GB∕ T 31049-2022 石油天然氣鉆采設(shè)備 頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置（正式版）

ICS75.180.10GB/T31049—2022代替GB/T31049—2014IGB/T31049—2022 1 3術(shù)語(yǔ)和定義 1 34.1產(chǎn)品分類 34.2產(chǎn)品規(guī)格 34.3型號(hào)表示方法 4 4 45.2專用部件功能 9 96.1設(shè)計(jì)要求 96.2強(qiáng)度分析 96.3連接型式與尺寸 6.4動(dòng)力水龍頭 6.5管子處理裝置 6.6平衡機(jī)構(gòu) 6.7導(dǎo)軌與滑車 6.8液壓系統(tǒng) 6.9電氣系統(tǒng) 6.10電控系統(tǒng) 6.12頂驅(qū)下套管裝置 6.13軟扭矩系統(tǒng) 6.14扭擺減阻系統(tǒng) 6.15設(shè)計(jì)確認(rèn)和驗(yàn)證 7.1材料 217.3表面處理及涂裝 7.4質(zhì)量控制與追溯 Ⅱ8.1通則 8.2靜載荷拉伸試驗(yàn) 8.3零部件功能性試驗(yàn) 9.1檢驗(yàn)分類 9.2判定規(guī)則 11.1產(chǎn)品標(biāo)志 ⅢGB/T31049—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T31049—2014《石油鉆機(jī)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置》,與GB/T31049—2014相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)增加了頂驅(qū)型號(hào)表示方法(見(jiàn)4.3);b)增加了1500m、8000m、15000m系列頂驅(qū)的產(chǎn)品主要參數(shù)、提環(huán)與大鉤的連接尺寸、提環(huán)格參數(shù)、背鉗夾持范圍(見(jiàn)表1、表3、表4、表5、表6、表7和表8);c)增加了直驅(qū)頂驅(qū)動(dòng)力水龍頭結(jié)構(gòu)示例(見(jiàn)圖3);d)增加了剎車裝置的功能要求(見(jiàn)5.1.1.4);e)增加了承載箱的功能要求和設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)5.1.1.7、6.4.3);f)增加了專用部件功能(見(jiàn)5.2);g)增加了常規(guī)頂驅(qū)設(shè)計(jì)使用環(huán)境最低溫度要求(見(jiàn)6.1.2),增加了易墜落零部件防護(hù)措施要求(見(jiàn)6.1.4);h)增加了減速箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)6.4.2.3);i)更改了旋轉(zhuǎn)頭設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)6.5.1,2014年版的6.5.1);j)增加了液壓油溫升設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)6.8.2);k)增加了執(zhí)行元件要求(見(jiàn)6.8.5);1)更改了區(qū)域劃分的規(guī)范性引用文件(見(jiàn)6.9.1,2014年版的6.9.1),增加了海洋頂驅(qū)電控房規(guī)定(見(jiàn)6.9.1);m)增加了頂驅(qū)下套管裝置設(shè)計(jì)要求、試驗(yàn)要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目(見(jiàn)6.12、8.3.7、表10);n)增加了軟扭矩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、試驗(yàn)要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目(見(jiàn)6.13、8.3.8、表10);o)增加了扭擺減阻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、試驗(yàn)要求和檢驗(yàn)項(xiàng)目(見(jiàn)6.14、8.3.9、表10);p)更改了剎車試驗(yàn)方法(見(jiàn)8.3.2,2014年版的8.3.2)、主通道密封試驗(yàn)中型式試驗(yàn)壓力數(shù)值(見(jiàn)8.3.4.1,2014年版的8.3.4.1),更改了主通道密封試驗(yàn)出廠試驗(yàn)壓力(見(jiàn)8.3.4.2,2014年版的q)更改了液壓系統(tǒng)試驗(yàn)方法(見(jiàn)8.3.5,2014年版的8.3.5)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)石油鉆采設(shè)備和工具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC96)提出并歸口。