RSBOP说明

钻井工艺室

2000年4月29日

第一部分  介绍说明

1．1  随钻系统压力控制的详细说明

Shaffer公司PCWD系统压力控制由四个主要构件组成如下（见图1－1）：

·旋转球形防喷器（RSBOP）

·液压泵站（HCU）

·司钻操作台

·专用工具

    RSBOP 装在防喷器（闸板或球形）上，HCU放在RSBOP附近方便司钻控制的地方， HCU为RSBOP与防火软管提供液压控制，并且液压控制是由司钻盘控制的。介绍说明RSBOP的环形防喷设计是用来关井和封闭井里的钻杆、方钻杆与井眼环形空隙的。RSBOP也可密封空井。当钻进或起下钻时，环空仍能密封。RSBOP的特点是当RSBOP在封闭环形空隙时，钻柱仍可继续旋转。

    系统设计成自动调整压井密封关紧力，以便降低钻柱对密封件的磨损。这种方法叫“旋转法”。在高井口压力条件下，操作员会把系统切换到成为静态的高压模式，在静态密封模式下系统是由在HCU内的储能器来维持，来给密封件提供最大的封闭力。在这种模式下，钻柱是不可能旋转的。操作员可用司钻盘来打开或关闭RSBOP和选择操作控制PCWD的方法；监控井眼压力和PCWD系统的状况；也可调整RSBOP装配件的密封力。

专用工具抱括内部联接管和系统连接的电缆。

1．2  安全预防措施

     在操作控制系统时，操作员和技术人员应注意个人的安全。只要遵守安全预防措施，意外事故是可以避免的。

1.2.1 电路安全措施

    为确保安全，电路安全措施应在电路控制系统中多复习。电工们都应掌握正确的安全防备和急救知识。以下的电路安全措施表可帮助避免系统损坏并确保个人安全。

在操作系统时，应提供正确的电源电压，电流和相位。

当在有爆炸性的导电体、接线柱或自动遥控器旁工作时，应非常小心。

电力接线盒，联接管和电路开关应有防电保护层以确保接通电源时，火点不会造成着火或爆炸的后果。

请不要乱动电路，机械联锁或有关安全的仪器。

    在维修或调整电器前，应确保全部的电路都关掉才可进行工作。

    不要独自维修或调整电路。始终保持有一位合格的工作人员在场，以便在意外发生时，能给预正确的帮助和紧急关闭的知识指导。

维修期间，在任何开动电路的地方应置放适当的警告牌防止意外应用电力系统。

在暴露电器元件4尺的工作范围内，穿着适当的工作服。不要穿带任何金饰，手表或金属钮扣的衣服。

    应用特制的扳手、涂层或套筒方法来隔离金属手提工具。

 当电路处在潮湿的地方工作时，应提供干爽或不传导的布料。这可避免发生电路意外。

1.2.2  液压电路安全措施

由高压和高能量控制单元所产生的液压电源足以让我们提高警惕。观察以下的预防措施表能预防液压能对仪器的损坏和人员的伤害。

●使用正确的液压油以确保控制系统操作正确。

●液压油要经过过滤以免有污垢或碎石进入液流循环系统。

●溢出的液压油要马上清理，然后检查及修改液压油溢出的原因。

●如果衣服被液压油淋湿得马上换衣。长期与液压油接触对身体有害。

●确保安全阀工作正常，并处于设计安全压力水平上。

●如果液压管路破裂或泄漏应避免与其直接接触。

●为了确保安全，不要转动泄漏的接合处及配件。

●当管线内有高压时，不可转动泄漏的接头或配件，否则会损坏管线及严重伤害工作人员。

●在液压油完全排出前，应确保所有电动和气动的电源关掉才可进行维修液压电路，所有液压表读数为零。

●预先充储能器时，只能用氮气。

1.2.3 电缆与软管安全预防措施

以下的安全措施表可帮助避免系统损坏以及确保个人安全。

●预防电缆压缩空气软管、液压软管被切、刮、磨损和破坏。

●电缆路线和软管应放置在不防碍行人来往和机械操作的地方。

●确保电缆和软管弯曲度最低以防弯曲，扭曲所造成导体的损坏和裂缝。

1.2.4 焊接与切割安全措施

以下的安全措施可帮助避免错误的焊接和切割程序所造成的损坏和伤亡。

●不可在没有防电保护层的电缆、软管和束软管进行电焊和气焊作业，焊接熔渣会严重损害电缆或软管

●防止焊接熔渣散入液压系统里。

1.2.5 工作区域安全措施

要避免任何损伤，就必须确保在进行工作时没有任何危险阻碍物。例如化学药品或其他。以下是可确保安全工作环境的例子。

●用适当的人员尽可能安全、快速把悬空的危险障碍物移到工作区以外。

●把工作区内及附近的所有易燃物品移开，抱括以下物品：

／油布，纸产品或其他易燃物品。／煤油、气油及其他易燃液体。／氧气桶，乙炔或其他易燃气体。

●任何会危害工作区域的危险情形、状况、环境都应修正。

1.2.6 替换正确的零件

许多Shaffer系统的零件是根据系统设计规范而制造的。为了避免可能有危害性的仪器故障，请使用雪弗尔的零件进行装配。

我们应注意安全措施、法则和公司条例。

1.2.7 警戒、防备与指示

请遵照这本手册的警戒、防备与指示。

A、警戒牌

包括对于潜在的危险、步骤和／或用法的有关资料。如不严格遵守会造成仪器损坏或员工受伤。

B、防备牌

包括对于潜在的危险、步骤和／或用法的有关资料。如不严格遵守，会造成仪器或物料损坏。

C、指示牌

包括必要或有效资料关于所有情形、步骤、实习和配件。这些指示是为了协助操作装配步骤任务或澄清手册内容的特殊部份。

第二部分  操作理论说明

这部份包括对压力控制钻井系统（PCWD）更深一层的理论。这也抱括旋转球形防喷器（RSBOP）和液压控制系统（HCU）。

2.1 旋转球形防喷器结构（RSBOP）说明

Shaffer旋转球形防喷器（见图2-1）是为了在井筒压力高达3000psi（207 bar），并且钻柱转速为200rpm的时设计的，在停钻或静态的模式下，旋转球形防喷器可密封达5000Psi的井口压力。密封件是标准的Shaffer 11″5M的密封件，用于平常的Shaffer环形。这种密封件会封密多种轮廓的工具，空井密封压力高达2500psi（172bar）。

