钻井系统调试大纲.doc
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HY281-06-TSDG
钻井系统调试大纲
海洋石油281
海洋石油281
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钻井系统调试大纲
HY281-06-TSDG
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第1页
标检
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设计证号：
BJ04E7825
胜利石油管理局钻井工艺研究院
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1.0主题内容与适用范围
1.1本调试大纲规定了中海油海洋石油281平台钻井系统的调试项目、调试条件、调试内容及程序、调试记录与报告的一般规定。
本调试大纲只适用于海洋石油281平台钻井系统常规项目的调试。
本调试大纲根据海洋石油281平台钻井系统设计图纸、文件、设备随机资料等编制而成，经有关船检部门批准方可实施。
1.2调试工作应由建造单位主持，各有关单位参加，建造单位作好测试记录，整理出有关文件和调试报告，作为检验交船的技术文件和资料。
1.3在调试前建造单位应准备好各种需要提交的技术文件，其中包括设备出厂合格证书，船检证书或船检认可文件；设备随机资料；施工工艺检查报告等。
1.4调试前，建造单位应做好各种调试器材的准备，调试时使用的各种测试仪器和仪表，其测量精度应具有主管机构检定的合格证书。
1.5凡是本调试大纲涉及到的其它部分，则需参阅其它有关文件，协同进行调试。
1.6调试中发现的故障、缺陷，须予以消除并取得验船部门认可，所有的调试项目，应先有建造厂家的检验部门检验合格，然后再向验船部门提交。
1.7通过调试检验各设备及阀件是否达到性能指标要求，设备的安装是否可靠，管系及阀件的密性是否符合要求，从而确保该系统发挥其应有的功能。
1.8调试场所应整洁、畅通，并应有足够的照明，同时应采取适当的安全和防火措施。
2.引用标准及参考资料
2.1中国船级社海事局颁发的现行规范和规则
钢制海船入级与建造规范2006
海上平台状态评定指南2005
海上移动平台入级与建造规范 2005
海上移动平台安全规则 1992
海上平台安全规则、海上移动平台安全规则补充规定 1994
船舶与海上设施法定检验技术规则 1999
材料与焊接规范 2006
2.2钻机、陆上采油装备和海上固定式、移动式钻井平台电气安装区域分类的APIRP500B推荐方法。
APIRP500BRecommendedPracticeforClassificationofAreasforElectricalInstallationsatDrillingRigsandproductionFacilitiesonLandandOnMarineFixedandMobilePlatforms
2.3英国石油学会安全规则，15部分－石油设备安装区域分级标准。
IPModelCodeofSafePractice,Part15-AreaClassificationCodeforPetroleumInstallations
2.4国际电工协会关于移动式和固定式近海装置的电子和电器设备推荐方法IECRecommendationsfortheElectricalandElectronicEquipmentofMobileandFixedOffshoreInstallations
2.4英国石油学会推荐方法第8部分海上作业钻井和采油安全标准。