本文件起草單位：北京石油機(jī)械有限公司、中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探開(kāi)發(fā)研究院、寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司、中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司、中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司、中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司、中石化中原石油工程有限公司、中海油研究總院有限責(zé)任公司、南陽(yáng)二機(jī)石油裝備集團(tuán)股份有限公司。本文件于2014年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。1石油天然氣鉆采設(shè)備頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置2規(guī)范性引用文件GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T3766液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及其元件的通用規(guī)則和安全要求GB/T4208—2017外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)GB/T7233.1—2009鑄鋼件超聲檢測(cè)第1部分：一般用途鑄鋼件GB/T7935液壓元件通用技術(shù)條件GB/T9444—2019鑄鋼鑄鐵件磁粉檢測(cè)GB/T19190—2013石油天然氣工業(yè)鉆井和采油提升設(shè)備GB/T19830石油天然氣工業(yè)油氣井套管或油管用鋼管GB/T23507.2石油鉆機(jī)用電氣設(shè)備規(guī)范第2部分：控制系統(tǒng)JB/T8468—2014鍛鋼件磁粉檢測(cè)SY/T6671石油設(shè)施電氣設(shè)備場(chǎng)所I級(jí)0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)的分類推薦作法3術(shù)語(yǔ)和定義2GB/T31049—2022導(dǎo)軌guiderail33.133.153.163.17扭擺減阻rockingdrilling4.1產(chǎn)品分類4.1.2按主動(dòng)力的傳遞方式，可分為減速驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)和直驅(qū)頂驅(qū)。4.2產(chǎn)品規(guī)格名義鉆深m額定載荷連續(xù)鉆井扭矩短時(shí)最大扭矩額定轉(zhuǎn)速鉆井液循環(huán)通道工作壓力MPa主軸內(nèi)徑4GB/T31049—2022表1產(chǎn)品規(guī)格及主要參數(shù)(續(xù))名義鉆深m額定載荷連續(xù)鉆井扭矩短時(shí)最大扭矩額定轉(zhuǎn)速鉆井液循環(huán)通道工作壓力MPa主軸內(nèi)徑“名義鉆深是在頂驅(qū)使用114mm(41/2in)鉆桿情況下的鉆井深度。b連續(xù)鉆井扭矩是在額定轉(zhuǎn)速下的連續(xù)最大扭矩。頂驅(qū)型號(hào)的表示方法見(jiàn)圖1。DQ口7——主動(dòng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)力水龍頭主要包括提環(huán)、動(dòng)力機(jī)(電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá))、鵝頸管、沖管總成、減速箱(或承載箱)、提環(huán)銷和主軸等零部件，減速驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)動(dòng)力水龍頭見(jiàn)圖2,直驅(qū)頂驅(qū)動(dòng)力水龍頭見(jiàn)圖3。5GB/T31049—2022圖2減速驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)動(dòng)力水龍頭結(jié)構(gòu)示例6GB/T31049—2022標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：2——鵝頸管；4——?jiǎng)恿C(jī)；5——承載箱；6——提環(huán)銷；7——主軸。5.1.1.4剎車裝置5.1.1.4.2頂驅(qū)宜采用能耗制動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，待降至較低轉(zhuǎn)速后通過(guò)盤(pán)剎制動(dòng)。盤(pán)剎也可用于緊急制沖管總成上端與鵝頸管相連，下端與主軸相連，具有對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)密封的功能，為鉆井液提供循環(huán)7GB/T31049—2022通道。結(jié)構(gòu)示例見(jiàn)圖4。2——內(nèi)防噴器；3——吊環(huán)傾斜機(jī)構(gòu)；5——保護(hù)接頭；定的角度),配合吊環(huán)傾斜機(jī)構(gòu)去小鼠洞抓取單根或?qū)?zhǔn)二層臺(tái)的立柱，或?qū)⒌醐h(huán)及吊卡轉(zhuǎn)至某一位8GB/T31049—2022的操作而更加旋緊或松開(kāi)。5.1.2.6背鉗背鉗能夾持鉆柱接頭完成鉆柱旋緊或松開(kāi)作業(yè)，也能夾持內(nèi)防噴器和保護(hù)接頭完成拆裝作業(yè)。背平衡機(jī)構(gòu)是在旋緊或松開(kāi)鉆柱螺紋時(shí)平衡頂驅(qū)本體(或頂驅(qū)本體與一個(gè)立根)的質(zhì)量，減小螺紋在旋緊或松開(kāi)鉆柱螺紋過(guò)程中的磨損。