立起后,井口左右找正通过增减井架支脚处的垫片来进行,前后找正通过人字架顶部顶丝的伸缩来进行。
井架顶部以下第二根背横梁上设两个起重量为5t的气动绞车滑轮,两滑轮间距1500mm。
井架配2个直梯(带护圈),左侧通向天车台,右侧通向二层台,配登梯助力机构,防坠落装置。
二层台
配单二层台(二层台安装2台0.5t气动绞车及气路管线,0.5t气动绞车底座高1.2m),在二层台三面设屏风墙,配二层台逃生装置。
二层台下部安装1个5吨滑轮。
配液压机械手可调式套管扶正台、死绳稳定器装置及两付起重量为2.5t的悬吊扒杆(旋转270°)。
井架配有以下附属设施:
(1)井架逃生器(进口)
(2)登梯助力器
(3)钻工防坠落装置
(4)井架起升缓冲油缸及压源液
(5)死绳护绳器和快绳稳绳器
(6)可调式套管扶正台(液压)
(7)大钳平衡重及滑道,大钳滑轮副
(8)梯子(每侧各1个、带护圈)
(9)立管台2个(其中一个为顶驱配套用)
(10)50t液压千斤顶1只、30t机械千斤顶1只
(11)放倒井架时支撑井架的可调节式支架3个(两小一大)。
(12)同顶驱反扭矩梁接触的人字架横梁做成方形结构,连接部位加强。
(13)配死绳固定器,安装在井架由大腿内侧,位置尽可能降低。
(14)配井架包装架一套。
井架立起后,应考虑设置起升大绳的存放位置。
井架要充分考虑配备顶驱、照明线路、仪表线路、气路等设备安装要求。
设计时所有固定螺栓及灯具带安全链。
8)底座
基本参数:
钻台面高度9m
转盘梁底面高度7.617m
钻台面积12m×10.31m
转盘梁最大静载荷3150kN
立根盒容量(127mm钻杆)5000M
结构型式及附件
底座为双升式结构,底座低位高度2.55m。
配2组底座供起放用的缓冲油缸。
配瓦楞坡道、紧急滑道、工具电梯。
梯子:
共3个梯子,梯子刚度足够,匀为直梯。
即前面1个;后面1个;右侧面1个。
钻台栏杆:
四方空心管,插入式固定。
底层距台面高度300mm,挡脚板高度200mm。
护链:
栏杆与栏杆之间超过300mm空部位均设护链。
钻台下方设吊装井口设备的导轨及2个20吨手动葫芦。
钻台下方设有回收泥浆的泥浆盒和导流槽。
坡道大门设两个钻杆防护立柱,采用钻杆扣连接,带三条防护链,立柱高度2m。
钻台面平齐(包括转盘、立根盒)。
钻台面铺板间隙小于15mm。
所有高于1.5m的平面底部均加150mm高的挡脚板(间隙小于14mm)。
9)司钻偏房
钻台左、右侧各配一个10000×2800×2800的司钻偏房。
*左偏房分为三间(带走道):
一间作为仪表及交流配电柜房。
设有防爆空调,留有井场电路电缆线出入接口。
一间作为钻工休息房。
配有电热板、防爆空调、记录桌、长凳(凳下做成工具箱)、可安放挂图的橱窗。
设井控司钻台和液压节流管汇控制台。
电源插接间与休息间的窗户为密封式,外设钢板护罩;门为推拉门;墙体为保温结构。
另一间摆放多功能液压站,面向钻台一侧为敞开式。
*右偏房分三间,工具间、休息间和套管钳大钳房,工具间配工具柜和钳工台;休息间房内要求同左偏房。
10)JC50D绞车
*基本参数
最大输入功率1100kW(1500HP)
最大快绳拉力340kN
提升档位4+4R
主滚筒尺寸(直径×长度)开槽Φ685×1138mm
适用钢丝绳直径Φ35mm
主刹车盘尺寸(直径×宽度)Φ1600×76mm
辅助刹车水冷式电磁涡流刹车(配防爆电源箱)
绞车由前、后两部分组成,前部装有滚筒轴、转盘中间轴、过桥轴和转盘链条箱。
滚筒轴直径φ685mm、长度1138mm,低速离合器为LT1170/250T通风式离合器。
高速离合器为LT1070/200T通风式离合器。
后部装有两个旋转式液压猫头、中间轴、输入轴、润滑系统等。
旋转式液压猫头各装在绞车左右墙板上,由组合液压源提供动力。
主刹车系统:
采用钳型盘式刹车组成。
刹车盘与刹车块常接触部位做耐磨处理。
刹车盘采用水冷却方式,滚筒轴与刹车盘内设有冷却水通道。
主刹车系统配有液压站、刹车控制机构。
左右每侧2付工作钳,1付制动钳共3付液压钳型刹车。
刹车扭矩在6Mpa时,为144kN.m,最大工作压力7.5Mpa。
并配电子司钻系统。
辅助刹车系统:
采用水冷电磁涡流刹车刹车。
绞车密封采用防油设计与材料。
*绞车传动流程
由两台电动机驱动变速轴,经齿式离合器换档与高、低速离合器组合为4个提升档位。
倒档通
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