Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các dạng hỏng hóc của tổ hợp đầu quay di động top drive Varco TDS-8SA trên giàn khoan biển

Giới thiệu về tổ hợp đầu quay di động top drive 1. Đặc điểm chung

Cấu tạo chức năng và hoạt động của các bộ phận chính 1. Hệ thống truyền động

Dầu bôi trơn luôn được tuần hoàn trong hộp tốc độ nhờ vào bơm dầu (bơm được đặt ở ngay trên vỏ hộp tốc độ) và hệ thống các kênh dẫn, điều này đảm bảo rằng các bánh răng và ổ chặn luôn được bôi trơn. Hệ thống cân bằng có chức năng treo trọng lượng của hệ thống đầu quay dưới áp lực khí nén, có tác dụng điều khiển và giữ thăng bằng cho cột cần khoan và ống chống trong quá trình nối ống. Khi tải trọng nhẹ, chẳng hạn chỉ có đầu quay hay đầu quay với một đầu nối thì dầm chịu tải trọng chính được đỡ bởi 8 bình tích khí nén được liên kết với hệ thống quang treo.

Hệ thống quạt gió thổi liên tục không khí tới làm mát động cơ, đồng thời tạo ra đối lưu cưỡng bức đối với bộ trao đổi nhiệt của hệ thống truyền động, làm giảm nhiệt độ của dầu bôi trơn. Hệ thống làm mát bao gồm: quạt gió hướng trục (tác dụng làm giảm nhiệt độ của dầu bôi trơn); quạt gió làm mát động cơ; hệ thống ống dẫn khí và động cơ có 2 trục dẫn với công suất 20 (HP). Cùng với hệ thống cân bằng, xilanh ổn định hướng có tác dụng giữ cho đầu nối bảo vệ luôn ở trạng thái thẳng đứng khi tháo rời khỏi cột cần khoan (trong quá trình tháo lắp cần) làm cho quá trình tháo lắp cần dễ dàng hơn.

Bên trong của giá đỡ có một xilanh thủy lực để giữ giá đỡ luôn nâng lên so với đầu nối trong quá trình khoan và hạ giá đỡ xuống đầu nối trong quá trình nâng thả cột cần khoan. Bánh răng điều chỉnh được bắt bulông vào mặt trên của giá đỡ, bánh răng được dẫn động thông qua một động cơ thủy lực trên cụm ghim chốt, trong quá trình khoan ghim chốt giữ cho đầu quay đứng yên, khi cần nâng thả cần dựng, ghim chốt được tháo ra để giá đỡ có thể quay tự do 360°. Bản lề nghiêng có thể xoay tự do trong một khoảng nhất định nhờ vào chốt xoay, xilanh thủy lực được điều khiển từ bàn điều khiển thông qua một van điện từ, van điện từ này điều chỉnh lượng chất lỏng nạp vào xilanh.

Dây cáp điều khiển dùng để điều chỉnh khoảng cách giữa elevator và sàn dựng cần khoan trong quá trình tiếp cần giúp thợ khoan trên cao thực hiện thao tác dễ dàng hơn. Bên trong ống thủy lực là hệ thống các ống dẫn, xilanh nâng và cáp nâng, dây cáp nâng nối đầu piston của xilanh nâng với bàn kẹp và được vắt qua một con lăn ở trên đỉnh ống thủy lực. Bên trong bàn kẹp gồm có hai má kìm và một xilanh khí nén để sinh lực kẹp, cụm chi tiết này dùng để kẹp chặt cột cần khoan trong quá trình lắp cột cần khoan vào van tiết kiệm dung dịch.

Các dạng hỏng hóc, nguyên nhân và biện pháp khắc phục 1. Phanh động cơ

Ống nối, ống mềm bị rò rỉ Khắc phục hoặc thay thế tùy theo tình trạng ống Van điều áp bị bẩn hoặc hỏng Làm sạch, sửa chữa, thay. Van chặn bị kẹt, bẩn Làm sạch hoặc thay thế Van cân bằng bị hạ thấp Đưa van về đúng vị trí Cán piston. Kiểm tra xem bàn xoay trên sàn khoan đã ở đúng vị trí chưa, sau đó điều chỉnh ray dẫn hướng theo bàn xoay.

Kiểm tra lại loại dầu sử dụng xem đã phù hợp chưa (dựa vào bảng hướng dẫn sử dụng dầu bôi trơn). Phin lọc dầu bị tắc Tháo phin lọc để kiểm tra dòng chảy, áp suất tại cửa ra của bơm dầu, kiểm tra sự lưu thông của dầu. Ghim chốt ăn khớp Điều chỉnh van giảm áp Bộ phận cơ bị kẹt Kiểm tra và sửa chữa Van chủ đạo không dịch.

