ZJ50/3150DB15钻机
操作手册
前言
钻机是宝鸡石油机械有限责任公司根据委内瑞拉PDVSA的要求，按照ZJ50/3150DB
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双方签署的《ZJ50/3150DB钻机技术协议》，并根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5609《石油钻机型式与基本参数》标准和相关的API规范设计制造的。可满足在使用Ф114.3mm(4 1/2″)钻杆时勘探和开发5000m（16，404ft）井深的石油及天然气钻井的需要。
为了使有关操作人员熟悉和掌握该钻机设备的使用，本操作手册对该钻机设备配套、安装、调试及操作作了全面概括的介绍。在使用该钻机设备之前，使用该钻机设备的管理人员、技术人员和操作者除应仔细阅读本说明书外，还必须仔细阅读该钻机设备配套的全部的使用说明书和相关技术资料，了解并熟悉所有的细节，此外还要具备相应的安全操作知识和技能。
在使用和操作该钻机设备期间，人员的安全始终是绝对重要的！
本钻机随机附带了完整的技术文件提供给本钻机设备的购买者及使用者作为管理和使用等方面的指导资料。任何人不得以任何方式进行复制，也不得提供给第三方，否则对所产生的后果要负法律责任。
本说明书虽经详细的审校，但仍可能有不妥之处，敬请指正。
安全准则
以下列出了与ZJ50/3150DB
钻机设备密切相关的安全预防措施。这些安全预防措施
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在使用说明书以后的章节中不在出现。在使用和维护该钻机设备的过程中，使用者必须掌握和运用这些推荐的预防措施。具体的预防措施都包含在说明书的警示中。
1. 合格的人员
只有被授权的合格人员才能操作和维护该钻机设备。
2. 防护设备
操作和设施维护人员都必须穿戴防护服、防护帽、防护鞋及其它的防护设备等。在钻井作业中，如遇有毒有害气体逸出，操作人员在作业时还必须配戴防毒设备。
3. 安全习惯
安装、操作、拆卸和维护该设备时，好的全面的安全习惯必须随时遵守。该钻机设备的拥有者/操作者的职责就是建立好的安全习惯、人员的培训和安全习惯的强制遵守。
4. 部件的操作
操作者只有通读该设备的操作手册并且完全熟悉所有部件的操作控制、功能后才可进行操作。
5. 未被授权人员
当操作、维护或运行该设备时，未被授权的人员应当远离。
6. 高压
试图拆开高压回路元件前，要确保高压回路中的压力释放并降低为零。作业期间，应保证产生高压的动力源始终处于关闭状态。
7. 违章的维护
部件不允许有违章的拆卸及维护。某些部件如（蓄能器）在有压力的条件下储存着液体，拆卸及维护时必须将其压力释放并降低为零。
8. 电控维护
试图维护和检修电控系统、电路前，要确保被检修、维护的电控系统、电路断电。作业期间，应有专人看管电气开关（电闸），使其始终处于断开状态。电控系统、电路的维护和检修作业必须两人以上。
9. 提升
在提升和移动物体时，应确保被吊装或移动设备的重量在提升设备及吊索等所标注的负荷允许范围内。同时注意周围安全，任何情况下任何人员都不允许位于被提升的物体下方。
10. 溶剂或染料的使用
溶剂或染料的使用应在特定的环境和具有安全的措施条件下使用。因为一些溶剂或染料可能对皮肤、眼睛、呼吸系统有害。使用时必须遵守制造厂家的警告和安全指示。并且只允许在通风和被允许的区域内使用。废弃的被溶剂或染料污染的抹布必须放入特定的处理器中。
11. 压缩空气的使用
使用压缩空气的设备即使当压缩空气压力已降低到小于30psi时，也有可能产生一个掺杂微粒的环境。因此使用压缩空气时必须带上有效的切屑防护器和个人防护设备。而且决不允许压缩空气口对着自己和别人。
12. 移动件
当操作移动件时手、头发、衣服、首饰、抹布和工具应当远离之。
13. 可见度
当可见度不高时，不允许操作该设备。包括日出以前或日落之后都不允许操作，除非有合适有效的光源。
14. 起动前
在起动该设备之前要确保所有控制元件都在合适的位置（开、关、中等）。在起放该设备井架时风速要求≤8.3m/s（16knots）。
15. 工作区域
