扭力扳手的使用方法及注意事项
扭矩扳手的工作原理
什么是扭矩?
扭矩是反映机械特性的重要综合指标,是动力机械外部特性的主要参数。
紧固件的扭矩主要是造成机械元件单边受力,产生径向力的扭矩。在机械行业,以往紧固件的扭矩质量取决于操作人员的工作经验,存在扭矩过大或过小的现象,不能满足紧固件的紧固要求。根据工作经验,熟练工人在施加 M6 ~M8紧固件的扭矩时,由于工作习惯,很容易利用腕力和肘力造成扭矩过大。在施加M16以上紧固件的扭矩时,使用全身的力和体重的力时仍然难以控制,容易出现扭矩不足的现象。只有施加M10~M12紧固件的扭矩,才能轻松控制肩部力和上身力,拧紧扭矩值也能轻松满足要求。因此,为了保证紧固件的扭矩质量,扭矩扳手被广泛应用于各种机械行业的紧固过程中。在汽车维修中,扭矩扳手主要用于装配具有规定扭矩值的螺栓和螺母,如气缸盖、连杆、曲轴主轴承等处的螺栓。
扭矩扳手的种类
扭矩扳手有很多种,按结构和用途可分为机械式、电子式、电动式、气动式等。根据应用场合可分为定值式、可调式、表盘式、数显式等不同形式。常用手动扭矩扳手的分类如图2所示。
其中,信号扭矩扳手主要用于生产线的扭矩控制,直读扭矩扳手主要用于扭矩质量检测。信号扭矩扳手
信号扭矩扳手的主要结构
可调扭矩扳手和预设扭矩扳手的结构除了固定值不同之外都是一样的。根据不同的工作条件,这种扭矩扳手头除棘轮式外,还设计有各种尺寸的开口头、可更换的开口头、梅花头和可更换的梅花头。信号扭矩扳手的工作原理
套筒连接到棘轮上。当套筒与螺栓或螺母连接,用手拉动扭矩扳手时,扭矩扳手的连杆产生相反的扭矩。当扭矩等于或大于主弹簧预设的扭矩时,扳机会滑动,弹射器会撞击套管壁,发出“咔哒”信号。松开手,当扭矩小于主弹簧预设的扭矩时,扳机向原来的方向滑动,回到原来的状态。反复施加扭矩。
定值扭矩扳手
定值扭矩扳手是可调节和预设的。
可调定值扭矩扳手的优点是不需要预设扭矩值,在范围内可以任意选择。
缺点:精度保证能力差,容易超差,对操作人员要求高。
主要用于维修,以及使用频率低,控制点多的场合。
预置扭矩扳手具有精度保证能力强、经久耐用的优点。
缺点:需要专业人员使用设备提前设定扭矩值,一次只能预设一个值。
主要适用于批量生产的生产线。
共同点
优点:体积小,有报警功能,使用方便。
缺点:当达到扭矩时,对操作员的要求很高
转动力矩必须平稳施加,但不能用力过猛,以免造成较大误差。
直读扭矩扳手
直读扭矩扳手直读扭矩扳手的工作原理如下。
套筒连接到扭矩体。当套筒与螺栓或螺母连接,用手拉动扭矩扳手时,扭矩体的连杆产生相反的转动扭矩,同时带动扇形齿轮转动。扇形齿轮带动小齿轮转动,小齿轮带动轴端的指针,指针带动从动指针。当旋转扭矩停止时,从动指针在刻度盘上指示相应的扭矩值。h tt ps://@2019
1、扭矩扳手的用途:机械类行业中某些螺栓需要使用特定的扭矩进行拧紧,既保证不会松动也不会因为拧的过紧而失效。
2、扭矩扳手有不同的量程,根据不同的要求选用合适量程的扭矩扳手。
3、扭矩扳手使用时,先将底部的旋紧按钮扭开
4、观看主读数口
5、根据实际需要的扭矩转动其下部的旋转调节部分
6、此为主读数口最小刻度的细分,每格为1Nm,不同的扭矩扳手不一样,道理是一样的。