Thân van phía trong bị mòn Kiểm tra khe hở thân van phía trong và sửa chữa hoặc thay thế nếu cần Bộ khởi động vận hành. -Kiểm tra lại đường điện và áp suất khí nạp, hiệu chỉnh lại theo yêu cầu -Thay thế van điều chỉnh hướng. • Lắp lại cụm ống rửa (kiểm tra độ kín khít, độ chặt tại các mặt nối) sau đó lắp lại vào đầu quay;.

Nếu vẫn còn hiện tượng rò rỉ có thể là do đệm làm kín hoặc ống lót đã bị hỏng và cần được thay thế.

Công tác kiểm tra, bảo dưỡng 1. Công tác kiểm tra

Công tác bôi trơn

Độ nhớt của dầu bôi trơn thay đổi từ khá đậm đặc tại thời điểm bắt đầu mở máy cho đến rất loãng trong điều kiện động cơ chạy liên tục. Bôi trơn cho quạt gió 3 tháng (dầu bôi trơn động cơ) Thay dầu trong hộp tốc độ 3 tháng (dầu bôi trơn bánh răng) Thay phin lọc dầu trên hộp tốc độ 3 tháng. • Tra dầu vào cho các bạc lót bằng cách sử dụng súng bơm dầu Làm sạch dầu thừa ở cửa vào và nút xả cặn đồng thời thay thế các nắp đậy.

Thay thế dầu lần đầu cho hộp tốc độ sau 4 tuần hoặc 500 giờ làm việc đồng thời thay thế phin lọc dầu (đối với các lần tiếp theo thay thế với chu kỳ 3 tháng một lần). • Bôi trơn lại bạc lót con lăn qua lỗ bôi trơn để đảm bảo rằng dầu bôi trơn được bơm qua bạc lót, có thể để dầu bôi trơn tràn ra giữa con lăn và trục lăn;. • Sử dụng dầu bọc ống bôi trơn cho các mắt của quang treo elevator hàng tuần, đồng thời sử dụng dầu bôi trơn thông thường để bôi trơn cho các vú mỡ trên elevator.

• Bôi trơn van với khoảng 10 hành trình đầy đủ của súng bôi trơn cầm tay hoặc một lượng tương đương từ máy phun dầu sử dụng khí nén. Áp suất của dầu bôi trơn không được vượt quá 300 (psi), nếu áp suất dầu bôi trơn lớn hơn 300 (psi) có thể làm vòng chắn dầu bị đẩy vào khe hở giữa ổ tựa dưới và thân van;. • Sử dụng dầu bôi trơn thông thường để bôi trơn cho các vú mỡ trên bàn kẹp (trên thân bàn kẹp, bạc ổn định, vành dẫn hướng và trên xi lanh) và bôi trơn cho chốt bản lề hàng ngày;.

• Hàng tuần sử dụng chổi quét dầu lên ống thủy lực tại những bề mặt không sơn, tra dầu cho ổ bi trên tay đòn và trên cán piston điều khiển IBOP hàng tuần.

Lựa chọn đầu quay

Giếng khoan 1003 được lắp đặt trên giàn nhẹ BK-10, do vậy việc thi công giếng khoan này phải được thực hiện thông qua một giàn tự nâng khác. Hiện nay XNLD Vietsovpetro có 2 giàn khoan tự nâng là giàn Cửu Long và giàn Tam Đảo-01. Do vậy việc lựa chọn đầu quay phải dựa trên điều kiện công nghệ thực tế của giàn này.

• Khối lượng có thể nói là nhỏ so với các loại còn lại do đó góp phần hạn chế khối lượng trên tháp khoan;. • Hộp số có 2 tốc độ do đó có thể dễ dàng điều chỉnh chế độ khoan, tùy theo từng khoảng khoan;. Việc đưa đầu quay di động vào phục vụ cho công tác khoan thăm dò cũng như khoan khai thác dầu khí ở nước ta đã cho thấy những hiệu quả rất khả quan, do đó đầu quay di động ngày càng được sử dụng nhiều hơn, TDS- 8SA cũng là một trong những loại đầu quay được ưa chuộng, bằng chứng là cả 3 giàn tự nâng của PVD đều đang sử dụng loại đầu quay này.

Đầu quay di động cho phép thực hiện nhiều thao tác công nghệ, cho phép cải thiện quá trình khoan các giếng khoan ngang cũng như khoan nghiêng định hướng. • Không phải sử dụng cần chủ đạo do đó thao tác tiếp cần nhanh chóng, dễ dàng và an toàn cho kíp khoan;. • Tăng giá thành thiết bị, đặc biệt là công tác kiểm tra, bảo dưỡng phức tạp hơn nhiều so với sử dụng bàn rôto;.

• Do cấu tạo phức tạp nên đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức chuyên môn cao.