IPCodeofPracticePart8DrillingandProductionSafetyCodeforOffshoreOperations
2.5海上安装和油井（设计、建造等）进度、健康、安全、环保（HSE）指南1996（DCR）。
2.6钻井用防喷装备系统的推荐作法APIRP531997
2.7钻井通道设备规范APISpec16A1997
2.8节流压井管汇规范APISpec16C1993
2.9钻井控制设备控制系统规范APISpec16D1993
2.10井控设备控制系统设计的推荐作法APISpec16E1990
2.11《中海油海洋石油281平台设计委托书》
2.12《钻井手册》（甲方）（石油工业出版社）
2.13《石油钻井机型式与基本参数》（GB2034-89）
3.0钻井系统简介
3.1采用全数字化交流变频电传动系统。
绞车、转盘和泥浆泵实现无级调速，获得良好的钻井特性。
3.2钻机配置液压盘式刹车（风冷）、电机能耗制动辅助刹车、配备了自动送钻装置和自动灌注泥浆设备，使钻井更加安全可靠，操作舒适省力送钻均匀、准确。
3.3转盘采用独立驱动方式，转盘驱动装置由一台交流变频电机经齿轮减速箱、万向轴驱动ZP-375转盘。
3.4采用了5级泥浆固控系统，固控设备和系统流程能满足不同的钻井工艺技术要求，罐面平整并满足HSE的要求。
3.5配套了2台大功率（F-1600）泥浆泵，满足钻井工艺技术要求。
3.6采用了双机双泵自动计量固井泵和密闭输送水泥灰粉系统，达到了HSE要求。
3.7配套了开式和闭式两套泥浆加重系统以及重晶石密闭输送系统，满足平台钻井工程的需要。
3.8设计了满足钻井工程需要的井控系统，能够安全的控制钻井过程中的井下压力，达到安全钻井。
3.9该钻机可以配置顶部驱动钻井装置。
4.0调试内容
4.1钻台提升系统的调试。
4.2节流压井系统的调试。
4.3井控系统的调试。
4.4固控系统的调试。
4.5泥浆循环系统的调试。
4.6自动灌泥浆系统的调试。
4.7泥浆加重、配药系统的调试。
4.8灰粉输送系统的调试。
5.0调试内容及过程
5.1钻台提升系统的调试
5.1.1调试条件
1、系统调试由船厂组织，船检、业主、设备厂家和技术部门参加，在调试细则（船厂编写）的指导下进行；调试细则需经现场验船师认可。
2、系统调试应在系统中所有设备按照技术设计图纸和资料安装完毕并检验合格后进行。
3、检查所有设备的厂内调试报告及相关资料合格。
4、电力系统及所有用电设备调试合格。
5、与钻井系统相关的平台液压系统及压缩空气系统调试合格。
6、有关管系内部已进行清洗合格。
5.1.2设备的单独调试
在设备单独调试之前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读钻机配套的全部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。
全部的管理工作和具体操作还应按照设备所在地、本系统、本单位的相关的规章制度的要求执行。
5.1.2.1绞车的调试（参见设备厂家提供的JC50DB绞车使用说明书）
额定输入功率1100kW
最大快绳拉力350kN
提升档位1+1R
大钩提升速度0-1.258m/s
辅助刹车为电机能耗制动。
5.1.2.1.1调试前的准备：
1、检查绞车的安装情况、各种铭牌、所有配置、总体结构、动力系统、润滑系统、液压系统、气控系统、刹车系统、防碰天车系统以及所有相关系统的连接和外观是否存在缺陷。
2、操作人员操作前必须认真阅读并掌握使用说明书的全部内容，严格按照使用说明书的要求并在设备厂家技术人员的指导下进行各种操作。
3、操作人员熟悉司钻房内的各种操作手柄和仪表以及按钮，检查各种控制和显示系统是否正常。