扭矩扳手的用法:扳手是一种用于旋转汽车螺栓或螺母的工具。扳扳手要用拉力,推扳手很危险;可用扭矩扳手拧紧螺栓,拧紧前应将螺栓清洗干净并润滑;用扭矩扳手拧紧螺栓时,用力要均匀,不允许有冲击力。扭矩扳手的具体使用方法:(1)所用扳手的开口尺寸必须与螺栓或螺母的尺寸一致。扳手开口过大,容易滑落,损坏螺丝的六角。进口车维修中,注意扳手公制的选择;各种扳手的使用原理,大部分是套筒扳手,其次是梅花扳手,开口扳手,最后是活动扳手;(2)为避免扳手损坏和滑脱,拉力应施加在开口较厚的一侧,对于受力较大的活动扳手应特别注意,防止开口呈“八”字形,损坏螺母和扳手;(3)扭矩扳手是根据人手的力量设计的。当遇到螺纹较紧的零件时,不允许用扳手锤击;除了套筒扳手,其他扳手基本都不能套施力杆,防止损坏扳手或螺纹接头;(4)使用扭矩扳手时,听到“砰”的一声,这是最合适的时候。
在使用前首先要明确一个概念--扭力扳手是一种仪器。所以当你使用仪器时需要注意什么?轻拿轻放,避免震动。另外还要知道紧固件的预紧力是什么概念。具体关于扭力扳手的使用,有些扳手是只允许向一个旋紧,一般在扳手上会有图示。反向使用会造成损坏。还有当使用以弹簧调节扭力的扭力扳手时,使用完毕需将扭力设置为最小,以免长时间造成弹簧拉伸疲劳,影响扳手精度。还有一点很重要的是,在旋紧过程中,一定是要一次旋到听到提示声。不要小角度多次旋,这样会造成预紧力不够。扭矩扳手的用途:机械类行业中某些螺栓需要使用特定的扭矩进行拧紧,既保证不会松动也不会因为拧的过紧而失效。扭矩扳手有不同的量程,根据不同的要求选用合适量程的扭矩扳手。扭矩扳手使用时,先将底部的旋紧按钮扭开观看主读数口根据实际,需要的扭矩转动其下部的旋转调节部分,此为主读数口最小刻度的细分,每格为1Nm,不同的扭矩扳手不一样,道理是一样的。所选用的扭力扳手的开口尺寸必须与螺栓或螺母的尺寸相符合,扳手开口过大易滑脱并损伤螺件的六角,在进口汽车维修中,应注意扳手公英制的选择各类扳手的选用原则,一般优先选用套筒扳手,其次为梅花扳手,再次为开口扳手,最后选活动扳手。为防止扳手损坏和滑脱,应使拉力作用在开口较厚的一边,这一点对受力较大的活动扳手尤其应该注意,以防开口出现 “八 ”字形,损坏螺母和扳手。扭力扳手是按人手的力量来设计的,遇到较紧的螺纹件时,不能用锤击打扳手除套筒扳手外,其它扳手都不能套装加力杆,以防损坏扳手或螺纹连接件。扭力扳手使用时,当听到“啪”的一声时,此时是最合适的。
扭力扳手使用方法:
1、根据螺栓或者螺帽所需要的扭矩值,来确定预设的扭矩值,一般车辆轮胎螺丝的扭矩是110-150N·m,具体最好参考一下你的车辆使用手册;
2、在预设扭矩值的时候,要把扭力扳手手柄上面的锁定环给往下拉,并且旋转手柄,将微分刻度线数值和标尺主刻度线调节到所需要的扭矩值;
3、调节完成之后,就可以松开手柄上面的锁定环,手柄就会自动锁定了;
4、使用相应规格的套筒安装挂在扳手方榫,再把紧固件给牢牢套住,最后缓慢对手柄进行用力。在用力的时候一定要按照标明的牵头方向进行,拧紧到发出咔哒的信号时,就可以停止用力了。
扭力扳手刻度读数方法
扭力扳手是带表扭力仪器,那么直接读取指针上面的数值就是测量得到的数据值。如果扭力扳手是套筒并且有副刻度指示器,就应该先读取主刻度上面的刻度值,然后再把微分筒或者副刻度上面的刻度值,得到的结果就是测量数据值。
扭力扳手的注意事项:
1、不需要使用扭力扳手的情况下,要把扳手的扭力值调节到最小,并且装进指定的盒子里面;
2、不可以私自将扭力扳手给拆开,如果拆开的方法不正确,就会造成内部结构出现损坏,最终扭力扳手无法使用;