平衡機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有緩沖功能，減小沖擊載荷對(duì)提環(huán)的影響。5.1.4.1導(dǎo)軌與滑車的作用是使頂驅(qū)沿鉆機(jī)井架上下移動(dòng)，在鉆井作業(yè)中保持在相對(duì)于井架的正確位5.1.4.2頂驅(qū)導(dǎo)軌通?？煞譃閱螌?dǎo)軌和雙導(dǎo)軌兩種結(jié)構(gòu)。扭矩傳遞到井架下端。回轉(zhuǎn)與鎖緊、內(nèi)防噴器的打開(kāi)與關(guān)閉、主動(dòng)力機(jī)的制動(dòng)與松開(kāi)等功能均由輔助液壓傳動(dòng)和控制系統(tǒng)5.1.6.2對(duì)于電驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)，電氣傳動(dòng)與控制的核心部分分為驅(qū)動(dòng)和控制兩部分，驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)裝9GB/T31049—2022鉆井工況的控制。必要時(shí)，可以在二層臺(tái)上配置輔助操作臺(tái)，用于在二層臺(tái)操作旋轉(zhuǎn)頭和吊環(huán)傾斜機(jī)構(gòu)。液的循環(huán)。如果配置頂驅(qū)下套管裝置，設(shè)計(jì)應(yīng)符合6.12的規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)符合8.3.7的規(guī)定，功能應(yīng)滿足——通過(guò)頂驅(qū)的提升和下放實(shí)現(xiàn)套管柱的提升和下放動(dòng)作；-—通過(guò)頂驅(qū)的主軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)頂驅(qū)下套管裝置的卡瓦夾持總成實(shí)現(xiàn)套管螺紋的連接和松開(kāi)；——記錄運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)和參數(shù)?！涗涍\(yùn)行時(shí)的狀態(tài)和參數(shù)。6設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)要求6.1.2常規(guī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用環(huán)境最低溫度應(yīng)為一20℃。6.1.3特殊環(huán)境用頂驅(qū)的材料應(yīng)滿足所處環(huán)境下的性能要求、液壓和電氣系統(tǒng)應(yīng)在所處環(huán)境下可靠工作。如鉆井設(shè)計(jì)地層中含有硫化氫，頂驅(qū)鉆井液循環(huán)通道零部件應(yīng)選用抗硫化氫腐蝕配置。海洋環(huán)境6.2.1.1頂驅(qū)主承載件強(qiáng)度分析通常應(yīng)以彈性理論為基礎(chǔ)。但在適當(dāng)場(chǎng)合下，可按GB/T19190—2013GB/T31049—2022中4.3.5的規(guī)定采用極限強(qiáng)度(塑性)分析，也可采用有限元法，或采用和有限元相結(jié)合的分析方法。6.2.1.2對(duì)于所有影響設(shè)計(jì)的力的每個(gè)橫截面，應(yīng)采用力的作用位置與方向的最不利的組合方式。6.2.2等效應(yīng)力根據(jù)芬·米塞斯-亨克(VonMises-Hencky)理論，由額定載荷引起的名義等效應(yīng)力，不應(yīng)超過(guò)由公式(1)計(jì)算的最大許用應(yīng)力Rmax值?！街校篟max——最大許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);Re——最小屈服強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa);ns——設(shè)計(jì)安全系數(shù)(應(yīng)符合6.2.3的規(guī)定)。6.2.3主承載件設(shè)計(jì)安全系數(shù)主承載件設(shè)計(jì)安全系數(shù)應(yīng)符合表2中的規(guī)定。表2主承載件設(shè)計(jì)安全系數(shù)額定載荷Pmax設(shè)計(jì)安全系數(shù)n1334～4448(含)3.00-[0.75(Pmax—1334)/3114]"1334、3114單位為千牛(kN)。6.2.4剪切強(qiáng)度在涉及剪力的設(shè)計(jì)計(jì)算中，剪切屈服強(qiáng)度與抗拉屈服強(qiáng)度之比應(yīng)為0.58。6.3連接型式與尺寸6.3.1提環(huán)尺寸如果需要使用提環(huán)與大鉤連接時(shí)，提環(huán)與大鉤的連接尺寸應(yīng)符合表3和圖5的規(guī)定。對(duì)于與游車直接連接的提環(huán)，提環(huán)與游車的連接尺寸應(yīng)符合表4和圖6的規(guī)定。表3提環(huán)與大鉤的連接尺寸名義鉆深m額定載荷提環(huán)與大鉤接觸表面的半徑其他連接尺寸E2,maxF?,mn表3提環(huán)與大鉤的連接尺寸(續(xù))名義鉆深m額定載荷提環(huán)與大鉤接觸表面的半徑mm其他連接尺寸mmd?maxC2.min63.504000225063.5069.85450082.55800082.55900067509000——注：E?