北石顶驱操作手册5(4)

2.7 特殊操作

2.7.1 编码器切换

当编码器发生故障时，工控机的上位监控系统会给出相应的文字报警提示。此时，可操作【编码器切换】开关，依靠另一台编码器信号工作。具体步骤如下：

1) 将司钻台【转速设定】手轮回零，【旋转方向】开关扳到“停止”位，【操作选

择】开关扳到钻井位置，系统【系统总起】打到“关”位置。 2) 扳动一号逆变柜上的【编码器切换】开关。

3) 操作PLC柜面板【系统总起】开关到“开”，系统总起，装置进入就绪状态。 此时，请及时更换编码器或排除故障。

应定期（不超过两周）进行编码器切换，使两个编码器交替运转，确保

其性能可靠。

单电机工作时，推荐使用同一台电机上的编码器。

2.7.2 无编码器运行

当系统2台编码器全部发生故障时，可操作【无编码器运行】开关，系统切换到频率控制方式（无编码器运行）。具体步骤如下：

1) 将司钻台【转速设定】手轮回零，【旋转方向】开关扳到“停止”位，【操作选

择】开关扳到钻井位置，系统【系统总起】打到“关”位置。

2) 扳动PLC/MCC柜上的【无编码器运行】开关，系统切换到频率控制方式（无

编码器运行）；系统自动检测实际控制方式之后，PLC柜上的“无编码器运行”指示灯亮。

3) 操作PLC柜面板【系统总起】开关到“开”，系统总起，装置进入就绪状态。 此时，请及时更换编码器或排除故障。

系统在无编码器运行状态，转矩控制精度降低，且无法完成上、卸扣操

作，为确保驱动系统性能可靠，应及时修复损坏的编码器。

2.7.3 通过电气通道操作

2.7.3.1

启动PLC旁路操作

当PLC/MCC柜中的CPU发生故障不能正常运行时，应采取PLC旁路操作模式，但应尽快地更换新的CPU以保证在较短时间内恢复正常工作，具体操作步骤如下： 1) 将【系统总起】开关扳到“关”位置，司钻台所有开关复位到初始位置。 2) 将PLC/MCC柜上的【操作模式选择】开关扳到“旁路”位置，使系统切换到