3、不可以使用丙酮或者其它溶液对扳手进行清洗,要清洗扳手就可以使用少量酒精和干净毛巾。
扭力扳手使用方法:
扳手为旋转汽车螺栓或螺帽的工具。扳手扳转时应该使用拉力,推转扳手极易发生危险;扭力扳可用于松紧螺栓,螺栓旋紧前应先将螺栓清洁并上润滑油;使用扭力扳手旋紧螺栓时应均匀使力,不得利用冲击力。
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使用力扳手时,首先根据测量工件的要求,选择范围适中的扭矩扳手。
测量的扭矩值不应小于正在使用的扭矩装置范围的20%小扭矩部位的加固不宜使用过大的范围,小范围的扭矩装置不宜超范围使用。
当扭矩值预设后,拉下扳手手柄上的锁环,同时转动手柄,将主刻度和差动刻度的值调整到所需的扭矩值调整后,松开锁环,手柄会自动锁定。
1、单头呆扳手和双头呆扳手:
用于紧固或拆卸六角头或方头螺母螺栓,单头单种规格,双头双种规格。
2、梅花扳手和单头梅花扳手:
只适用于六角头螺母螺栓,因为是弯头,特别适用于地位较狭小、位于凹处、不能容纳呆扳手的工作场合。还有弯柄梅花扳手,解决了部分特殊环境的使用问题。
3、棘轮梅花扳手:
与梅花扳手的外形、功能相同,不同之处是带一个棘轮环,可以在使用的时候直接在螺母上转,就能上或者下螺母;普通扳手在一些角落使用的时候转到一定角度就必须拿下来调整再转。但也有它的缺点,不能有很高的扭矩,并且使用的时候不能用力过猛,否则里面的齿轮与卡块容易损坏。
4、两用扳手:
一端呆扳手、一端梅花扳手。
5、敲击呆扳手和敲击梅花扳手:
与单头呆扳手和单头梅花扳手相同,柄端还可以作锤子敲击用。
6、活扳手:
开口宽度可在一定尺寸范围内进行调节,能拧转不同规格的螺栓或螺母。
7、管活两用扳手:
活动钳口一端制成平钳口,一端制成带有细齿钳口,按下蜗杆,可自由调换钳口位置。
8、内六角扳手:
紧固或拆卸内六角螺钉。分为平头、球头、米字三种。
9、扭力扳手:
一般配合套筒使用,表盘式/指针式扭力扳手在拧转螺栓或螺母时,能显示出所施加的扭矩,预置式扭力扳手可以设定规定的扭矩,当施加的扭矩到达规定值后,会发出光或声响信号,适用于对扭矩大小有明确规定的场合。也可以定做扳手头,变成活动头、开口头等等。
10、钩形扳手/月牙扳手/圆螺母扳手:
紧固或拆卸圆螺母。
11、套筒扳手:
分手动和气动,以手动套筒扳手应用较广,由各种套筒头、传动附件和连接件组成,具有紧固或拆卸六角头螺栓螺母的功能,特别适用于空间狭小或深凹的场合。手动套筒扳手的配件如下:
(1)棘轮扳手
(2)滑行杆:滑行头的位置可以移动,调整力臂大小。
(3)快速摇柄:利用弓形柄部可以快速连续旋转。
(4)弯柄
(5)转向手柄:可以旋转,在不容角度范围内旋动。
(6)万向接头:与转向手柄相似。
(7)接杆/伸长杆:可旋动更加深凹处的螺母螺栓。
(8)接头:连接不同尺寸带方孔和方榫的接杆、套筒等。
(9)套筒头:有六孔和十二孔之分。
(10)旋具套筒:可把套筒扳手变成各种规格的旋具(螺丝刀)使用。
所谓的顶驱,就是可以直接从井架空间上部直接旋转钻柱,并沿井架内专用导轨向下送进,完成钻柱旋转钻进,循环钻井液、接单根、上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的钻井机械设备。
见图:它主要有三个部分组成:导向滑车总成、水龙头-钻井马达总成和钻杆上卸扣装置总成。