、F?、d?、e2見(jiàn)圖5。名義鉆深m額定載荷提環(huán)與游車接觸表面的半徑mm其他連接尺寸A2.mina2,minC2,maxGB/T31049—2022表4提環(huán)與游車的連接尺寸(續(xù))名義鉆深m額定載荷提環(huán)與游車接觸表面的半徑mm其他連接尺寸mmA2.mina2,minC2,max4000225076.2076.20450082.55800082.559000675082.559000注：A?、B?、a2、c?見(jiàn)圖6。連接鉆柱的上接頭。6.3.2.2主軸、內(nèi)防噴器、保護(hù)接頭的連接見(jiàn)圖7,主軸與內(nèi)防噴器采用螺紋連接，連接方式按需確定，圖7為常見(jiàn)的螺紋連接方式，連接尺寸及螺紋應(yīng)符合表5的規(guī)定。如需特殊參數(shù)，可與用戶協(xié)商。GB/T31049—20221——主軸；3——保護(hù)接頭。名義鉆深m額定載荷內(nèi)防噴器外徑內(nèi)防噴器連接螺紋上端下端旋轉(zhuǎn)頭上懸掛吊環(huán)的吊耳見(jiàn)圖8,連接尺寸應(yīng)符合表6的規(guī)定。圖8旋轉(zhuǎn)頭吊耳表6旋轉(zhuǎn)頭吊耳尺寸名義鉆深m額定載荷旋轉(zhuǎn)頭吊耳與吊環(huán)接觸表面半徑mm其他連接尺寸———注：D?、C?、fi、gi、h?見(jiàn)圖8。6.4動(dòng)力水龍頭6.4.1主推力軸承主推力軸承承受鉆柱縱向載荷。動(dòng)力水龍頭主推力軸承的額定載荷W,應(yīng)由公式(2)確定：式中：W,——主推力軸承在100r/min時(shí)的計(jì)算載荷，單位為千牛(kN);Wr——主推力軸承在100r/min時(shí)，90%的軸承最短使用壽命為3000h時(shí)的額定載荷，單位為牛800單位為牛/千牛(N/kN)。GB/T31049—2022溫穩(wěn)定后，潤(rùn)滑油溫升不應(yīng)超過(guò)45℃,最高溫度不應(yīng)超過(guò)85℃。裝置。旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)可調(diào)，宜設(shè)定為3r/min～6r/min。旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)部宜預(yù)留至少3路旋轉(zhuǎn)液壓油6.5.3.2在空載條件下，遙控操作內(nèi)防噴器的關(guān)閉，應(yīng)在按下操作按鈕后5s內(nèi)完成動(dòng)作。內(nèi)防噴器的規(guī)格參數(shù)應(yīng)符合表7的規(guī)定。如需特殊參數(shù)，可與用戶協(xié)商確認(rèn)。名義鉆深額定載荷外徑壓力等級(jí)mmmMPaGB/T31049—2022背鉗機(jī)構(gòu)應(yīng)在規(guī)定扭矩下夾緊鉆柱接頭，并應(yīng)帶有防護(hù)裝置(或功能),防止在正常鉆進(jìn)時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)與鉆柱接頭接觸產(chǎn)生摩擦。背鉗的夾持范圍應(yīng)符合表8的規(guī)定。如需特殊參數(shù)，可與用戶協(xié)商。表8背鉗夾持范圍名義鉆深額定載荷夾持范圍mmm86～127200086～12786～1274000225086～19786～197450086～216800086～2169000675086～216900086～25086～250平衡機(jī)構(gòu)的承載能力應(yīng)不小于頂驅(qū)本體與一個(gè)鉆桿立根的質(zhì)量。6.7.1導(dǎo)軌的長(zhǎng)度應(yīng)與井架高度相適應(yīng)，懸掛高度可調(diào)。導(dǎo)軌安裝好后，下端面距離鉆臺(tái)面的高度宜不小于2m,同時(shí)保證頂驅(qū)本體接近鉆臺(tái)面時(shí)滑車不會(huì)從導(dǎo)軌中脫出。6.7.2滑車的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)、材料要求、質(zhì)量控制和標(biāo)志按GB/T19190—2013中9.17的規(guī)定執(zhí)行。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T3766的規(guī)定，液壓元件應(yīng)符合GB/T7935的規(guī)定。度的要求。使用時(shí)液壓油溫升不應(yīng)超過(guò)65℃。壓力。GB/T31049—20226.8.3.2軟管的爆破壓力應(yīng)為軟管額定壓力的4倍。6.8.3.3軟管總成應(yīng)進(jìn)行軟管額定壓力1.5倍的壓力試驗(yàn)。安裝在頂驅(qū)上的電磁閥應(yīng)具有隔爆功能，隔爆等級(jí)不低于ExdⅡBT4。6.8.5.1油缸零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，油缸試驗(yàn)應(yīng)按GB/T15622的規(guī)定執(zhí)行。6.8.5.2液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足頂驅(qū)的要求，檢驗(yàn)應(yīng)符合JB/T10829的要求。6.8.5.3液壓油性能應(yīng)滿足環(huán)境要求，保證清潔，液壓油的檢驗(yàn)應(yīng)符合GB11118.1的要求。6.9電氣系統(tǒng)6.9.1陸地井場(chǎng)頂驅(qū)電控房所處的場(chǎng)所應(yīng)為SY/T6671中規(guī)定的非分類區(qū)域。