Shaffer的旋转球形防喷器拥有11″通孔，并兼有API11″ 5M的顶柱螺栓    及13 5/8″5M的底部连接法兰。此外，在顶部还有两个带眼的可供装卸的吊环。

    旋转球形防喷器设有缓冲管以减少在液压室里由于工具接头引起的突发性液体置换造成的钻柱接头被挂住。缓冲缸瓶是以防火管联接在旋转球形防喷器底部液压部件上。

    若打开上壳体，就可维修密封件。

2.1.1 旋转球形防喷器关闭操作规程

当液压油进入活塞下面的密封室时，就会引起活塞上升，从而推动密封胶心上升。密封胶心沿上壳体球形轨迹移动，从而将钻柱密封。当井内有压力时，密封胶心内的勾形铁筋体向井筒方向移动有助于胶心的密封，只有胶心上部份接触钻杆及方钻杆，其余大部份胶心被储存以防磨损造成破坏。

胶心可密封任何形状，抱括：方钻杆，工具接头，钻杆、钻铤或套管。当井内没有钻杆时，活塞继续向上移动推动胶心将井口封住。在完全封密的状态下，勾形加强筋将继续支撑胶心上部份。防止井口压力高时，塑胶流出或喷出。

2.1.2 旋转球形防喷器内旋转总成

当钻杆柱在封闭的旋转球形防喷器里旋转时，胶心与钻柱之间的磨擦力将使旋转球形防喷器的内旋转总成随之旋转。内旋转总成包括活塞总成、衬套、球形元件及上部内衬套，内衬套由轴承支撑着与之一起旋转。由关井压力和井口压力产生的推力负荷由球形止推铀承承担。内衬套及联接环是被两个径向铀承支持着。附加的径向铀承是用在上层密封总成上维持内衬套与蹩压环之间居中的缝隙。

内衬套运用了与胶心相对应的球面结构，上部密封总成和球形止推轴承引导着内衬套的顶端。联接环和径向轴承则引导内衬套的下部份。活塞总成包括活塞及活塞套。联接环及底部密封由活塞及活塞缸组成，联接环及底部密封滑道引导活塞。径向铀承是定位于联接环外径上，以便支撑座在下壳体上的活塞总成。上壳体、内衬套、上部密封总成、环形止推铀承是装配在一起以组成上部密封总成。止动螺栓是穿过上壳体在拆装期间以保持零件的连接，而不与内衬套接触。

2.1.3 液压流动和影响因素

A、在关闭／旋转状态下的高压流体流动

当液压流体通过关口进入旋转球形防喷器的下壳体时，O型密封圈和动力密封（见图2－2）会形成密封以免钻井液进入。底部密封滑道与壳体是由O型圈密封的。动力密封被定位在底部密封滑道里，用承托环套在下壳体上。动力密封会把密封滑道和活塞缸之间密封住。以免研磨性井口液体污染液压流体。

动力密封的特别设计能够使液压力密封在旋转活塞上。动力密封是浮在密封和旋转活塞缸之间的流体动力的膜片。保持液压油的压力高于井口研磨性流体压力，少量清洁流体允许通过密封流进液压系统里。密封唇上的波浪设计能产生很小的振动效应来润滑密封。液压控制系统维持这样一个很重要的压差。

液压油从动密封处吸收热量，然后从活塞总成下面进入密封室。当活塞上升时，联接环也会上升到能够让流体在保护环和下层径向轴承之间流动。这轴承是置在可替换的保护环上。联接环的移动量很小，不会超过0.79mm。

液体会流入同密封室连接的缓冲管。这是流过活塞口下的无关口。

液压油流过下壳体里的上升联接环之后，便会进入上壳体。流体也会流过内衬套外径和球形止推轴承。球形止推轴承能保持向上负荷是因为置在下面的旋转总成产生的压力。内衬套的压力基本上是同密封室内的压力是一样的。这压力能把止推铀承的负荷减到最低。在未流出（RSBOP）旋转球形防喷器之  前，液压油会经过止推轴承，然后到达阻流环降压。阻流环安装在上部密封总成里（见图2－3）。阻流环把压力减低到近常压。液压油离开旋转球形防喷器时所吸收的热量会被液压泵站（HCU）的热量交换器抽去。

B、打开／旋转模式时高压流体的流动

液压油进入打开的部件迫使联接环向下，以避免循环进入密封室。在该位置，下壳体、底部球形内滑道及联接环之间的密封是金属密封。液压油通过联接环之间的通道进入联接环与活塞间的内腔。这个开口室迫使活塞向下，因此打开RSBOP。

C、关闭／静态模式下的高压流体的流动

静态模式主要用作常规BOP来密封产生3000Psi的井口压力。在静态时，钻柱必须停止旋转。当选择静态模式时，储存在储能器里的5500psi（379bar）液压油进入关井总成帮助关井。HCU里的前置换向阀防止这种模式下的液压油回流。活塞面积上的压差给活塞一个最大的向上推力。

2．2 液力控制系统（HCU）

液力控制系统的效能是操作润滑球形防喷器并带走其产生的热量。这个系统（HCU）包括司钻控制盘、连接软管和电缆。

2．3 液力控制（HCU）单元

（HCU）单元提供液力能来操作旋转球形防喷器。它包括液压油调节系统、控制动力系统、静力系统、液压前导系统及电子系统。

这些系统的主要部件是：两个油缸、三个驱动泵马达、两个遥控操作控制法、五个螺线操作前导阀、四个高压储能器、过滤器、一个热交换器，所有这些都装在坚固的滑橇上。

2.3.1 液压调节系统

压力控制钻井系统（PCWD）的液压油是需要拥有洁净及稳固粘度。油箱里设有流体加热器，已备需要时替液压油加热。温度传感器给PLC提供一个信号。这样就可以控制加热器，液压油的温度显示到司钻盘上，并在温度达不到指定范围时发出警铃。