该系统是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一。经实践证明:这种系统可节省钻井时间20%到30%,并可预防卡钻事故,用于钻高难度的定向井时经济效果尤为显著。
3顶部驱动系统的研制过程:编辑
1、钻井自动化进程推动了顶部驱动钻井法的诞生。
二十世纪初期,美国首先使用旋转钻井法获得成功,此种方法较顿钻方法是一种历史性的飞跃,据统计,美国有63%的石油井是用旋转法钻井打成的。
但在延续百多年的转盘钻井方式中,有两个突出的矛盾未能得到有效的解决:其一、起下钻时不能及时实现循环旋转的功能,遇上复杂地层或是岩屑沉淀,往往造成卡钻。其二、方钻杆的长度限制了钻进的深度(每次只能接单根),降低了效率,增加了劳动的强度,降低了安全系数。
二十世纪七十年代,出现了动力水龙头,改革了驱动的方式,在相当的程度上改善了工人的操作条件,加快了钻井的速度以及同期出现的“铁钻工”装置、液气大钳等等,局部解决了钻杆位移、连接等问题,但远没有达到石油工人盼望的理想程度。
TDS-3SB
二十世纪八十年代,美国首先研制了顶部驱动钻井系统TDS-3S投入石油钻井的生产。80年代末期新式高扭矩马达的出现为顶驱注入了新的血液和活力。TDS—3H、TDS—4应运而生,直至后来的TDS-3SB、TDS-4SB、TDS-6SB。
二十世纪九十年代研制的IDS型整体式顶部驱动钻井装置,用紧凑的行星齿轮驱动,才形成了真正意义上的顶驱,既有TDS到IDS,由顶部驱动钻井装置到整体式顶部驱动钻井装置,实现了历史性的飞跃。
2、挪威DDM-HY-650型顶部驱动钻井装置:
最大载荷6500kN,液压驱动,工作扭矩为55kN.m,工作时最大扭矩为63.5kN.m,工作转速为130—230r/min,液压动力压力为33MPa,排量1600L/min,水龙头吊环到吊卡上平面的距离为6.79米,质量17吨。
3、加拿大8035E顶部驱动钻井装置:
额定钻井深度5000米,额定载荷3500kN,输出功率670kW,最大连续扭矩33.10kN.m,最高转速200r/min,质量为8.6吨。最低井架高度要求39米。
4、美国ES-7型顶部驱动钻井系统:
采用25kW直流电机驱动钻柱,连续旋转扭矩34.5kN.m,间歇运转扭矩41.5kN.m,额定载荷5000kN,最高转速300r/min,钻井液压力35.1MPa,系统总高7.01米,质量8.1吨。
5、国产DQ-60D型顶部驱动钻井装置。
额定钻井深度6000m,最大钩载4500kN,动力水龙头最大扭矩40kN.m,转速范围0—183r/min,无级调速;直流电机最大输出功率940kw;倾斜臂最大倾斜角,前倾30°,后倾15°;回转半径1350mm;最大卸扣扭矩80kN.m;上卸扣装置夹持钻杆的范围Ø89—Ø216mm(3½—8½ in)。
4顶部驱动钻井装置的结构:编辑
(一)、 顶部驱动钻井装置主要有以下部件和附件组成:
1、水龙头--钻井马达总成(关键部件);
2、马达支架/导向滑车总成(关键部件);
3、钻杆上卸扣总成(体现最大优点的部件);
4、平衡系统;
5、冷却系统;
6、顶部驱动钻井装置控制系统;
7、可选用的附属设备。
顶部驱动钻井装置的主体部件,主要包括:
1、钻井马达;
2、齿轮箱;
3、整体水龙头;
4、平衡器。
钻井马达的冷却系统:
马达的冷却为风冷。
1、近距离安装鼓风机
2、加高进气口的近距离安装鼓风机
3、远距离安装鼓风机近距离就是近距离向马达提供冷却风,取风高度在马达行程最低点距离钻台6米以上。
远距离安装鼓风机:
在不能保证提供安全冷却空气的情况下,例如:井架为密闭式的即可采用直径8in软管冷却系统,且鼓风机马达为40hp(比近距离安装提高了一倍),马达安在二层平台,从井架外吸进空气,增加的马力用于驱使空气流过较长的进气软管。
(二)、导向滑车总成
整个导向滑车总成沿着导轨与游车导向滑车一起运动。当钻井马达处于排放立根的位置上时,导向滑车则可作为马达的支撑梁。导轨有单轨和双轨两种。
(三)、钻杆上卸扣装置
主要组成部件:
1、扭矩扳手
2、内防喷器和启动器
3、吊环连接器和限扭器
4、吊环倾斜装置
5、旋转头
扭矩扳手总成提供钻杆的上卸扣的手段。他位于内防喷器下部的保护接头一侧,他有两个液缸在扭矩管和下钳头之间。
钳头有一直径为10in的夹紧活塞,用以夹持与保护接头相连接的钻杆母扣。范围:3½in--7⅜in。
钻杆上卸扣装置另有两个缓冲液缸,类似大钩弹簧,可提供丝扣补偿行程125mm。
内防喷器是全尺寸、内开口、球型安全阀式的。带花键的远控上部内防喷器和手动的下部内防喷器形成井控防喷系统,内防喷器采用6⅝in正规扣,工作压力为105MPa。
吊环倾斜装置:
有两种功用:
1、吊鼠洞中的单根。
2、接立柱时,不用井架工在二层台上将大钩拉靠到二层台上。若行程1.3米的倾斜装置不能满足要求则可选择2.9米的长行程吊环倾斜装置。
平衡系统的主要作用是防止上卸接头扣时螺纹的损坏,其次在卸扣时可帮助公扣接头从母扣接头中弹出,这依赖于它为顶部驱动钻井装置提供了一个类似于大钩的152 毫米的减震冲程。是因为使用顶部驱动钻井装置后没有再安装大钩了;退一步说,即使装有大钩,它的弹簧也将由于顶部驱动钻井装置的重量而吊长,起不了缓冲作用。
5顶部驱动装置操作过程编辑
接立根钻进
接立根钻进是顶部驱动钻井装置普遍采用的方式。采用立根钻进方法很多。对钻从式井的轨道钻机和可带立根运移的钻机,钻杆立根可立在井架上不动,留待下一口井接立根钻进使用。若没有立根,推荐两种接立根方法:一是下钻时留下一些立根竖在井架上不动,接单根下钻到底,用留下的立根钻完钻头进尺;二是在钻进期间或休闲时,在小鼠洞内接立根。为安全起见,小鼠洞最好垂直,以保证在垂直平面内对扣,简化接扣程序。还应当注意接头只要旋进钻柱母扣即可,因为顶部驱动钻井钻井马达还要施加紧扣扭矩上接头。
接单根钻进
通常在两种情况需要接单根钻进。一种是新开钻井,井架中没有接好的立根;另一种是利用井下马达造斜时每9.4 m必须测一次斜。吊环倾斜装置将吊卡推向小鼠洞提起单根,从而保证了接单根的安全,提高了接单根钻进的效率。接单根钻进程序如下:
1 钻完单根坐放卡瓦于钻柱上,停止泥浆循环(图a);
2 用钻杆上卸扣装置上的扭矩扳手卸开保护接头与钻杆的连接扣;
3 用钻井马达旋扣;
4 提升顶部驱动钻井装置。提升前打开钻杆吊卡,以便让吊卡通过卡瓦中的母接箍(图b);
5 起动吊环倾斜装置,使吊卡摆至鼠洞单根上,扣好吊卡;
6 提单根出鼠洞。当单根公扣露出鼠洞后,关闭起动器使单根摆至井眼中心(图c);
7 对好钻台面的接扣,下放顶部驱动钻井装置,使单根底部进入插入引鞋(图d);
8 用钻井马达旋扣和紧扣,打背钳承受反扭矩;
起下钻操作