海洋移動(dòng)鉆井裝置上頂驅(qū)電控房所因空間原因無(wú)法處于非分類區(qū)域時(shí)，應(yīng)采用符合所在區(qū)域要求的防爆設(shè)計(jì)。6.9.2頂驅(qū)本體和司鉆操作臺(tái)的區(qū)域安全設(shè)計(jì)應(yīng)按SY/T6671的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.9.3所有元器件均應(yīng)能夠在所處環(huán)境中全天候100%負(fù)荷下連續(xù)工作。6.9.4電氣系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T23507.2規(guī)定的電網(wǎng)條件和海拔的要求。6.9.5設(shè)備中所用導(dǎo)線的顏色應(yīng)符合國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。6.9.6導(dǎo)線的額定絕緣電壓應(yīng)與電路的額定工作電壓或?qū)Φ仉妷合噙m應(yīng)。6.9.7撓性電纜的最小彎曲半徑不應(yīng)小于電纜廠家根據(jù)其產(chǎn)品所處環(huán)境溫度范圍所規(guī)定的彎曲半徑。6.9.8為了方便現(xiàn)場(chǎng)安裝和連接，動(dòng)力電纜和控制電纜允許分段。在電纜分段處連接插接裝置的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于GB/T4208—2017中IP55。6.9.9配套的三相防爆異步小電機(jī)的能效等級(jí)應(yīng)不低于GB18613—2020中3級(jí)的規(guī)定。6.9.10變頻電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于GB/T4208—2017中IP55。6.9.11系統(tǒng)中所有控制柜以及外部安裝的元器件應(yīng)通過(guò)專門(mén)的接地導(dǎo)線連接到接地系統(tǒng)中。如有可能，所有電器控制及電力回路要與上述接地系統(tǒng)絕緣。上述系統(tǒng)所有接地導(dǎo)線的尺寸設(shè)計(jì)要根據(jù)最大接地故障電流值來(lái)確定。6.9.12電控柜包括接入電控柜的導(dǎo)管和進(jìn)入電控柜的電纜壓蓋，設(shè)計(jì)應(yīng)滿足或超過(guò)所安裝區(qū)域的特殊防爆要求。6.9.13電氣系統(tǒng)應(yīng)具備加熱及去凝露裝置。6.9.14應(yīng)配置適當(dāng)?shù)难b置，保證控制柜在適當(dāng)?shù)臏貪穸确秶鷥?nèi)工作。6.10電控系統(tǒng)6.10.1.1電控系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)頂驅(qū)主傳動(dòng)裝置的速度、轉(zhuǎn)矩的控制。應(yīng)提供數(shù)據(jù)接口與第三方監(jiān)控系6.10.1.2配套集中控制一體化鉆機(jī)的頂驅(qū)，電控系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T23507.2規(guī)定的聯(lián)鎖、保護(hù)要求。6.10.1.3電控系統(tǒng)應(yīng)包括人機(jī)界面(HMI)或接口，用于系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。6.10.1.4控制電路的設(shè)計(jì)應(yīng)保障人身安全，采取措施減小引發(fā)操作失6.10.1.5電控系統(tǒng)應(yīng)具有包容性，可嵌入其他控制技術(shù)。這些控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)如軟扭矩等特定功能，但不應(yīng)影響原控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6.10.1.6管子處理裝置的控制回路應(yīng)采用冗余電氣回路設(shè)計(jì)，在頂驅(qū)本體通訊故障時(shí)，仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)管子處理裝置的控制。GB/T31049—20226.10.2.2控制電路的電源引入端應(yīng)裝有熔斷器或斷路器做短路保護(hù)。6.10.3.1.1控制柜應(yīng)符合GB/T3797、GB/T7251.8的規(guī)定。6.10.3.1.2安裝于保護(hù)房?jī)?nèi)的柜體防護(hù)等級(jí)一般不低于GB/T4208—2017中IP2X。號(hào)和代號(hào)。6.11司鉆操作臺(tái)6.11.2面板上的操作應(yīng)有互鎖設(shè)計(jì)。障或報(bào)警。6.12頂驅(qū)下套管裝置6.12.1下放套管規(guī)格應(yīng)符合GB/T19830的規(guī)定。6.12.4與頂驅(qū)之間應(yīng)具有良好的接口(連接螺紋、控制管線),安裝時(shí)不應(yīng)拆除內(nèi)防噴器，安裝后不應(yīng)影響頂驅(qū)基本操作。的數(shù)量。置的卡瓦夾持機(jī)構(gòu)提升。6.12.8卡瓦夾持機(jī)構(gòu)及整機(jī)應(yīng)提供滿足驅(qū)動(dòng)套管(柱)旋轉(zhuǎn)的扭矩且具備反轉(zhuǎn)功能，其最小額定工作扭矩應(yīng)不低于對(duì)應(yīng)套管螺紋上緊扭矩的1.5倍，滿足松開(kāi)套管螺紋的技術(shù)要求。