在操作PCWD系统期间泵站连续运转，通过循环管路循环油箱里的液压油。液压循环管路主要负责除去液压油里的污物及热量（见图2－4），当系统在运行时，液压油被从主油箱中通过过滤器吸入循环泵。过滤器除去油中的所有的杂物，保护前导泵。过滤网是需要经常拿出来清洗的才可继续使用。

循环泵是个固定排量的内部齿轮泵，它是由1000rpm的马达电力驱动。排量50gPm （1If/mis），压力150 psi。

溢流阀的作用是当压力超过150 psi时，将多余的液压油排回油箱。

液压油通过两个平行过滤器被抽到管路中。所有超过10微米的固体将被过滤器滤掉。当污染程度超过过滤器的最高容量时，那么循环泵里的反压力也会升高。当两个过滤器的差异压力达到65psi（45bar），旁通阀的破裂速度是65psi，允许流体绕过过滤器而穿过。在操作时，也可更换过滤网，只要把过滤网的隔离阀关上，然后用过滤器的排泄阀把压力给排出去。每个过滤器都有个止回阀。这是为了避免在更换过滤网时发生回流。过滤网的工作情况，可运用过滤表来监视。过滤表是安装在HCU铁橇上的控制盘。过滤表也可以用来监视过滤网的差异压力。只要用过滤压力减去循环泵的压力，便可得过滤的差异压力。

当循环流体离开循环过滤后，它就参予旋转球形防喷器的反回流体（已过滤）而穿过热量交换器才回到流体地。热量交换器需要35至40gmm门32至15lltFs／min的水供应。这热量交换器能够除去每小时的200000BTU的热能。它还附有恒温控制调节阀以保证有稳固的温度。

2.3.2 动力控制系统

动力控制系统可以在旋转模式下给RSBOP提供液压一打开或关闭RSBOP（见图2－5）。这个压力叫控制压力。控制压力是由一个变排量泵产生的；

井口压力+操作调节压差=控制压力

    A．控制泵及控制泵电路

压力控制泵其实是一个75马力电动马达（见图2－6）。泵的额定排量20gpm（76litres／min）最大输出压力为4200psi（290bar）。有个固定排泄阀保护着压力补偿泵。它的功能是把高过4620psi（319bar）的压力排回油箱。变压力输出是由内部的排量控制器的档水板而测定的。这挡水板的动作的测定是由泵的补偿口（CVP）的液力流量的反回压力。

B 开／关控制阀

开／关控制阀有个液力开动圆筒，而这圆筒是由螺线管——开动阀导向控制的。开动的开关被装在司钻盘上。开／关阀也把反回液体绕回旋转球形防喷器（RSBOP）（见图2－7）。反回流体会从开／关阀后穿过流量表、流量开关、过滤网及热量交换器（见图2－8）。当流量低于1gpm，流量开关便会向PLC发出讯号。

2.3.3 静力控制系统

当井口压力达到或超过3000psi（207bar）时，操作员必须把PCWD转换成静态。静态模式提高了旋转球形防喷器（RSBOP）的液力关闭能量。静力能量系统负责将更高的压力送往关闭管路（见图2－9）。静力压力泵是由PLC控制的10马达电力马达。压力变送器会向PLC发出信号， PLC便会控制马达开关。当压力达到或低于5000psi（345bar）时，PLC便会开泵，但当压力达到5500Psi（379bar）时，PLC便会关泵。静力泵的输出压力储放在10加仑的收液瓶内。收液瓶里面预先充进2250psi（276bar）的氮。当选择静态时，液力单向阀便会打开；而阻止反回流体循环。这就造成静力收液瓶压力在活塞的两边升高而给于旋转球形防喷器最大的封闭力。

2.3.4液力导向系统

液力导向系统提供电源来开动七个摇控功能，以及一个辅助供应井口压力探测系统（见图2－10）。该前导系统是一个指示系统，它备有自己的油箱、泵及收液器。这个系统用的是轻液力油（MD Totco 15Wt全能液力油）。每一个供能都有个螺线管，这是考虑PLC开动的。之后，它将打开绕阀，而这绕阀是由继动泵及收液器的液力供应的。这些功能都列在表2－1。

储藏继动压力也可用来填满井口发进器的探测电路，只需打开一个针形阀。

表2-1 液力继动控制系统功能

A．马达控制中心（MCC）

马达控制中心提供电子电源、电子电路护器、四个控制电子马达及热交换器（见图2－11）。PCWD系统需要的主要电源是380V/50Hz。这电源是连接在MCC防爆箱里的一个主电路上。

所有的电路开关都单独提供一个手动开/关电路。它可在遇到预先测定的过量电源时，自动开动而无损坏。

运用380V至110V的降压变压器提供电源给HCU的公用灯、所有手动操作的马达开关、热能继动器及多路编排器／PLC控制器J-箱。J-箱外备有选择开关能够用来开动马达和开关公用灯。当应用110V的电源时，它的主接触器便会封闭电路而连接仪表。当辅助接触器以机械方式跟主接触器联接时，便会封闭另一个电路。那它就会接收编排逻辑控制器PLC的回执信号而确定电子马达及热交换器操作正常。选择器上的青色导向灯是为了证实仪表的正确操作。而另外两个青色按钮是为了证实PCWD系统是否接通110V和24V的电源。红色导向灯是代表失去主要电源。同时也代表系统正运用辅助电源操作。如果失去主电源，那马达泵将会停止。但辅助电源会让操作员运用PCWD系统静态功能。有个恢复开关安装在MCC箱上。这个开关是个拥有导向灯的按钮，而且能让HCU冷开。当按钮时，闪灯代表热能器及循环泵己被开动并且使PLC再提高油的温度。

B．多路编排器／编排逻辑控制器（PLC）J-箱 

J-箱拥有三个电子系统：

●多路编排器

●编排逻辑控制器（PLC）

●不中断的电源提供系统（UPS）

多路编排器系统拥有多路编排接收器及一个内安全层（见图2－12）。尾部的接收器电源电压24V。系统的发送器则是安装在摇控司钻盘上。发送器会从数据公路发送许多讯号给系统的接收器。附有两个数据公路以保持接收器及发送器间中断的联络讯号。多路编排接收器也通过PLC的处理机（CPU）而保持联系。

