顶驱DQ450DBZ液压系统说明书

1、操 作 说 明手册常规标识以下“说明”、“注意”、“警告”的标识贯穿整个手册，阅读手册时对于这些标识内容应给予足够重视。说明：对操作及人身和设备有关事项的补充说明。注意：可能导致人身或者设备伤害的提示。警告：对极易导致人身或设备伤害的提示。安全须知DQ450DBZ顶部驱动钻井装置（简称顶驱装置）是机、电、液一体化设备，安装并使用于钻井现场，需要随时监控，具有高压电、高压液体等危险介质及高空作业等潜在危险，所以请注意务必在安装、拆卸、调试、维修、维护、操作、检测前认真阅读手册及相关的“说明”、“注意”、“警告”等标识内容，以避免发生人员伤亡和设备损坏。人员培训所有参与安装、拆卸、调试、维修、维护

2、、操作、检测的人员（或接近设备的其他人员），应当经过钻井操作、钻井安全知识、顶驱操作等培训，具有相应的资格，并仔细阅读本手册及相关技术文件。非专业人员或未经专门培训人员不得进行顶驱装置的安装、调试等。现场安全操作规程1、钻井现场工作人员必须整齐穿戴劳动保护用品；2、带电维修作业必须有人监护，原则上必须在停电状态下进行。如果必须带电作业，监护人应该在既能看到作业人员，又能快速实现断电的地方，事先还应该明确联系信号；3、登高作业一定要戴好安全带，衣服和鞋必须符合登高作业要求。作业过程中，安全带必须扣在可靠的地方。所用工具必须有安全绳，小工具要随时放进工作袋，防止高空坠物；4、对设备进行维护和保养时

3、，首先应该将设备停止运转，完全停稳后才可以开始工作；5、无论何时进行操作，都要先做好安全规划，尽可能对操作过程中发生的以外事故进行排除，做到安全操作。顶驱装置安装、拆卸操作规程1、操作人员必须按照相关规定穿戴劳动保护用品（手套、安全帽等）；2、登高作业应系好安全带，工具和零件应系好安全绳或者装在工具袋内，以防坠落；3、对设备进行拆装作业，应当在断电情况下进行，任何情况都不允许带电作业；4、遇有大风、雷电、雨雪等恶劣天气时应当停止安装或拆卸作业。电气系统安全操作规程1、电气系统的调试、维护操作者应由详细了解电气相关知识的专业人员进行；2、操作前应仔细阅读电气手册、电气图册，熟悉DQ450DBZ顶

4、驱电气线路图后方可进行操作；3、在进行操作前应首先拉断电源开关并悬挂“严禁合闸”等标识牌，在完成作业前严禁合闸；4、在拆卸电气连接之前，必须对电线（电缆）和接线端子做出标识，以确保能够正确地重新连接；5、禁止带电作业，包括：不要带电打开具有高电压处的安全遮挡物、不要带电维修或拆除任何电气元件、不要带电拔插电缆接头等；6、严禁在有可燃气体的环境下带电打开防爆控制箱或司钻台；7、在整流器运行或直流母线电压降到安全范围以下（DC 24V）前，禁止更换直流母线与逆变器之间的直流保险，否则会危及人身和设备安全；8、需要对整流器、逆变器或电机进行维修时，请对整流柜主断路器进行分闸，以避免错误操作；9、整流

5、器和逆变器不能用高阻表检测绝缘，否则高测试电压会损坏设备；10、司钻控制箱在通电时必须保持保护气体压力，在司钻控制箱保护气体失压时，要尽快恢复压力或停钻并切断司钻控制箱电源；11、禁止解除任何软件和硬件中的安全连锁。在清除故障后，要尽快恢复功能允许的被旁路连锁；12、温度大于40，湿度大于95%或有凝露时，在启动空调降温、降湿前不要启动驱动器和其他电源；13、系统主电源断电半小时以后重新上电时，须确认电气控制柜内无凝露；14、在潮湿环境下，当电气室温度低于外界环境温度时，禁止长期或频繁打开电控房仓门，否则可能会在电气设备上产生凝露。液压系统安全操作规程1、操作人员应是专业人员，了解与液压相关的