4、产品出厂时机内润滑油已放空，需在安装完成后按说明书的润滑系统要求在各润滑点加注足量的油品。
5、为了防止人身伤害，在进行维护保养等操作时，动力源应处于切断状态，而且应有防止误操作的锁闭设施和明显的警示标志牌。
6、当机械及电气设备进行运转时，所有的安全装置应处于良好的状态，包括：
天车防碰装置，气、液、油系统中的安全阀、溢流阀、动力机的报警和安全断开装置等，这些安全装置必须每班进行检查，确认它们能正常工作。
7、使用前的检查
l司钻控制箱仪表显示是否正确，箱体内外是否清洁，有无漏气现象。
l各控制阀件是否工作可靠。
l换档和锁档是否正常可靠，转盘和输入轴惯性刹车是否正常。
l防碰天车，每次起下钻作业前，均需试防碰天车，看是否可靠。
l单向导气龙头是否发烧和漏气。
l快速放气阀放气是否畅通，有无卡阻现象。
l各胶管线是否漏气。
l调整钻机底座下储气罐安全阀压力为0.9MPa。
l单向导气龙头加注润滑脂。
8、油路检查下述部件，根据情况予以更换、检修或调整
l油箱
l过滤器
l油管线
l润滑脂管线
l链条润滑喷嘴
l压力表
l密封件
9、检查所有的连接件的螺钉螺母，松动时，要予以紧固，开口销、锁固铁丝等如有丢失、损坏要予以复原。
1）检查各轴承的情况。
2）检查全部润滑油/脂管线应无泄漏及堵塞。
3）检查离合器机构。
4）检查链轮齿及链条的情况。
5）检查刹车盘（刹车毂）的情况，冷却系统各管线、接头的情况。
6）检查刹车块的情况。
7）彻底清洗清理油池。
8）检查电动机内部状况，检查对中情况。
9）检查气控系统全部管线、阀件、压力表执行机构的状态，检查所有油封。
5.1.2.1.2绞车的空载调试
1、试车前的检查
对已经安装连接好的绞车再作一次检查：
1）各部的连接螺栓（或其他紧固件）应齐全且充分紧固。
2）油、气、水、管线、连接后其两端标牌应一致，若有误立即改正。
（特别是气路管线；若连接错误可能无法实现某种功能，也可能导致事故发生）
3）检查各处（特别是腔体内）有无异物，特别注意是否有工具遗留在绞车的某一处。
4）检查润滑油的加注情况，必要时予以补充。
2、空车运转
在进行此项工作前，应按动力系统各自的说明书进行检查，确认一切正常后可开机供电为绞车运转创造条件。
1）启动电动机A，确定其旋向（从电动机的联轴节处可以判别）观察者站在绞车左侧向右侧（即辅助刹车侧）看去，电动机应为正转（即顺时针旋转），关闭电动机A，启动电动机B，确定其方向，应为正转，只有两个电动机的方向相同且均为正转才能进行下一步工作！
注意：
电动机旋向必须正确，首次启动一定为正转！
否则润滑油泵无法工作，将产生严重后果。
2）启动电机动A或B其中一台，检查供油情况，润滑压力表的指示应为0.4MPa左右，若压力正常各润滑点供油正常，可进行下一步工作。
注意：
绞车运转后润滑油流入各润滑点并不能立即返回，因此油面下降，如果油面下降低于油标下线要添加适量润滑油，勿使油面过低。
3）绞车在最低速下运转30分钟以上再作如下检查：
a）绞车运转无磨、碰、蹭干涉等现象。
b）润滑油压力应稳定，润滑应良好。
c）分别进行变频调速，检查运转及刹车情况。
4）绞车调整要求：
a）各操作准确、灵活。
b）各部位密封良好，不得有渗、漏油现象。
c）润滑油压稳定，润滑点油量适宜。
d）运转平稳，无异常振动和响声。
e）各部轴承温升正常。
5）如果上述试验一切正常，可进行安装快绳绳卡，缠卷快绳等工作，为下步工作创造条件，关于此部分的操作参见该相关部分的说明书。
若在空车运转过程中发生异常情况请按照说明书要求找出原因，排除故障后经过复查再投入使用。
空车检查（严格按照使用说明书进行）
5.1.2.1.3绞车的空载调试记录
建造单位在调试时，应作好各种调试记录。
调试记录见国标或业主要求。