PLC拥有9个底盘，一个是处理机（CPU）；而其于8个是给输出或输入（ l／O）及其特别组件。底盘拥有24V电源的极限连接器。

处理机（CPU）是微型信息处理器，是属于电脑式的。而且有正副联系器的输入／出总线及l／O模数，随机有存储器（ RAM）和控制程序。这随机存取存储器（ RAM）是用来收回收取模数的输入／出的指数。这模数有电池，这使失去输入电源时，模数仍可以保存随机存取存储器里的内容。而控制程序软件是储存在电子可除去程序内（EPROM）。这能够提防在失去电源时，程序软件仍被保存。有一个开关按钮确定处理机是否在运行态或程序态。该按钮一定要在运行态才能操作PCWD系统。处理机模数拥有电源，电池寿命及操作态的位置指示。它也有接口以提供和其它电脑的编排程序及连接。PLC能够在操作时持续运作以下的程序：

●读出所有输入模数的输入位置或数值。

●写出输入的数值随机存取存储器（RAM）。

●按序评估每条收藏在电子可除去程序固定记忆的软件，根据新输入的数值，旧输出的数值及程序的逻辑以确定新输出数值。

●写出新输出数值进入随机存取存储器的部位。

●修改所有正确的输出讯号或输出模数。

PLC也收集许多HCU的重要数据。这些数据是模拟或数字讯号。模拟讯号是由PLC模拟模数接受的。该讯号是由PCWD系统的不同部份的压力及温度变换器形成的。变换器的输出数值是4至20mA。PLC再刻度这些数值到软件上的指定的格式。刻度信号是用来执行不同的PCWD功能及警铃留讯。数值讯号是由DC输入模数接收的。这数字讯号是由以下部份形成的：主及导向池的高度开关、从旋转球形防喷器反回流体的流量开关及在MCCJ-箱代表继动器开关的辅助接器。这些进入PLC的数字输入都被PLC里的预编软件予以编排。PLC会根据预编写的软件执行不同的功能，送出不同的输出讯号给多路或单路仪表。这些输出讯号将会送出不同输出模数，而关闭不同的电子电路。当需要高压力来操作某个仪表时，在输出模数及仪表之间就开用预继动器。110V的的仪表包括：马达开关及继动热交换器。PLC输出24V输出讯号给预继动器，激活它，而使它能够关闭电子电路。已激活的继动器，会关闭另一个电子电路，然后发送高电压打开仪表。

有个数字联系器模数，会送出重要的系统数据给摇控司钻盘（RDP）的摇控单元。这数字还包括不同的发送器、PCWD电流态、警铃资讯及指令的压力与温度读数。

内安全层是用来把高压讯号转换成低压讯号。安全层还会减少电子电路在失灵时所产生的火花。如果有任何易爆气体在场的话，电子火花将会造成爆炸。

C．电源漏失

PCWD系统都有保护器以防PCWD系统电源漏失。当380V的电源中断时，保持关闭压力的液力泵电子马达将会停止操作。但在关闭压力主电子电源漏失时，将会对旋转球形防喷器有个机械性的检查。里头还供有无中断的电源供应（UPS）以供应24V的电源。该不中断的电源低提供系统有两种功能：第一，在普通情况下，它会变换110V至24V；而这可供应给PLC、多路编排系统、RDP以及12V的电池；第二，在电子电源漏失时，那不中断的电源低提供系统将会自动打开12V电池给系统供应24V电源。操作员转至静态。当失去电源时，不中断的电源低提供系统进出讯号给PLC而使到PCWD系统转至铺动态。在该状态，旋转球形防喷器（RSBOP）的回流液控单向阀将会自动关闭，而阻塞导向器。操作员将选择静力态，而把储藏的收液器压力加在封闭的液力电路。

第三部分：安装说明

这部分叙述PCWD系统的检查及安装程序。首先是安装，所有的设备都必须做外观检查以防有任何物理受损。任何受损的设备都必须在操作程序进行前更换，以防操作失败。

3.1 检查说明

3.1.1 旋转球形防喷器（RSBOP）系统检查

清洗旋转球形防喷器（RSBOP）并检查环槽。旋转球形防喷器（RSBOP）外筒也必须清洗。所有端口也必须封塞，直到RSBOP安装到BOP上。

3.1.2  HCU系统检查

应该整体检查HCU以防在运输时有所受损。应该检查以下设备：细管、压力仪表面、视觉镜、收液器管、热能交换器、电缆及连接器是否有损漏。

3.1.3 司钻控制盘检查

检查司钻控制盘以防运输时有任何破损，比如：开关、数字显示器、警铃指示器、铃声器损坏及连接头。

3.1.4 安装工具检查

检查软管有任何折曲及损坏，检查缓冲瓶、连接头的清洁及损坏。

3．2PCWD安装说明

在开始第四部份的任何操作程序前必须完成以下安装任务。表3－1附有安装检查单，以确定PCWD系统已进入操作状态。

3.2.1 旋转球形防喷器（RSBOP）的安装说明

1．在客户的构型组套里安装旋转球形防喷器。有孔的吊环可供吊升用。安装前上下环槽都必须清洗及检查并换上新垫圈。所有螺帽及螺栓都该以API 5A2油脂润滑，并以API 6A标准上紧螺母。

2．把多倍压力发送器装在RSBOP旋转球形防喷器上。所有的环槽都必须在还没安装前做外观检查及清理；并更换新的垫圈。所有螺帽及螺栓都该以API 5A2油脂润滑，并以API 6A标准上紧螺母。用软管连接发送器再进行冲洗（见冲洗程序）。在多倍器里，将隔离阀打开并关上球形排水阀。

3．把缓冲瓶总成装在旋转球形防喷器上。把管道系统或水龙带连接在缓冲港。缓冲港在下壳体的右边的封闭处。

4．把润滑油装在旋转球形防喷器的润滑港。RSBOP旋转球形防喷器润滑港是在上壳体的顶部。以安全可靠的方式联接润滑软管。软管的润滑连接器应该放在容易安装的组套内以便周期润滑。