6、安全操作；2、操作前应仔细阅读DQ450DBZ顶驱液压系统说明书，在熟悉顶驱装置液压系统工作原理、液压元件结构、相关电气连接后方可进行；3、维修、维护系统时，必须先切断电源、将模式选择阀旋至“卸荷”位，在确认系统压力为零后方可进行操作；拆卸液压管路前，对连接部位做出标识，以确保能够正确地重新连接。同时，根据维修、检查部位不同可选择关闭系统球阀等减少管路打开时液压油流出，准备适宜的容器、丝棉、油堵等来防止液压油污染设备与周围环境，并采取有效措施防止液压油泄漏进入其他电气或机械部件中。液压系统元件及液压油在工作后可能温度会很高，维修前应确认待温度冷却至可以接近的温度后再进行操作。在进行维修、维护液

7、压系统前，应切断电源，将模式选择旋至“卸荷”位置，再次确认系统中没有任何残留压力后方可进行操作。顶驱装置安全操作规程1、在顶驱装置运行时，禁止关闭冷却风机；2、电控系统主空开断开后，方可切断顶驱电控房电源；3、在任何情况下，均不应当使用地面震击器，否则会对顶驱装置造成损坏；4、启动主电机时，为确保设备安全，钻井扭矩限定不宜过高。可在主轴旋转后，加大钻井扭矩限定值；5、释放反向扭矩时存在钻具被甩开的危险，必须严格按照操作规程进行操作；操作中必须严格控制钻具反转速度，防止事故发生；6、内防喷器在钻井过程或泥浆泵运行状态禁止关闭（井控状态除外）；7、系统出现紧急情况需要紧急停止时，操作人员可按下“急

8、停”按钮，顶驱装置所有设备快速停机。井控安全操作规程在顶驱装置安装及使用过程中，随时了解地层压力情况和井控要求，并注意以下事项：1、应当仔细阅读并理解钻井设计要求和井控技术要求；2、在可能钻遇高压油气层或者含H2S、SO2等有害气体的情况下，应当执行有关行业标准、规范、推荐做法的相关要求；3、在钻开油气层期间，应当保持设备完好，应当在每天交接班期间进行内防喷器操作等井控操作的检查和演练，发现问题及时处理。目 录1 液压系统概述12 液压站42-1 液压站总成42-2 油箱52-3电机泵组62-4 液压站加油、放油72-4 液压站控制102-5 液压站控制原理及调节113、平衡装置143-1 平

9、衡装置结构143-2 平衡装置控制153-3 平衡系统控制原理及调节164、盘刹装置194-1 盘刹装置结构194-2 盘刹装置控制204-3 盘刹控制原理及调节214-4 盘刹刹车片更换225、动力旋转头245-1 动力旋转头结构245-2 动力旋转头控制255-3 动力旋转头控制原理及调节266、锁紧装置286-1 锁紧装置结构286-2 锁紧装置控制原理及调节297、吊环倾斜装置307-1 吊环倾斜机构307-2 吊环倾斜机构控制327-3 吊环倾斜机构控制原理及调节338、防喷器控制装置368-1 防喷器控制装置结构368-2 防喷器机构控制388-3 防喷器机构控制原理及调节398-

10、4 防喷器油缸调整429、背钳449-1 背钳结构449-2 背钳控制469-3 背钳控制原理及调节4710 液压系统维护、保养5010-1 液压系统维护5010-1-1 液压缸维护保养5110-1-2接头维护保养5110-1-3 液压软管维护保养5310-2 蓄能器5410-3 压力开关56DQ450DBZ直驱顶驱液压系统说明书1 液压系统概述在顶驱工作过程中，液压系统起着十分重要的作用，如平衡顶驱主体重量、在上、卸扣时夹紧钻杆以及用于主电机辅助刹车等等。DQ450DBZ直驱顶驱液压系统完全安装于顶驱本体上，无需地面装置。本体上集成了液压站、控制阀组、压力开关及蓄能器等。从液压系统的控制方式

11、来看，DQ450DBZ顶驱液压系统为一开环控制系统，根据该系统在顶驱上实现的功能不同可将其分为八个部分，分别为液压站、平衡系统、刹车系统、防喷器、背钳、锁销、旋转动力头和吊环倾斜系统。用于各部分控制的换向阀集成于同一阀块上，除平衡系统的模式选择阀是手动控制外，其他换向阀全部由电气控制，操作起来方便快捷。表1-1为DQ450DBZ顶驱液压系统参数表；图1-1为DQ450DBZ液压系统布局图；图1-2为DQ450DBZ液压系统原理简图。表1-1 DQ450DBZ顶驱液压系统技术参数DQ450DBZ顶驱液压系统技术参数工作介质环境温度粘度牌号5568L-HM68205546L-HM46-302532