调试结束后，建造单位应整理出有关技术文件和调试报告，并作为检验和交平台的必须技术文件，提交给船检部门和使用平台的单位。
5.1.2.2转盘的调试（参见设备厂家提供的转盘使用说明书）
5.1.2.2.1调试前的准备：
1、检查油位、油温、油质是否正常。
2、检查输入轴上的弹簧密封圈，转台下迷宫密封是否有泄漏现象。
3、检查转盘运转的声音及振动是否有异常。
4、检查转台锁紧装置是否灵活可靠并处于钻井作业所需的位置。
5、检查方瓦与转台，补心锁紧销子和制动块的转动是否灵活可靠。
5.1.2.2.2空载调试
在进行此项工作前，应按动力系统各自的说明书进行检查，确认一切正常后可开机供电为绞车运转创造条件。
ZP375转盘是钻机的重要部件，在钻进时，由转盘驱动方钻杆而旋转。
转盘设计符合SY/T5531《石油钻机用钻盘》标准及API7K规范。
为了使有关操作人员熟悉和掌握钻机转盘的使用，使用说明书对转盘作了详尽的介绍。
在使用时所需的关于配套设备（或部件的）结构参数和使用维护等项内容以及相关的资料，详见配套设备的使用说明书和其他有关的技术文件。
在使用钻机转盘以前，参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读说明书及与转盘有关的说明书和相关资料，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。
全部的管理工作和具体操作还应按照本系统、本单位相关的规章制度要求执行。
启动电动机，确定转盘旋向。
旋转方向正确后，最低速下运转30分钟以上再作5.1.2.2.1的各项检查。
5.1.2.2.3转盘的空载调试记录
建造单位在调试时，应作好各种调试记录。
调试记录见国标或业主要求。
调试结束后，建造单位应整理出有关技术文件和调试报告，并作为检验和交平台的必须技术文件，提交给船检部门和使用平台的单位。
5.1.3其它设备的效用试验（按照设备的使用说明书进行）
需要进行效用试验的设备有：
1、绞车交流变频电机
2、绞车电机冷却风机
3、绞车液压盘式刹车
4、刹车液压站
5、死绳固定器
6、碰天车系统
7、自动送钻装置
8、转盘驱动装置
9、转盘交流变频电机
10、转盘交流变频电机风机
11、游车
12、大钩
13、水龙头
14、顶部驱动系统
15、井架
16、天车
17、井架照明系统
18、逃生装置
19、防坠落装置
20、套管扶正台
21、登梯助力器
22、机具液压站
23、液压猫头
24、液压旋转猫头
25、液压大钳
26、BOP吊装移动装置
27、风动绞车
28、载人绞车
29、驱虫风机
30、司钻控制房
31、钻井电视监视系统
32、钻井仪表系统
33、钻台空气控制系统
建造单位在调试时，应作好各种设备效用试验记录。
效用试验见国标或业主要求。
效用试验结束后，建造单位应整理出有关技术文件和调试报告，并作为检验和交平台的必须技术文件，提交给船检部门和使用平台的单位。
5.2钻台提升系统的载荷试验
5.2.1钻台提升系统的载荷试验可以与悬臂梁的负荷测试一起进行，外伸距离和偏移距离需要根据悬臂梁的承载能力决定。
5.2.2为了验证钻机的实际能力，在悬臂梁移动到某一位置并固定后，进行载荷试验。
5.2.3试验步骤：
在以上位置分别按照以下步骤进行试验，并按照设备的操作说明检验，作好各种状态下的详细记录。
5.2.3.1空吊卡、绞车由0到最大频率变频调速，观察大钩提升速度变化情况，测试最大大钩速度是否满足1.258m/s的要求；试验刹车系统灵活可靠，辅助刹车制动有效。
5.2.3.2加挂20%的载荷、绞车由0到最大频率变频调速，观察大钩提升速度变化情况，测试最大大钩速度是否满足1.258m/s要求；试验刹车系统灵活可靠，辅助刹车制动有效。