應(yīng)加裝放松裝置，防止6.12.9頂驅(qū)下套管的密封總成動(dòng)態(tài)密封壓力不應(yīng)低于鉆井液循環(huán)通道實(shí)際工作壓力。6.12.10主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合表9的規(guī)定。GB/T31049—2022表9頂驅(qū)下套管裝置的主要技術(shù)參數(shù)適用套管標(biāo)稱外徑“mm(in)額定提升載荷額定工作扭矩密封耐壓MPa連接螺紋NC50或406.40(16)473.08(1858)所有列出套管規(guī)格均符合GB/T19830,非標(biāo)套管可按照標(biāo)稱外徑接近的套管執(zhí)行。額定提升載荷是指頂驅(qū)下套管裝置卡瓦夾持機(jī)構(gòu)所能承受的最大提升載荷，不同裝置承載能力不同，當(dāng)實(shí)際套管重量大于裝置的提升載荷時(shí)不應(yīng)采用裝置提升，應(yīng)用滿足要求的吊環(huán)提升。密封耐壓是指頂驅(qū)下套管裝置密封總成所能承受的最低套管密封壓力。連接螺紋可根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制，應(yīng)滿足安全提升要求。6.13軟扭矩系統(tǒng)6.13.1頻域響應(yīng)設(shè)計(jì)6.13.1.1具有必要的軟、硬件接口，可獲取或釋放對(duì)頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的相關(guān)控制權(quán)。軟件接口應(yīng)包括但一種或數(shù)種。6.13.1.2運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能明顯抑制粘滑現(xiàn)象，在60s內(nèi)使地面扭矩(扭矩實(shí)際值)波動(dòng)幅值減小30%6.13.1.3運(yùn)行時(shí)，地面轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速實(shí)際值)波動(dòng)幅值應(yīng)在0～200%轉(zhuǎn)速設(shè)定值，不應(yīng)超過(guò)頂驅(qū)的最大轉(zhuǎn)速；地面轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速實(shí)際值)平均值與轉(zhuǎn)速設(shè)定值的偏差應(yīng)小于轉(zhuǎn)速設(shè)定值的10%。6.13.1.4應(yīng)有轉(zhuǎn)速實(shí)際值與扭矩實(shí)際值的慢速歸檔、快速歸檔與趨勢(shì)顯示功能，慢速歸檔間隔采樣周期不大于500ms,快速歸檔采樣周期不大于5ms,趨勢(shì)顯示采樣周期不大于500ms。6.13.2穩(wěn)定性不應(yīng)因軟扭矩功能致使轉(zhuǎn)速實(shí)際值產(chǎn)生發(fā)散振蕩。GB/T31049—20226.14扭擺減阻系統(tǒng)6.14.1.2控制頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速偏差不應(yīng)超過(guò)±1%額定轉(zhuǎn)速，扭矩偏差不應(yīng)超過(guò)±2.5%額定扭矩，角度偏驗(yàn)(包括液壓系統(tǒng)試驗(yàn)和電控系統(tǒng)試驗(yàn))以及通過(guò)頂驅(qū)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。6.15.2制造商應(yīng)保存設(shè)計(jì)控制文件，證明產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)計(jì)的目標(biāo)。設(shè)計(jì)控制文件應(yīng)至少包括設(shè)計(jì)所有材料均應(yīng)適用于預(yù)定的用途。除另有規(guī)定外，7.1.2～7.1.5規(guī)定了主承載件和承壓件材料要求。主承載件應(yīng)有所用材料的規(guī)范文件。包括但不限于下列各項(xiàng)：——化學(xué)成分和允差；——力學(xué)性能要求；7.1.3.1材料應(yīng)符合制造商的材料規(guī)范規(guī)定的性能要求。力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)在合格的試樣上進(jìn)行，試樣的取樣方法應(yīng)符合GB/T19190—2013中6.4的相關(guān)規(guī)定。試件的拉力試驗(yàn)方法按GB/T228.1的規(guī)定執(zhí)行。試件的硬度試驗(yàn)應(yīng)按GB/T231.1的規(guī)定執(zhí)行。GB/T31049—20227.1.3.2材料吸收能量應(yīng)由試件三次試驗(yàn)的平均值確定。7.1.3.3最小屈服強(qiáng)度大于或等于310MPa的主承載件材料，其在-20℃時(shí)的平均吸收能量不小于42J,且其中任一值不小于32J。最小屈服強(qiáng)度低于310MPa的主承載件材料，其在-20℃時(shí)的平均吸收能量不小于27J,且其中任一值不應(yīng)小于20J。設(shè)計(jì)溫度低于-20℃時(shí)，材料的吸收能量要求應(yīng)符合GB/T19190—2013中A.3的規(guī)定。