起下钻仍采用常规方法。为提高井架工扣吊卡的能力和减少起下钻时间,可以使用吊环倾斜装置使吊卡靠近井架工。吊环倾斜装置有一个中停机构,通过它可调节吊卡距二层台的距离,便于井架工操作。
打开旋转锁定机构和旋转钻杆上卸扣装置可使吊卡开口定在任一方向。如钻柱旋转,吊卡将回到原定位置。起钻中遇到缩径或键槽卡钻,钻井马达可在井架任一高度同立根相接,立即建立循环和旋转活动钻具,使钻具通过卡点。
倒划眼操作
1、使用顶部驱动钻井装置倒划眼
可以利用顶部驱动钻井装置倒划眼,从而防止钻杆粘卡和破坏井下键槽。倒划眼并不影响正常起钻排放立根,即不必卸单根。
2、倒划眼起升程序
倒划眼起升步骤如下(参见下图):
1) 在循环和旋转时提升游车,直至提出的钻柱第三个接头时停止泥浆循环和旋转(图a),即已起升提出一个立根;
2) 钻工坐放卡瓦于钻柱上,把钻柱卡在简易转盘中;
3) 从钻台面上卸开立根,用钻井马达旋扣(倒车扣);
4) 用扭矩扳手卸开立根上部与马达的连接扣,这时只有顶部驱动钻井装置吊卡卡住立根。在钻台上打好背钳,用钻井马达旋扣(图b);
5) 用钻杆吊卡提起自由立根(图c);
6) 将立根排放在钻杆盒中(图d);
7) 放下游车和顶部驱动钻井装置到钻台(图e);
8) 将钻井马达下部的公接头插入钻柱母扣,用钻井马达旋扣和紧扣。稍微施加一点卡瓦力,则钻杆上卸扣装置的扭矩扳手就可用于紧扣;
9) 恢复循环,提卡瓦,起升和旋转转柱,继续倒划眼起升。
一、下管套
顶部驱动钻井装置配用500~750 t吊环和足够额定提升能力的游动滑车,就能进行额定重量500~650 t的下套管作业。为留有足够的空间装水龙头,必须使用4.6 m的长吊环。
将一段泥浆软管线同钻杆上卸扣装置保护接头相连,下套管过程中可控制远控内防喷器的开启与关闭,实现套管的灌浆。
如果需要,也可使用悬挂在顶部驱动钻井装置外侧的游动滑车和大钩,配用Varco BJ规定吊卡和适当的游动设备,按常规方法下套管。顶部驱动钻井装置起下套管装置如图3—5所示。
6顶部驱动钻井装置的优越性编辑
1、节省接单根时间。顶部驱动钻井装置不使用方钻杆,不受方钻杆长度的限制也就避免了钻进9米左右接一个单根的麻烦。取而带之的是利用立根钻进,这样就大大减少了接单的时间。按常规钻井接一个单根用3—4min计算,钻进1000米就可以节省4-5h。
2、倒划眼防止卡钻。由于不用接方钻杆就可以循环和旋转,所以在不增加起下 钻时间的前提下,顶部驱动钻井装置就能够非常顺利的将钻具起出井眼,在定向钻井中,这种功能可以节约大量的时间和降低事故发生的机率。
3、下钻划眼。顶部驱动钻井装置具有不接方钻杆钻过砂桥和缩径点的能力。
4、节省定向钻进时间。该装置可以通过28米立根钻进、循环,这样就相应的减少了井下马达定向的时间。
5、人员安全。顶部驱动钻井装置,是钻井机械操作自动化的标志性产品,终于将钻井工人从繁重的体力劳动中解救出来。接单根的次数减少了2/3,并且由于其自动化的程度高,从而大大减少了作业者工作的危险程度,进而大大降低了事故的发生率。
6、井下安全。在起下钻遇阻、遇卡时,管子处理装置可以在任何位置相连,开泵循环,进行立根划眼作业。
7、设备安全。顶部驱动钻井装置采用马达旋转上扣,操作动作平稳、可以从扭矩表上观察上扣扭矩,避免上扣过赢或不足。最大扭矩的设定,使钻井中出现憋钻扭矩超过设定范围时马达就会自动停止旋转,待调整钻井参数后再进行钻进。这样就避免了设备长时间超负荷运转,增加了使用寿命。