5．以安全可靠的方式将两个RSBOP旋转球形防喷器的控制软管及压力发送器连接到HCU上，并接到各自的接口上。

6．第一次运作液力系统时，要预先做个外观检查。然后必须做周期检查。

表3-1 HCU预启动检查清单

表3－1是HCU的安装检查清单，

供应钻机电源必须有：

·  使用可靠的带有电路保护器的380V 3相50Hz电源，以便允许最少125Amps的电流。

· 50gum的过滤冷却水（过滤海水也可用）

特别推荐油：

·系统主油箱只能用ISO 320标准油。只有ISO 320标准油才能产生旋转球形防喷器所需的封闭力。

·在油箱和井眼压力感应电路里，只能用MD多种液力润滑油。

1．HCU应该放在BOP组套易安装的地方。

2．把HCU的主油箱及引水油箱填至所需的位置。

3．把司钻摇控盘装在钻台（RDP）靠近司钻控制台的地方。

4．以安全可靠的方式将HCU刹车摇控控制电缆连接到司钻控制台上，并把电缆连接到司钻盘及HCU上与其相匹配的接线口上。

5．把铁橇上的马达控制J-箱（MCC）与380V电源连接，以运行检查马达是否正常运转。马达如果长期转错方向会损坏整个系统。

6．把旋转球形防喷器（RSBOP）的控制软管联接在正确的接口，以安全可靠的方式将RSBOP软管连接到RSBOP上。

7．把井口回读器传送软管连接在各自的接口上。以安全可靠的方式将软管连接到旋转球形防喷器上。把WBP发送器里的空气排出。（见3.2.3部份）

8．把冷却水与热交换器的进口连接，并由出口排出。

3．2．3 清除井口压力回读软管

注意：在开始操作前，外观检查井口压力发送器以确保活塞杆全部伸出。为使活塞伸出，将出口关闭，给前面的前导系统加压，直到活塞完全伸出。

1．把井筒发送器供应软管联接在HCU上。

2．把BOP组的井口压力发送器的排泄阀中断，迅速将排泄工具连接在排泄阀上。

3．把前导系统泵用手动打开两分钟。

4．找出前导系统的WBP辅助供应阀然后慢慢打开。允许压缩的前导流体进入WBP电路。

5．把油泵进WBP电路直到井口压力发进器的排泄港有稳顺的油流出，且没有空气；然后再把排泄工具关闭。

6．当辅助供应阀打开时，检查WBP电路是否有漏洞。

7．关闭辅助供应阀。

8．从井口压力发送器，取出排泄工具然后再装上保护塞。

9．把一个装有 MD Totco多种用途液压油的手泵连接在HCU上的WBP的试验口上。

10．进行压力试验，把压力泵进WBP试验口至5000 psi 保持5分钟无泄漏，然后等五分钟而且不能允许压力漏失，卸下WBP。

3.3 启动说明

注意：必须完成以上的安装程序才能向下进行。

1．主电路保护器一定处于打开位置。开M1、M2、 M3及M4马达。也把MCC盘的H1热能开关换至自动位置（Ant。）。

2．按下MCC盘上的恢复程序钮。以确保油温在打开主及静力收液器泵前处于正常范围。在初始化使时，指示灯会一直闪动。指示灯停止闪动时，系统便会备好。

3．保证控制盘上的控制阀在旋转球形防喷器旋转模式下的打开位置。

4．按下摇控司钻盘（RDP）上的OPEN按钮。

5．当主收液器的压力升到 5500 psi（379bar），泵就会自动关闭。而前导收液库的压力升到1500psi （1035ba），泵也会自动关闭。主控制泵会打开而把油循环进旋转球形防喷器的打开油箱。运用增加按钮将压力升至1000psi（69bar）。检查是否有泄漏。如果有就关闭系统进行维修。

6．选择摇控司钻盘的空循环钮来试验泵的开启系统。控制压力该降到大概250psi（17bar）。把空转／开动按钮转至开的位置。控制压力便会回到1000 psi（69ba）。

7．当有钻杆在旋转球形防喷器时，在司钻盘上按下旋转按钮将控制压力升至1200psi（82.8bar）。检查HCU及封闭的RSBOP软管是否有泄漏，如果发现泄漏，就立刻关掉然后进行维修。

8．试验HCU上的WBP试验口。用手泵把压力升至3000PSi（207bar）位置保持，而控制压力升到4200psi（303bar），压差保持1200 PSi。

9．按减低按钮，试验压力减低功能直到差异达至800Psi（55bar）。控制压力应降到3800psi（262bar）。

10．在试验泵上试验WBP的泄压。控制压力该降到800psi（55bar）而压差压力保持一样。

11．在司钻盘上，按下静力钮。HCU的开/关压力仪表应该升到5500 psi（379bar）。检查关闭及打开旋转球形防喷器软管是否有泄漏。如果有，关掉泵马上进行维修。

12．在司钻盘上，按下旋转按钮，等20秒再按下开／关钮。

13．从WBP的试验口卸下手泵再装上保护帽。

14．运行旋转球形防喷器（见部份四）。

第四部分  操作说明

这部份叙述PCWD系统的操作。在操作前，应仔细阅读操作指南。

4.1安全预防措施

1．所有操作员都必须阅读本手册，能够操作及维护仪器。

2．在压力下，应该远离旋转球形防喷器（RSBOP）及BOP的组套。而在钻台上，必要时只能在补心附近活动。

3．保证旋转补心锁定。

4．要经常与司钻督工联系以便知道PCWD仪器的任何情况。

4．2 司钻控制盘

司钻控制盘从钻台上控制HCU及旋转球形防喷器以让司钻员或操作员来监视PCWD系统（见表4－1）。司转盘共有四条高清晰度／高对比流体水晶监视器、开关控制器及警铃。（见表4－2）。

表4-1 司钻控制盘

PCWD系统可连续运转。但开始操作时要留意压力、温度及泄漏情况。

4．3．1 压差调整

封闭压力应该保持高于井眼压力。高于井眼的压力就叫做压差。压差应该保持最低以延长密封件的寿命。最小压差比防止漏失或客户要求的压差500 Psi高100psi。由于元件磨损或井眼压力升高或拆除靠模可按要求提高压差。减少压差时，要非常小心，比如用一个较光滑的靠模。在减低压差时，每次应该用小于等于50 PSi。