試件的沖擊試驗(yàn)方法按GB/T229的規(guī)定執(zhí)行。7.1.4.2主承載件材料的最大含硫和含磷量均應(yīng)小于0.025%。7.1.5.1鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行超聲波檢測(cè)和磁粉檢測(cè)。超聲波檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合GB/T7233.1—2009中的2級(jí)規(guī)定，磁粉檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合GB/T9444—2019中的2級(jí)規(guī)定。7.1.5.2鍛件應(yīng)進(jìn)行超聲波檢測(cè)和磁粉檢測(cè)。超聲波檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合GB/T6402—2008中的3級(jí)規(guī)定。磁粉檢測(cè)應(yīng)符合JB/T8468—2014中的2級(jí)規(guī)定。7.1.5.3主承載件在進(jìn)行靜載荷拉伸試驗(yàn)后，應(yīng)在24h后對(duì)其關(guān)鍵部位進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)方法按制造商應(yīng)按GB/T19190—2013中的相應(yīng)規(guī)定制定書(shū)面的焊接規(guī)范。焊接應(yīng)按書(shū)面規(guī)范進(jìn)行，包括但不限于下列各項(xiàng)：——焊接材料及管理；——焊接工藝規(guī)程；——焊接檢驗(yàn)員資格；——相關(guān)質(zhì)量記錄。焊接應(yīng)按經(jīng)過(guò)評(píng)定的焊接工藝規(guī)程進(jìn)行。執(zhí)行焊接工藝規(guī)程的施焊記錄應(yīng)按第10章的要求作為7.2.5.1焊接應(yīng)由評(píng)定合格的焊工進(jìn)行。如果焊工連續(xù)6個(gè)月以上沒(méi)有從事資格評(píng)定過(guò)的工作，其資格應(yīng)重新評(píng)定。7.2.5.2焊工的焊接技能評(píng)定應(yīng)有相應(yīng)的技能評(píng)定記錄。焊工的資格鑒定記錄應(yīng)按第10章的要求作無(wú)損檢測(cè)人員和完工焊縫進(jìn)行目檢的人員應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行資格鑒定。7.2.7.1焊接工藝要進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定程序應(yīng)符合GB/T19190—2013中第7章的規(guī)定。7.2.7.2工藝評(píng)定記錄應(yīng)按第10章的要求作為記錄保存。焊縫無(wú)損檢測(cè)應(yīng)符合GB/T19190—2013中8.4.9要求。7.2.10.1鍛件不應(yīng)補(bǔ)焊。7.2.10.2鑄鋼件中主承載件的關(guān)鍵部位不應(yīng)補(bǔ)焊，其他部位可補(bǔ)焊。焊條或焊絲應(yīng)與鑄件材質(zhì)相匹形成文件并根據(jù)買方的要求提供。應(yīng)按照腐蝕環(huán)境、使用環(huán)境、防腐年限設(shè)計(jì)涂層配套體系。頂驅(qū)所處腐蝕環(huán)境在大氣環(huán)境下分為C3,C4、C5和CX,大氣腐蝕分類按照SY/T6919—2020中表1的規(guī)定。防腐年限分為低(不超過(guò)7年)、中(7年～15年)、高(15年以上～25年)三個(gè)等級(jí)。頂驅(qū)的漆膜厚度應(yīng)根據(jù)腐蝕環(huán)境和防腐年限來(lái)確定，應(yīng)符合SY/T6919—2020中表3的規(guī)定藝以及檢驗(yàn)要求。7.4.2.2所有從事直接影響材料和產(chǎn)品質(zhì)量的其他質(zhì)量控制工作的人員應(yīng)按制造商制定的程序進(jìn)行資用于檢測(cè)、試驗(yàn)和檢驗(yàn)材料或用于檢查、試驗(yàn)和檢驗(yàn)其他設(shè)備的設(shè)備應(yīng)按照法定的程序進(jìn)行認(rèn)定、管理、校準(zhǔn)和定期調(diào)整，以保持所要求的精度。7.4.4可追溯性7.4.4.1各零部件應(yīng)能根據(jù)識(shí)別標(biāo)記或相關(guān)記錄進(jìn)行追溯，主承載件應(yīng)能追溯到相應(yīng)的熱處理爐號(hào)。7.4.4.2識(shí)別標(biāo)記應(yīng)在所有加工階段保留在材料上以及保留在成品零部件上。制造商制定的可追溯性要求應(yīng)包括保留、更換識(shí)別標(biāo)記和識(shí)別標(biāo)記檢查記錄的條款。緊固件如果是按照公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)記的，可不再規(guī)定追溯性要求。應(yīng)對(duì)頂驅(qū)進(jìn)行靜載荷拉伸試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。產(chǎn)品裝配完成后應(yīng)進(jìn)行功能性試驗(yàn)。功能性試驗(yàn)包括：——?jiǎng)恿λ堫^試驗(yàn)；——管子處理裝置試驗(yàn)；——主通道密封試驗(yàn)；——液壓系統(tǒng)試驗(yàn)；—電控系統(tǒng)試驗(yàn)；———頂驅(qū)下套管試驗(yàn)(如配置);——軟扭矩系統(tǒng)試驗(yàn)(如配置);——扭擺減阻系統(tǒng)試驗(yàn)(如配置)。