在操作该设备时要保持工作区域干净，不得有障碍物、手动工具和其它物体。
16. 动火要求
在该设备安装和拆卸的过程中，允许动火（电焊、气焊等）。但是在操作过程中动火要远离危险区域，并且要征得有关人员的同意。
目录
前言 ...................................................................................................................................................................... I 安全准则 ................................................................................................................................................................ II 1 钻机总体描述.. (1)
1.1概述 (1)
1.2主要技术参数 (2)
1.3配套范围表 (3)
1.4总体布置和传动简介 (5)
2 钻机主要配套部件简介 (7)
2.1提升系统 (7)
2.2JC-50DB绞车传动 (7)
2.3ZP-375转盘驱动装置 (8)
2.4井架 (8)
2.5底座 (9)
2.6F-1600泥浆泵组 (9)
2.7高压管汇 (10)
2.8井口机械化工具 (10)
2.9动力系统 (11)
2.10空气系统 (11)
2.11仪表系统 (12)
2.12电传动控制系统 (12)
2.13井场电路 (13)
2.14燃油、供水系统 (13)
2.15固控系统 (13)
2.16水冷却系统 (13)
3 钻机的安装 (13)
3.1安装准备工作 (13)
3.2设备安装顺序 (14)
3.3安装步骤及要求 (14)
3.4安装后的检查 (16)
4 钻机的调试 (16)
4.1调试前的准备工作 (16)
4.2调试的步骤及调整要求 (17)
5 钻机的操作 (23)
5.1警示 (23)
5.2注意事项 (23)
5.3钻井操作 (24)
5.4起下钻操作 (25)
5.5防碰装置的调整 (25)
6 钻机的拆卸及运输 (27)
6.1钻机下放 (27)
6.2钻机拆卸 (27)
6.3钻机的运输 (28)
7 附表 (29)
表I钻机各部件使用说明书一览表 (29)
表Ⅱ钻机各部件使用油品一览表 (30)
1 钻机总体描述
1.1 概述
ZJ50DB钻机是一种最大钻深能力为5,000m（16,404ft）的陆地交流变频电驱动钻机，主要适用于3,500～5,000m（11,483～16,404ft）井深的石油、天然气勘探开发。其形式及基本参数符合中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5609的规定,钻机的主要部件的设计、制造符合API有关规范，满足委内瑞拉PDVSA相关要求的规定。
该钻机采用AC-DC-AC交流变频电传动全数字控制。绞车由两台交流变频电机通过两级齿轮减速箱驱动绞车滚筒，转盘由一台交流变频电机通过万向轴将动力传至一级链条减速箱驱动，泥浆泵各由一台交流变频电机通过窄V联组带传动。
钻机技术和结构特点
ZJ50DB
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1) 采用先进的全数字化交流变频控制技术，通过电传动系统PLC和触摸屏及气、电、液、钻井仪表参数的一体化设计，实现钻机智能化司钻控制。
2) 采用模块化设计、多种组合方式，增强了钻机通用性和互换性。总体布置整齐、协调，设备模块少，搬家拆装方便。钻机井架、底座及钻台面设备低位安装，依靠绞车动力整体起升，方便安装并节省吊装设备。
3) 绞车为单轴齿轮传动形式，一档无级调速，机械传动简单、可靠。主刹车为液压盘式刹车，辅助刹车为电机能耗制动，能通过计算机定量控制制动扭矩。操纵控制简单、方便、省力，保证钻井作业安全、可靠。
绞车配有独立电机自动送钻装置，可实现自动送钻。
4) 转盘采用独立驱动形式，动力由一台交流变频电机提供，经链条箱减速后驱动转盘。链条箱、主电机等沉在钻台面下，使得钻台面平整、开阔，方便作业。