4.3.2起下钻及旋转操作

起下钻通常是在旋转球形防喷器的旋转态下进行。在这种状态，可卸扣或旋转。应周期的密封件的磨损情况以防漏失。应详细记录密封件起下钻的钻杆数量以便在其额定寿命前进行替换。一线任何一种情况发生都应更换密封装置：

a 起下钻钻杆尺寸达到最大允许值（见表4-3）。

B 所需压差大于1400psi。

C 胶心的胶块开始掉落。

                      表4-2 控制盘警铃

可测量胶心处钻杆阻力：

1.打开旋转球形防喷器（RSBOP），记录以同一速度起钻时大钩读数（WOH）,同样记录下钻时WOH。

    2.关闭旋转球形防喷器，记录起下光钻杆及接头时大钩读数（WOH）。

3.胶心阻力等于关闭时旋转球形防喷器WOH与打开时WOH之差。

4.3.3静态操作说明

静态在以下情况运用：

钻井作业时，如果井眼压力增加到3000PSi（207bsr）时，停止旋转并按静态钮。该操作将封闭压力自动增加到5500Psi。

小心：在静态起下钻或钻斜井会造成封闭盖预早损坏。不要在静态模式下旋转钻杆。

    静态在以下情况停止运用：当井眼压力降至3000PSi（207bsr）时，在司转盘上按下旋转钮可继续钻井作业。

小心：井眼压力高于3000PSi（207bsr）时，不要转换到旋转态。

4．4 PCWD实验说明

4．1旋转球形防喷器（RSBOP）运行程序

当钻杆在井眼中时，要确保接头位置不在旋转球形防喷器（RSBOP）胶心处。启动RSBOP。

1．设置控制压力值在850-1000Psi。

2．按下旋转钮关闭RSBOP，等45秒。

3．按下开动钮，等15秒。

4．按下旋转钮关闭RSBOP，等45秒。

5．重复3次。

6．在没有井眼压力时，以每分钟30转启动旋转钻杆，保持5分钟，慢慢上下活动钻杆，以有助于润滑。

7．增至45rpm，重复6。

8．增至80rpm，重复6。

9．检查所有油温是否正常。

PCWD进入试验状态。

4．4．2 旋转球形防喷器（RSBOP）压力与最低压差试验。

在压力试验前进行运行程序。

钻杆在井眼内时，确保工具接头不在RSBOP胶心的位置。压力试验必须遵照普通BOP试验技术。

1．选择旋转，关闭旋转球形防喷器。

2．调节压差到1400psi（97bar）。

3．在RSBOP下施加试验压力，维持5分钟。试验压力通常高于井口压力3000psi最少1000 PSi（69bar）。

4．在还没泄压试验前，以每次50psi间隔慢慢地见效压差，直至在胶心处发现少许漏失。

5．增大压力直至漏失停止。记下压差值。最小设置值即该值加上100－200psi。

6．把报警压差设置为最小压差。

7．选择静态。

8．再一次施加压力试验维持5分钟。静态压力试验可通过公司组套试验至5000Psi。

注意：试验应在PCWD作业开始和每次换胶心后进行。

第五部分 维修

5.1基本维修指南

注意：记录所有操作时间及压力记录。记录所有维修。

1．密封件若有以下的问题，就该更换。

●达到了最大管件提放尺寸（见表5－1）。

●所需的压差超过了1400PSi。

●胶心的塑胶开始掉落。

2．保持HCU刹车清洁，一旦松弛、损坏或丢失应立即更换。

3．检查油箱是否有任何污染，比如水、脏物或异物。有必要的话，更换油。油必须周期检查。

4．应监测油的水平面，若有减少表示有漏失，检查HCU及软管有否任何漏失，如果没有那就检查旋转球形防喷器的封盖。需要时修理或更换。

5．过滤部件也该周期更换。注意在反回及循环过滤的反回压力。如果压力高过55PSi就要更换过滤部件。每个泵的吸入过滤器摆放在油箱内。当发现污染时，就必须更换。

6．如果发现有漏失就该修理或更换控制阀。修理控制阀的工具可在工具袋内找到。

7．储氮器必须周期检查。如有氮漏失就该更换储氮器。

表5-1 最大允许提放管柱

表5－2分析预防维修的步骤。可据不同情况选择进行检修。

5．3 密封件的替换

1．RSBOP应该处于打开的位置。

2．清洗RSBOP的内层及装配件。清洗顶部及外表，这将减少液力系统的污染。

3．拆下液力软管。

4．打开位于缓冲瓶总管和RSBOP开启门上的泄压阀。

5．如果配有液控单向阀（POCV），就打开装置在（POCV）上的泄压阀。并卸下单向阀上的细管。

6．卸下上壳体上的螺帽。（见图5－1）。

7．吊起上壳体，清洗干净并卸去零件。（见图5－2）。

注意：当上壳体被吊起后，观察密封件。这些密封件不随上壳体升起。如果密封件跟着上升，可在密封件上施压而将其拆下来。关掉缓冲瓶的排泄阀再重做一次。

 表5-2 PCWD计划检修步骤

9．如果钻杆在井眼内（见图5－4），那就在分开界把密封件分开。运用绞车绑在分开界的铁弓形旁来进行。以柱螺栓弄牢另一边分界的铁弓形。以第二绞车连接在密封件对面的分界。把分界拉开以便让密封件从钻杆中脱出。用第二个绞车直到将管柱拉至密封件外。如果密封件没被分开，那就以绞车系牢线，然后用手锯或长刀切掉铁弓形之间的塑胶（见图5－2）分开密封件。用绞车帮忙分开以助切开。

10．用清洁的布清洗活塞上面的地方（见图5－6）。不可以用水或其他东西清洗以防污染液力系统。把衬套上的油清理干净。

11．装置新的密封件。在密封件弓形的顶、侧及底部加润滑油。如果钻柱在井眼内时装置分开的密封件，用一个绞车拉紧系在密封件上的线将密封件分开足够的空间，将钻柱从分开口推入。绞车拉线要摆在侧面的位置，以使密封件分口最小时即可将钻柱从分开口推入。