8.2靜載荷拉伸試驗(yàn)8.2.1試驗(yàn)載荷的確定施加到被試產(chǎn)品上的最大試驗(yàn)載荷應(yīng)按公式(3)確定：式中：P——最大試驗(yàn)載荷，不應(yīng)小于2Pmax,單位為千牛(kN);Pmax——額定載荷，單位為千牛(kN);n——設(shè)計(jì)安全系數(shù)(見(jiàn)6.2.3)。8.2.2試驗(yàn)裝置8.2.2.1試驗(yàn)裝置應(yīng)按照GB/T19190—2013中5.6的要求進(jìn)行校準(zhǔn)，保證獲得規(guī)定的試驗(yàn)載荷。如載荷超過(guò)3558kN,可以使用相當(dāng)于A級(jí)，誤差小于2.5%的校準(zhǔn)器進(jìn)行校驗(yàn)。8.2.2.2應(yīng)對(duì)試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)裝置對(duì)產(chǎn)品(或零部件)的加載方式應(yīng)與實(shí)際工況基本相同，包括載荷支撐面的接觸面積。8.2.3試驗(yàn)要求8.2.3.1若產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀許可，應(yīng)將應(yīng)變片貼到試驗(yàn)產(chǎn)品所有預(yù)期會(huì)產(chǎn)生高應(yīng)力的部位上。在關(guān)鍵區(qū)域，宜貼三元應(yīng)變片。8.2.3.2將設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)載荷施加到產(chǎn)品上。此試驗(yàn)載荷應(yīng)小心施加，讀出應(yīng)變儀數(shù)值并觀察其屈服情況。試驗(yàn)產(chǎn)品可根據(jù)需要多次加載以便獲得足夠數(shù)據(jù)。GB/T31049—20228.2.3.3根據(jù)應(yīng)變儀讀數(shù)算出的應(yīng)力值不應(yīng)超過(guò)由設(shè)計(jì)計(jì)算(以最大試驗(yàn)載荷P,為依據(jù))求得的數(shù)與原來(lái)要求的相同試驗(yàn)產(chǎn)品件數(shù)(其中包括與失效的一件規(guī)格和額定值相同的試驗(yàn)產(chǎn)品)進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。8.2.3.5產(chǎn)品中的個(gè)別零件，當(dāng)其工裝模擬的載荷條件符合組裝后該零件的情況時(shí)，也可單獨(dú)進(jìn)行試應(yīng)在額定扭矩和額定功率條件下進(jìn)行加載試驗(yàn)，繪制性能曲線圖。性能曲線應(yīng)滿足表1要求。采用50%～70%的連續(xù)鉆井扭矩進(jìn)行鉆柱上扣和卸扣試驗(yàn)，檢測(cè)背鉗伸出縮回狀態(tài)。卸扣時(shí)不應(yīng)有飛車現(xiàn)象。進(jìn)行最大卸扣扭矩試驗(yàn)，背鉗不應(yīng)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，最大卸扣扭矩應(yīng)符合表1短時(shí)最大扭矩的規(guī)定。達(dá)應(yīng)工作正常。主軸轉(zhuǎn)速小于10r/min,加載至最大連續(xù)鉆井扭矩，采用盤(pán)剎制動(dòng)型式剎車。主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)并保旋轉(zhuǎn)頭在小于10r/min下進(jìn)行正、反向旋轉(zhuǎn)測(cè)試，旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)卡阻現(xiàn)象，換向時(shí)無(wú)沖擊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。GB/T31049—2022大于200N·m。靜壓力試驗(yàn)應(yīng)包含以下四個(gè)步驟：c)使設(shè)備的外表面徹底風(fēng)干；液壓系統(tǒng)額定壓力條件下的密封性能試驗(yàn)保壓時(shí)間不應(yīng)少于5min,系統(tǒng)中管線、接口和密封處應(yīng)無(wú)漏油，管道應(yīng)無(wú)永久性變形。在額定壓力下進(jìn)行液壓源、液壓閥組和各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能及聯(lián)動(dòng)試主軸在0r/min～50r/min轉(zhuǎn)速之間運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)級(jí)調(diào)速，先低速，后高速，低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)不小于10min,總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)不應(yīng)小于30min。不同轉(zhuǎn)速下最高轉(zhuǎn)矩應(yīng)不大于3.0kN·m。0逐級(jí)拉伸，測(cè)試頂驅(qū)下套管裝置的提升機(jī)構(gòu)及卡瓦夾持機(jī)構(gòu)的抗拉性能。在試驗(yàn)套管的額定拉力范頂驅(qū)下套管裝