8、井控安全。该装置可以在井架的任何位置钻具的对接,数秒钟内恢复循环,双内防喷器可安全控制钻柱内压力。
9、便于维修。钻井马达清晰可见。熟练的现场人员约12小时就能将其组装和拆卸。
10、使用常规的水龙头部件。顶部驱动装置可使用650吨常规水龙头的一些部件,特殊设计后维修难度没有增加。
11、下套管。顶部驱动钻井装置的提升能力很大(650吨),在套管和主轴之间加一个转换头(大小头)就可以在套管中进行压力循环。套管可以旋转和循环入井,从而减少缩径井段的摩阻力。
12、取心。能够连续钻进28米,取心中间不需接单根。这样可以提高取心收获率,减少起钻的次数与传统的取心作业相比它的优点明显。污染小、质量高。
13、使用灵活。可以下入各种井下作业工具、完井工具和其他设备,即可以正转又可以反转。
14、节约泥浆。在上部内防喷器内接有泥浆截流阀,在接单根时保证泥浆不会外溢。
15、拆卸方便。工作需要时不必将它从导轨上移下就可以拆下其他设备。
16、内防喷器功能。起钻时如果有井喷的迹象即可由司钻遥控钻杆上卸扣装置,迅速实现水龙头与钻杆的连接,循环钻井液,避免事故的发生。
17、其他优点:采用交流电机驱动,减低维修保养费用;特别适用于定向井和水平井,因为立根钻进能使钻杆尽快的通过水平井段的一些横向截面。
7顶驱钻井装置与常规钻井设备的比较编辑
钻井效率明显提高。
A、从钻井到起下钻或从起下钻恢复钻进状态,该装置不存在常规钻机的上、卸水龙头和方钻杆所造成的时间损失。
B、不存在常规钻机转盘方补心蹦出所造成的停工。
C、不用钻鼠洞。
D、立根钻进,从而减少了常规钻井接单根上提钻柱需从新定工具面角的时间。
E、在井下纯作业时间增多,上扣、起下钻、测量和其他非纯钻进时间减少。
立柱钻进节省了大量的时间
A、减少了坍塌页岩层扩眼或清洗井底的时间。
B、在井径不足需扩眼或首次下入足尺寸稳定器进行扩眼时减少了钻进时间。
C、在同一平台钻丛式井,不用甩钻具或卸立柱。
D、不需要接单根就能够回收最大长度的岩心。
E、定向钻井时,减少了定向时间。
连续旋转和循环降低了风险。
A、连续的旋转和循环是顶部驱动钻井装置的重要特征。
B、顶部驱动钻井装置允许使用少量的、比较便宜的润滑剂、钻井液或添加剂。
c、减少了钻柱或昂贵的井下工具卡钻的几率。
有利于井控。
A、任何时间和位置的于钻柱对接。
B、随时可以进行的循环和旋转。
C、减少钻柱被卡后,上卸方钻杆的危险作业程序。
安全性提高。
A、减少了使用大钳和猫头等,降低了钻井工人作业危险。
B、减少许多笨重的工作,提高了起升重钻具的安全性。
C、自动吊卡,消除了人工操作吊卡的事故隐患。
D、井控安全性得到大大提高。
E、遥控防喷盒,防止泥浆溅落到钻台上,增加了工作的安全性。
作业时间的比较
起下钻
非生产
纯钻进
典型钻井的作业时间分配
30%
40%
30%
顶部驱动钻井装置钻井时间分配
25%
35%
40%
水平井费用比较
项 目
转盘/方钻杆
顶驱装置
日成本,美元
40800
43000
测深,M
2000
2000
机械钻速, m/h
30
30
日进尺
240
288
钻2000m所需天数
8.3
6.9
单井成本,美圆
338640
296700
单井用顶驱节约,美圆
41940
8口井用顶驱节约,美圆
335120
8维护保养以及操作注意事项编辑
强电系统