12．检查上壳体的”O”型密封圈及衬套”O”型密封圈，且在必要时更换。清洗及润滑。

13．安装上层软管前要将开/关的室排空。把上壳体放低至柱螺栓。据下壳体大约1英寸。装上螺帽及防粘润滑剂。上紧螺母直到上下壳体接触。把螺帽转矩紧至5800ft／lb（7863Nm）。

14．安装液压水龙带并关闭排泄阀。

5．3．2 下层动密封的替换

1．卸下密封件并清洗活塞顶部，依照程序更换密封件。

2．卸下8个套筒头盖螺丝而保留活塞套。

3．装上2个1／2＂13UNC吊环，配上起吊装置，向上拔出活塞并擦净（见图5－7）。

4．卸下2个动密封件及活塞”O”型密封圈。

5．清洗封盖箱里的密封槽，如果有必要移开封盖箱；可见到下部软管泄压过程。

6．清洗并检查活塞套的密封处是否有磨损，有必要便更换。

7．在密封箱内装入两个新的润滑过的密封件和一个新的活塞”O”型密封圈，动密封件的侧面刻有“lubricant side”（润滑侧），在安装时这一侧应向上。

8．润滑活塞套的外径将其下入活塞内。把活塞套与活塞内螺纹孔对准。

9．装上8个带有防粘润滑剂的套筒头盖扭矩紧至15ft／lb（20．3Nm）。

5．3．3 下壳体的拆卸（分解下层组合）

1．卸下密封件并清洗活塞顶部。依照程序更换密封件。

2．卸下活塞套，依照程序更换下部动密封件。

3．装上4个1″8UN吊环联接吊升设备。

4．确保缓冲瓶的排泄阀是处于打开状态或移开位置以排空“关闭”的液压箱。

5．慢慢的上提活塞／衬套组合至离开下壳体。（见图5－8）

注意：不可强拉活塞。如果有太大的阻力，那活塞便会斜向一边。如果这样，就该把活塞摆正再试。

6．把油除去再清洗下壳体的活塞腔。

7．卸下下壳体的螺旋形承托环。（见图5－9）

8．装置两个3/8″16UNC吊环与起吊仪相接。（见图5－10）

9．慢慢的上提密封箱直至脱离下壳体。

10．把”O”型密封圈从下壳体卸下，并清洗”O”型密封圈槽。

11．检查下壳体的内腔是否有磨损。检查保护环是否有刻痕，有必要时更换。保护环是用8个套筒头盖(螺栓)固定的。

5．3．4 活塞套筒及衬套

注意：需要活塞工具（ P／N 338474）

1．依照更换程序把活塞从下壳提拔出。

2．卸下环形连接器”O”型密封圈并清洗环槽。

3．两个径向支撑座可用橇扛卸下。（见图5－11）

4．用锁销片（工具P／N 338457）把衬套装上（工具P／N338453），并将吊环传入衬套。安装4个螺旋千斤顶（工具P／N338456）。向内转动螺旋千斤顶吊起衬套至离开活塞。（见图5－12）

5．检查衬套密封处及检查活塞密封处。

6．卸下衬套的内密封并清洁密封槽。检查磨损情况，必要时替换。

7．卸下活塞外密封并清洗环槽。检查磨损情况，必要时替换。

8．检查新的连接内密封和活塞外密封。

9．从联接环拆卸工具上移开千斤顶，在活塞顶部，装上四个柱螺栓（工具P／N338454）。把衬套吊放在活塞上没有螺纹的孔内。并摆放在活塞的柱螺栓上。在柱螺栓上装上四个驱动螺帽（工具P／N338455）。向下转动驱动螺帽直到衬套归位。

10．卸下衬套的拆卸工具。

11．在衬套上安装上下支座。

12．装上新的衬套”O”型密封圈并润滑。

5．3．5 下壳体组成

1．在下壳体上装上新的”O”型密封圈并润滑。

2．安装下密封箱和螺旋挡圈。

3．在活塞上部装四个1″8UNC吊环以便联接吊升仪器。

4．润滑联接环的外表面。

5．把活塞吊起，装进下壳体。

注意：不可强拉活塞。如果有太大的阻力，那活塞便会斜向一边。如果这样，就该把活塞摆正再试。

6．依照步骤5.3.2，装上两个动密封及活塞套。

5.3.6 上壳体的拆卸

1．清洗上壳体下侧。

2．卸下位于上壳体下面的壳体内部的的四个紧固螺丝。（见图5－13）。

3．吊起上壳体，清洗内部。

4．卸下壳体内的”O”型密封圈并清洗环槽。

5．将上壳体倒置。

6．卸下推力轴承，再把螺旋千斤顶装在上壳体的顶部，螺旋千斤顶会把轴承顶出来。用表面硬度较软的的比如木器来抓住掉下来的轴承；再把螺旋千斤顶卸下（间图5－14）。

7．把”O”型密封圈从上壳体的轴承处卸下，清洗环槽。装上新的”O”型密封圈并润滑．

8．检查轴承及轴承跑道是否有磨损及损坏，有必要便更换。

9．装上轴承吊升设备（工具P／N338486）（见图5－15）。把轴承吊起放进上壳体（图5－16）。把轴承吊升设备卸下。

10．把轴承放进去。

11．卸下上密封箱扣环（见图5－17）。

12．在上密封向上装上两个吊环，把盖箱吊起来清洁总成。卸下2个动密封，清洗环槽并检查损坏情况。

13．装上两个新的动力封盖并润滑。

注意：润滑时不要漏掉侧面标记。

14．卸下压力衬套。

15．卸下内套的承托螺丝及内套。检查内套的动力密封情况。有必要便更换内套。

16．装上内套、承托螺丝、压力衬套、密封箱及承托环。

17．在上壳体装上新的”O”型密封圈并润滑。

18．把上壳体倒放在上总成中。装上四个内部的承托螺丝。

5．4 安装磨损带

5．4．1 详细说明

Shaffer提供了适合RSBOP活塞及下壳体磨损槽的尼龙柔性磨损带（见图5一19及表5-4）。该磨损带设计突出于机械表面0.003至0.008英寸（见图5－20）。磨损带能够避免活塞及下壳体间的金属与金属相接触，从而有助于延长活塞及活塞密封的寿命。当Shaffer的代表确定活塞与下壳体该送去维修时；磨损带也该同时更换。