5.2.3.3加挂40%的载荷、绞车由0到最大频率变频调速，观察大钩提升速度变化情况，测试最大大钩速度是否满足1.258m/s要求；试验刹车系统灵活可靠，辅助刹车制动有效。
5.2.3.4加挂60%的载荷、绞车由0到最大频率变频调速，观察大钩提升速度变化情况，测试最大大钩速度是否满足1.258m/s的要求；试验刹车系统灵活可靠，辅助刹车制动有效。
5.2.3.5加挂80%的载荷、绞车由0到最大频率变频调速，观察大钩提升速度变化情况，测试最大大钩速度是否满足1.258m/s的要求；试验刹车系统灵活可靠，辅助刹车制动有效。
5.2.3.6加挂100%的载荷、绞车由0到最大频率变频调速，观察大钩提升速度变化情况，测试最大大钩速度是否满足1.258m/s的要求；试验刹车系统灵活可靠，辅助刹车制动有效。
5.3节流压井系统的调试
5.3.1调试前的检查：
1、检查节流压井阀门组的结构和安装情况是否符合设计要求。
2、检查节流压井阀门组的所有阀门手轮是否转动灵活。
3、检查节流压井阀门组的液压管路连接是否可靠、密封。
4、检查节流控制台的气动系统是否连接可靠、密封。
5、检查泥浆气体分离器的连接管路是否正确、可靠。
6、泥浆立管阀门组、固井阀门组、井口四通之间的所有连接管线是否按照设计要求可靠连接。
7、检查所有阀门组的出厂试压报告是否按照API16C第六章的静压试验要求进行，是否达到API规范的要求。
5.3.2节流压井阀门组的试压
1、试压介质为淡水。
2、按照API16C第六章的静压试验要求，对节流压井阀门组的主体试压要求为：
节流压井管汇的高压部分按照1.5倍工作压力试验，即103MPa试验压力，初次保压不少于3min，二次保压时间不少于15min，压降不得大于0.7~1MPa。
节流压井管汇的低压部分按照2倍工作压力试验，即70MPa试验压力，初次保压不少于3min，二次保压时间不少于15min。
压降不得大于0.7~1MPa。
3、循环试验
节流压井管汇在厂内需要完成循环试验，按照API16C的9.4.5.2.4要求，进行6个保压期的试验。
A、在室温下，升压到额定工作压力70MPa，压力稳定后保压1h；泄放压力；至少升温至额定最高温度+120℃。
B、升压到额定工作压力70MPa，压力稳定后保压12h；泄放压力。
C、升压到额定工作压力70MPa，压力稳定后保压12h；泄放压力，停止加热；降温至额定最低温度-29℃。
D、升压到额定工作压力70MPa，压力稳定后保压1h；泄放压力，停止冷却。
E、稳定在室温后，升压至1.4MPa，压力稳定后保压1h；
F、升压到额定工作压力70MPa，压力稳定后保压1h。
5.3.3节流压井管路的试压
试压介质为淡水。
按照API16C第六章的静压试验要求，对节流压井管路的主体试压要求为：
节流管路按照1.5倍工作压力试验，即103MPa试验压力，初次保压不少于3min，二次保压时间不少于15min，压降不得大于0.7~1MPa。
压井管路按照2倍工作压力试验，即70MPa试验压力，初次保压不少于3min，二次保压时间不少于15min。
压降不得大于0.7~1MPa。
5.3.4节流放喷管路的试压等级按照泥浆气体分离器的进口压力等级进行。
5.4井控系统的调试
5.4.1调试前的检查
1、检查防喷器液控装置的结构和安装情况是否符合设计要求。
2、检查防喷器液控装置的所有控制手柄是否操作灵活。
3、检查防喷器液控装置的液压管路连接是否可靠、密封。
4、检查防喷器液控装置的气动系统是否连接可靠、密封。
5、检查防喷器液控装置电路连接是否正确，HMI操作面板箱和按钮箱安装位置是否正确。
6、检查防喷器组装情况是否符合要求。
7、检查防喷器组和试压座以及井口四通的连接是否正确并牢固。