1)、防尘、防潮是最主要的两条。SCR主控柜、综合柜在尚未置放在空调房前必须注意防潮、防尘,并且
不能在温度过高(45°C以上)、过低(一10℃以下)的环境中工作。放置一段时间重新启用前,须用吸尘器将元件积存的尘埃除去,然后用电吹风将元件烘干,最后须测绝缘电阻值,至少在1MΩ以上,一般应在5MΩ以上。只有在进行了以上步骤以后,方可启动SCR。
2)、一定要先启动鼓风电机,然后选择主电机的转向。再给定额定电流值(即额定钻井扭矩值),最后开动主电机,即给出一个电压值(转速值)。
3)、一般说来应先启动冷却风机及合上励磁开关后再合主开关。如先合主开关,那就该尽快合上励磁关。
4)、运行中要随时注意观察电流大小(PLC操作柜上的扭矩表反映出主电机工作电流的大小)。
5)、各部分电缆应连接牢靠,焊接部位不应有虚焊现象。
6)、由于光线照射及空气的氧化作用,电缆会发生老化现象,使用二年以后应注意观察有无裂开、剥落老化现象,一般说,使用四年后应更换电缆。
弱电控制系统
1)、PLC柜、操作柜均为正压防爆系统,要配备动三大件,保证空气的干燥、清洁,不含易燃、易爆危险气体。
2)、使用操作柜时应先合上电源开关,再打开操作柜开关,最后打开PLC开关,停止操作时先关PLC,再关操作柜,最后关电源柜。
3)、PLC柜操作柜也应注意防潮防尘,但因其具有防爆结构,相应地防潮防尘能力也较强。
主电机
1)、吸风口应朝下,防止雨水进入。
2)、主电机外壳不应承受本身重量以外的负荷。
3)、由于主电机停止转动,加热器即自动加热,当长期不用时应关掉加热电路。
4)、电枢及励磁部分的绝缘电阻应大于1MΩ,当小于0.8MΩ时必须先烘干再工作。
5)、主电机轴伸锥度、粗糙度、接触斑点均应符合要求。
6)、由于泥浆管路从电机中心穿过,故在密封要求上必须严格。
7)、正常钻井时,每天应在主轴承部位加润滑脂。
液压系统
1)、油箱的液位不低于250mm,油温不高于80℃。
2)、过滤器应定期更换滤芯(3月至6月),具有发讯装置 的过滤器更应勤清洗和制订相应的更换措施。
3)、液压油必须干净,在使用三个月以后应更换。
4)、开泵前,吸油口闸阀一定要打开,出口管应与系统连起来。
5)、管路连接一定要可靠,注意各部位组合垫。o形圈不要遗忘,在不经常拆卸的螺纹处可以使用密封胶。
6)、滤芯应经常清洗,半年应重新更换滤芯,二年至三年应更换高压胶管。
7)、要防止在拆装、搬运、加油、修理过程中外界 污染物进入系统。
8)、液压源的溢流阀应调整至略高于泵的压力限定值,一般地不要在无油流输出情况下启动泵。
本体部分:
减速箱是一个传递动力和运动的重要部件,润滑油应经常更换(三个月至半年),油面应保持一定高度,初次装配需经充分空运转跑合,出厂前应更换为干净的润滑油。减速箱内装有铂电阻温度传感器,箱体外装有温度变送器,用来监视润滑油的温度,现已调整为75℃,超过此温度,PLC操作柜相应的红灯将显示,并有声报警。
两个防喷器(手动、液动各一个)均应密封可靠,试压在50Mpa以上。正常情况下当主轴转动时,不得操作内防喷器,只有发生井喷井涌时才操作,使之关闭。起下钻时为节省钻井液的消耗,应将内防喷器关闭,开钻前一定要先打开内防喷器,再开钻井泵。
上卸扣机构应根据钻杆的尺寸选择相应牙板,各油缸之间的协调动作借助于减压阀、顺序阀来调整。
上卸扣机构与回转头相连的链条长度应调整合适,略微松弛一些,可起到安全的作用。