表5-3 球形旋转防喷器零件单

依照以下程序更换磨损带：

1．分解RSBOP，依照目录3.6露出活塞及衬套磨损带糟。

2．除去旧带，彻底清洗。

表5-4 RSBOP磨损带尺寸

体积及

依照以下步骤在RSBOP装置磨损带。

1．从一端开始，轻轻把磨损带放进槽内。

注意：在摆放磨损带时会有少许的差异。若磨损带放不好参考步骤5.7.4。

2．确定磨损带突出表面0.003－0.008英寸（见图5－20）。用直尺及千分尺来测量准确的突出数值。

3．按5．6装置活塞及总成其它零件。

5．4．4 调整磨损带

如果磨损带不适合槽，按以下步骤调整：

A．太松（槽太宽）

用钳子按着磨损带两端使其变宽如图5－21所示，依3.7.3的指示3。

B．太紧（槽太窄）

把磨损带用沙纸磨窄。根据5．7．3的指示3，角部应有1/32″、45°斜角，斜角可用刀切。

C．装置配件困难（槽太浅）

当活塞不适合下壳体或衬套不适合活塞，就依以下程序进行：

如果磨损带没有斜角，那就用刀割斜度1/32″。磨割磨损带使其突出表面0.003-0.008″（见图5－20）。

注意：这种情况（或者槽太深槽）一定要在雪弗尔的维修中心进行处理。

5．5 液压泵站维修程序

5．5．1 预防维修

1．清洗HCU的铁撬。

2．观察油箱是否有水、脏物或其它物体污染。应周期检查油箱，有必要便更换。

3．应定期更换过滤件，监察返回及循环过滤的返回压力。如果压力高于50PSi，那就该更换过滤件。如果出现旁通，那就该更换导向过滤件。如果发现油箱被污染，更换箱里泵内的吸入过滤件。

4．如果发觉内层有漏失那就更换或维修控制阀。

5．氮预充收液器应周期检查。

5．5．2氮预充收液器

A．检查氮预充压力

必须将泵关闭并锁住。收液瓶应排出所有液压。

1．在氮阀里装置充液器及仪表。

2．打开氮阀，逆时针方向扭转六方直到仪表显示压力数值。

B．为加氮预充

确定收液瓶的排泄阀处于打开状态。

1．把预充氮软管装在充液器及仪表上。把软管连接至干燥的氮气供应源上。静力收液瓶需要一个氮的增压器。

2．慢慢的向收液瓶充氮直到仪表显示压力数值。

3．顺时针转动六方，关闭氮阀。

4．排除充液器、仪表、软管的残余压力。

5.5.3  6000 Psi（414bar）底部输入收液器。

预充氮收液器应按5.1.5的指示进行检查。按以下步骤更换汽胆。见图5－47及表5－5零件单。

A、分解

1．卸下气阀的保护盖。（见图5－22）

2．卸下阀连接器的阀封盖帽。（见图5－23）

3．把合适的充液器及仪表总成连接在阀连器上，并将收液器里的预充氮压力释放，直到仪表归零。（见图5－24）

4．从气阀体上（双阀杆设计）（见图5－25）卸下阀连器。

5．如果阀体内有芯子则卸下阀心（单阀杆设计）（见图5－26）。

6．从阀体上卸下止动螺帽及名牌。当移动止动螺帽时，用板手顶住气阀体，以免气胆转动（见图5－27）。

7．从流体出口卸下排泄塞，用板手松开螺帽2至3扣；如果有液压力，就把流体出口推进收液器壳内（见图5－28）。

8．卸下螺帽及垫片。（见图5－29）

9．把流体出口推进壳体，再卸下后备环、“O”型密封圈及金属后备环。（见图5－30）。

10．从流体出口上轻轻取出抗挤环，小心折起直至能从壳体内取出，再从壳体上卸下流体出口（见图5－31）。

11．用手将气胆内的空气尽可能排空，然后从流体出口慢慢取出气胆（见图5－32）。

B 清洗及检查

用有机溶剂清洗所有收液瓶里的金属零件。避免胶质零件与有机溶剂接触。检查流体出口里的所有金属零件情况（比如：支架、弹簧、止动螺帽及活塞）。如果某些零件损坏，那就得更换整套流体出口总成。按下支架阀头以查看是否能在流体港内自由滑向导向装置。用酒精清洗气胆，检查气胆是否有损坏，有必要便更换。确保壳体内外没有侵蚀。更换损坏件，”O”型密封圈及后备环都该更换。

C．组装

1．将气胆内的空气排出（见图5－33）。

2．装上阀连器直到转矩值数90in-lb(10Nm）（双片设计）（见图5－34）。

3．装上阀心直到转矩值4in-lb(0.45Nm）（单片设计）（见图5－35）。

4．用系统附代产品或类似的产品来润滑收液器壳体及气胆。将气胆卷成棒联结在阀上，并将气胆折叠塞进壳体，气胆塞进壳体时避免打卷（见图5－36）。

5．重装名牌及止动螺帽，不要上紧螺帽（见图5－37）。

6．把流体港及抗挤环放进壳体里（见图5－38）。

7．把抗挤环从流体港轻轻取下，并把流体港推入（见图5－39）

8．在气阀上安装充液器及仪表总成，将一个30psi（2bar）低预充器放置在流体出口及抗挤环处。

9．用塑料锤，按不同角度轻轻捶打流体港的每个部分（见图5－41）。

10．安装金属支撑环、“O”型密封圈、橡胶支撑环及垫片（见图5－42）。

11．上紧锁定螺母（见图5－43）。

12．装上排泄塞并将其上紧（见图5－44）。

13．旋转收液器壳体以便润滑它（见图5－45）。

14．依照5．1．5来预充收液器。

15．装上保护盖及阀盖，上紧总成的锁定螺母和止动螺母（见图5－46）。