5) 井架、底座采用双升式结构。井架、底座和所有台面设备低位安装。利用绞车动力，将井架、底座及台面设备起升到位。
6）该钻机配备有独立的司钻控制房。集电、气、液控制及监视系统于一体，通过PLC实现钻井全过程的逻辑控制、监控和保护，并可实现数据的储存、打印和远程传输等。
该钻机的所有控制手柄、盘刹刹车手柄、指重表等钻井仪表，均集中布置在司钻控制房内，便于司钻操作和观察。
7) 采用先进的电子防碰装置和防碰过圈阀、弹簧式防碰阀等组成防碰网络，可有效地防止上碰天车、下砸转盘事故的发生。
8）采用了高效固控系统，净化设备集中安装，罐面清爽、干净、整洁。
9) 适应钻井市场的需要，满足新型钻井工艺的要求。
1.2 主要技术参数
1) 名义钻深范围:Ф127mm(5″)钻杆 2,800～4,500m（9,186～14,764ft）
Ф114.3mm(4 ?″)钻杆 3,500～5,000m（11,482～16,404ft）最大钩载 3,150kN(700,000 lbs)
最大钻柱重量 1,600kN(359,694 lbs)
2) 绞车额定功率 1,100kW(1,500HP)
绞车档数 1+1R 交流变频驱动无级调速
主刹车液压盘式刹车
辅助刹车能耗制动
3) 提升系统最大绳系6×7
钻井钢丝绳直径Ф35mm(1 3/8″)
提升系统滑轮外径Ф1,524mm （60″）
4) 水龙头中心管通径Ф75mm（3″）
5) 钻井泵型号及台数 F-1600 3台
钻井泵额定功率 1,193 kW(1，600HP) 6) 转盘开口名义直径Ф952.5mm（37 ?″）
转盘挡数 1+1R 交流变频电机单独驱动无级调速7) 井架型式及有效高度前开口型，45.5m（149.3ft）
二层台高度 24.5m（80.4ft）、25.5m（83.7ft）、26.5m(86.9ft) 8) 底座型式双升式（sling shot）
钻台高度 9m(8.99m)
钻台面积 12.3m×12.8m(40ft×42ft)转盘梁底面高度（净空高） 7.6m(24.9ft)
9) 动力传动方式 AC-DC-AC 全数字变频
10) 柴油发电机组 CAT3512B
柴油机台数×主功率 3×1,310kW(1,756HP)
柴油机转速 1,200r/min
发电机型号 SR4B
发电机参数 1，750KVA,600V,60Hz 功率因数0.7 无刷励磁11)交流变频电动机
台数×额定功率（绞车、转盘、钻井泵） 2×600kW（816HP）
1×800kW（1,088HP） 3×1200kW（1,632HP）12) 电传动系统
交流变频控制单元 AC-DC-AC 变频控制单元输入电压 600VAC 变频控制单元输出电压、频率 0～600V 0～150Hz
MCC系统 480V/208V/120V 60Hz 13) 独立自动送钻系统变频电机460V 42.5 kW（57 HP）
变频控制单元 0～460V 0～100Hz 送钻速度 0.1～42.5m/h 13) 钻井液管汇Ф103mm×35Mpa（4″×5，000psi）
立管Ф103mm×35MPa（4″×5，000psi），双立管14) 气源压力 0.7～0.9Mpa（101.5～130.5psi）
储气罐（2.5+4）m3(660+1,057)US gal,(带止回阀等附件) 1.3 配套范围表
1.4 总体布置和传动简介
1. 钻机采用4台CAT3512B/SR4B 1900kVA柴油发电机组作为主动力，发出的600V 60Hz交流电经变频单元(VFD)分别驱动带绞车、转盘和泥浆泵的交流变频电动机。绞车由2台600kW（816HP） 0～2800r/min的交流变频电机驱动，经二级斜齿轮减速箱减速后，驱动单滚筒，绞车主刹车采用液压盘式(双盘)刹车，辅助刹车采用电机能耗制动，自动送钻由1台4
2.5kW（57HP）的交流变频电动机驱动。转盘由1台800kW（1,088HP）的交流变频电动机独立驱动。3台F-1600泥浆泵各由1台1200kW（1,632HP）交流变频电机驱动。
2.前开口井架，双升式底座，利用绞车动力起升,井架和所有台面设备均在低位安装。