PLC旁路操作模式。

3) 将液压站【液压泵启停】开关扳到“启动”位置。 4) 将【风机】开关扳到“开”位置，启动主电机风机。 5) 【系统总起】开关扳到“开”位置，驱动装置就绪。

6) 确认冷却风机启动之后，【旋转方向】开关扳到“正转”或“反转”位置，主电

机启动，主轴以固定转速按所选转向运行。

2.7.3.2

此模式下须手动操作刹车、液压泵及液压站冷却风机，“自动”位置无效。

停止PLC旁路操作模式

停止此操作模式的具体操作如下：

1) 故障恢复后，将【旋转方向】扳到“停止”位，装置停止运行。

2) 先将司钻台所有开关复位到初始位置，然后【系统总起】打到“关”位置，再

将【操作模式选择】开关打到“自动”位置。 3) 启动CPU，系统恢复到正常状态。

在PLC旁路操作模式下，可以进行简单的电磁阀操作。这种方式下，主

轴可以旋转，但顶驱装置只能按系统内部设定的转速和扭矩运行。

在PLC旁路操作模式下，系统完全脱离CPU工作，程序中所有的互锁、 报警和保护等功能都将不能实现。

在PLC旁路操作模式下，系统无安全连锁，操作人员必须谨慎操作，以 避免损坏机械设备和发生人身事故。

3 钻井作业操作步骤

3.1 起下钻作业

起下钻采用常规方式进行，配合管子处理装置，可大大减轻劳动强度，提高效率。

6.1.1下钻作业

1) 提升系统将顶驱移动到二层台位置，操作【吊环回转】，将吊环倾斜臂转到二层

台井架工指挥所需要的方向。

2) 操作【吊环倾斜】到“前倾”，使吊卡靠近二层台所要下放的钻杆处，井架工将

钻杆放置到吊卡中并扣好吊卡门闩。

3) 操作【吊环倾斜】到“后倾”，大致回到井眼中心后，操作【吊环中位】，这时

倾斜油缸处于浮动状态。

4) 提升钻柱，整个钻柱回到中位，在这过程中，钻工应用绳索拦住钻柱下端，缓

慢释放，以防碰坏钻杆接头。

5) 下放游车，将所提钻柱与转盘面钻柱对好扣。用液气大钳旋扣和紧扣。 6) 提升钻柱，起出卡瓦；下放钻柱到井口，坐实在卡瓦上。

7) 松开吊卡，【吊环倾斜】向后稍倾，离开钻杆；上提游车到二层台。重复上述动

作。

6.1.2起钻作业

1) 将主轴与钻杆连接丝扣松开后，提升顶驱；操作【吊环倾斜】“前倾”，使吊卡

扣入钻杆接头。

2) 提升顶驱，起升到二层台以上；钻台上坐放卡瓦，下放顶驱。 3) 用液压大钳卸扣。

4) 提升顶驱，操作【吊环倾斜】“前倾”，使吊卡靠近二层台，井架工打开吊卡，

将钻杆放入立根盒。

5) 操作【吊环中位】，下放顶驱到钻台上接头处。操作【吊环倾斜】“前倾”，使

吊卡扣住钻杆接头。 6) 重复步骤2－5。

起下钻过程如遇缩径或键槽，可在井架任一高度用顶驱电机与钻柱相接，立即建立循环和旋转活动钻具，使钻具通过阻卡点。

3.2 上扣操作

当下钻完毕时，钻柱下端用液气大钳将钻柱的下接头与井下钻柱对接并拧紧后，需将顶驱与钻柱连接准备循环泥浆及旋转钻进。（钻工将丝扣油涂抹在钻杆母扣上）

首先检查操作面板各操作按钮是否处在正常位置，液压源是否已启动，查看指示灯指示状态，就绪灯是否常亮。具体操作步骤见第五章。

司钻缓慢下放顶驱时，应注意观察平衡油缸的活塞杆伸出位置，

不可将顶驱的全部重量压在钻柱接头上，以防旋扣时损害丝扣。

3.3 卸扣操作

需要将顶驱与钻杆柱分离时，采用卸扣操作。具体操作步骤见第五章。

3.4 钻进工况

1) 将司钻台钻井【转速设定】手轮回零，【旋转方向】开关扳到“停止”位。 2) 操作【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）。

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在两电机同时工作。

3) 在【速度设定】零位且系统未运行时，【旋转方向】开关选择正向旋转（钻井模

式时，反向旋转无效）。手轮处于其他状态时，【旋转方向】开关动作无效。 4) 【操作选择】开关选择顶驱系统为“钻井”工作方式。【速度设定】或【旋转方

向】处于其他状态时，【操作选择】开关动作无法使系统切换为“钻井”工作方式。

5) 将【钻井扭矩限定】手轮缓慢离开零位，设定为需要的扭矩。

6) 【转速设定】手轮离开零位，驱动系统启动，并按手轮给定转速正向旋转。 7) 正常钻井工况下，当井下负载扭矩大于钻井扭矩设定值时，会放生堵转现象。

顶驱装置提供了两种方法来释放反扭矩，如下：

a) 【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，直到手轮给定值为零，钻具反转速度降为零；松开刹把，提起钻具。 b) 【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。【操作模式】开关与【旋转方向】开关位置保持不变，【刹车】开关 “松开”，钻具开始缓慢反转，司钻根据反转速度，选择合适时机操作【刹车】开关“制动”，以保证钻具接头不被甩开；重复上述过程，直到钻具反转速度降为零；松开刹把，提起钻具。

由于第2种方法取决于刹车的状态和刹车能力，并且受司钻经验影响较大，所以我们只推荐使用第1种方法释放反向扭矩，只有在驱动装置不能正常工作时可采用方法2。

释放反向扭矩时存在钻具被甩开的危险，必须严格按照操作规程进行操

作；操作中必须严格控制钻具反转速度，防止发生事故。

8) 系统在钻井工作方式需要正常停止时，将【转速设定】手轮回到零位，装置正

常降速停车。如果 【刹车】开关在“自动”位置，系统降速后自动刹车。

3.5 接单根钻进

接单根钻进程序如下：

1) 在已钻完井中的单根上坐放卡瓦，停止循环泥浆（可关闭内防喷阀）。 2) 按照第五章的步骤卸扣。

3) 提升顶驱系统，使吊卡离开钻柱接头。

4) 启动吊环倾斜机构，使吊卡摆至鼠洞单根接头处，扣好吊卡。 5) 提单根出鼠洞，收回吊环倾斜机构，使单根移至井口中心。

6) 对好井口钻柱连接扣，下放顶驱，使单根上端进入导向口，与顶驱保护接头对

扣。

7) 按照第五章的步骤用顶驱旋扣和紧扣。 8) 提出卡瓦，打开防喷阀，开泵循环泥浆。

3.6 接立根钻进

接立根钻进是DQ70BSC顶驱装置常用的钻井方式。若井架上没有现存的立根，可在钻进期间或空闲时，在小鼠洞内接好立根，为了安全，小鼠洞内的钻柱一定要垂直，以保证在垂直平面内对扣。

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