8、检查防喷器试验装置各种设备是否处于良好状态，管路连接是否安全可靠。
9、检查钻杆是否与试压座连接可靠密封。
10、检查防喷器的液压管线连接是否可靠密封。
5.4.2防喷器液控装置调试
A、进行外观检查，检查设施、照明及电气控制设备；
B、电机运转试验30分钟，检查并记录电机的起动电流、工作电流、电压、转速和绝缘情况；
C、高压耐火软管的压力试验：
与防喷器组连接的高压耐火软管按工作压力的1.5倍进行液压试验。
D、HMI操作面板箱和按钮箱进行效用试验，检查各个按钮可靠性。
5.4.3井控系统的调试
为了保证平台的安全生产，确保井控系统达到要求，平台配套了全套井控设备。
井口井控设备主要有井口四通、手动闸阀、液动闸阀、单闸板防喷器、双闸板防喷器（带剪切功能）、万能防喷器等。
单闸板防喷器和双闸板防喷器均为手动、液动两种控制方式，并且实现手动、液动互锁。
防喷控制设备主要有防喷器液压控制装置（悬挂在悬臂梁内侧）、节流控制台（位于钻台上）、HMI操作面板箱（位于司钻房内）、按钮箱（位于生活楼的中控室内）。
防喷器液压控制装置与按钮箱、HMI操作面板箱之间采用PROFIBUS通讯电缆相连；防喷器液压控制装置和防喷器之间采用GNG高压铠装耐火软管相连。
在钻台底坐下面设有防喷器移动装置，可将防喷器由悬壁梁侧至井口，进行防喷器的安装或拆卸，拖航时防喷器固定于悬臂量的内侧。
钻台上设有立管阀门组和节流压井阀门组。
节流压井阀门组的一端与立管阀门组相连，另一端与四通的液动闸阀相连，中间采用高压管线和高压防火水龙带相连。
节流压井阀门组的一端与四通的液动闸阀相连，中间采用高压管线和高压防火水龙带相连，节流阀门组的出口共有3个，一个与液气分离器相连（设置放喷至横向泥浆槽的泥浆管线），一个与泥浆放喷管线相连，一个为备用接口。
井控系统的调试需要严格按照APIRP53防喷装备系统的推荐作法进行。
其中包括：
A、蓄能器试验：
蓄能器预充压力试验、蓄能器关闭试验、防喷器液压控制装置泵的排量试验等。
B、防喷器操作试验。
C、防喷器液压试验。
D、辅助设备试验。
E、防喷器组的试验。
所有试验需要严格按照各种设备的操作说明书进行。
5.5固控系统的调试
5.5.1调试条件
1、系统调试由船厂组织，船检、业主、设备厂家和技术部门参加，在调试细则（船厂编写）的指导下进行；调试细则需经现场验船师认可。
2、系统调试应在系统中所有设备按照技术设计图纸和资料安装完毕并检验合格后进行。
3、检查所有设备的厂内调试报告及相关资料合格。
4、检查所有设备的电力系统及所有用电设备是否合格。
5、有关管系内部已进行清洗合格。
5.5.2单台设备的效用测试
需要进行单台效用测试的设备有：
1、振动筛（效用试验2小时）
2、联合清洁器（效用试验2小时）
3、真空除气器（效用试验2小时）
4、除气砂泵（效用试验2小时）
5、砂泵（效用试验2小时）
6、中速离心机（效用试验2小时）
7、高速离心机（效用试验2小时）
8、离心机供料泵（效用试验2小时）
9、搅拌器1#、2#（效用试验4小时）
10、泥浆液面报警装置
以上设备进行效用测试前需要检查设备的安装情况、电力系统的供应情况、所有电机的空转情况以及控制系统情况，发现任何不正常现象需要停止效用试验，排除鼓掌后再进行下一步的试验直至单台设备运转正常。
设备进行效用试验时需要严格按照设备使用说明书进行，并且作好效用试验的记录。
5.5.3净化罐的水密试验
根据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》（2006年）的有关规定，净化罐应进行水密试验。
试验可采用灌水的方法。
试验前应将净
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