12、L-HM32-45-532L-HS32液压系统工作压力 MPa16齿轮泵额定流量 L/min21柱塞泵额定流量 L/min28液压站电机功率 KW11系统蓄能器容积 L10加热器功率 KW3平衡系统蓄能器容积 L10油箱容积 L101防喷器蓄能器容积 L0.49背钳吊环倾斜油缸防喷器油缸锁紧装置液压站总控制阀组吊环倾斜阀组旋转头马达压力开关组双蓄能器组盘刹装置安全阀组平衡油缸图1-1 DQ450DBZ液压系统布局图59防喷器蓄能器电机泵组总控制阀组平衡装置平衡系统蓄能器系统蓄能器下筒体旋转头液压油油箱背钳吊环倾斜油缸防喷器油缸吊环倾斜阀组旋转头马达盘刹组件锁紧装置图1-2 DQ450DBZ液压

13、原理简图2 液压站DQ450DBZ顶驱液压站整体集成在顶驱主体上，由一部11kW电机同时驱动冷却器叶轮及双联泵，提供液压系统正常工作所需的压力油源，并对液压油进行冷却。液压站油箱容积101L，油箱上集成了液位计、温度传感器、液位传感器、滤油器等部件保证液压系统的正常运行。2-1 液压站总成液位传感器油泵电机双联泵组冷却器齿轮泵吸油球阀温度传感器油箱泄油球阀吸油滤油器回油滤油器 图2-1 DQ450DBZ液压站总成2-2 油箱表2-1 DQ450DBZ油箱参数油箱尺寸（长×宽×高）（mm）600×360×500油箱有效容积（L）101最低液位距离油箱底面1

14、80mm最高液位距离油箱底面400mm吸油过滤器油箱密封圈油箱上盖板空气滤清器加热器液位传感器温度传感器液位液温计油箱本体 图2-2 DQ450DBZ顶驱油箱油箱上盖、加热器、吸油过滤器、液位传感器等次安装时必须检查密封圈，密封损坏或老化必须及时更换。2-3电机泵组图2-3所示为液压站电机泵组结构图，电机泵组主要由液压站电机、风冷却器、双联泵及联轴器组成。电机主轴通过联轴器同时带动冷却器叶轮及双联泵工作。联轴器风冷却器键叶轮双联泵液压站电机图2-3 DQ450DBZ电机泵组为了达到最佳冷却效果，风冷却器在使用过程中应当经常清除出风口、吸风口表面污渍及沉积物。联轴器更换方法：1、取下液压站支架下

15、部连接电机的四颗螺栓，拆除液压管线，将电机泵组置于干净的操作台上；在进行操作前请先确认设备干净、清洁，拆卸管线完毕后将管线、接头处用堵头封堵，整个操作过程中应严防污染物进入系统。2、取下风冷却器与双联泵连接螺栓，将双联泵抽出；3、取下液压站电机与风冷却器连接的四颗螺栓，将液压站电机、键、叶轮、联轴器一起从冷却器壳体内抽去出来；4、取下联轴器，检查联轴器并更换新联轴器；5、将组装好的电机、键、叶轮、联轴器组件整体装入风冷却器壳体内，安装四颗电机固定螺栓，再将双联泵泵轴端对准嵌入风冷却内联轴器花键端内，安装双联泵固定螺栓；6、对液压站电机固定螺栓、双联泵固定螺栓穿钢丝进行防松处理，再将整个电机泵组

16、吊装至液压站支架下进行安装固定，恢复液压管线。2-4 液压站加油、放油表2-2 DQ450DBZ顶驱液压油品推荐表环境温度粘度牌号5568L-HM68205546L-HM46-302532L-HM32-45-532L-HS32液压油加油程序1、确认液压油粘度合适；2、关闭DQ450DBZ电源，准备加油套件；3、连接手摇泵组件管路，取下加油快换接头公端防尘套；4、按图2-4所示连接手摇加注泵至液压油油桶、手摇加注泵至液压油加油快换接头公端管线，确认工作区域清洁；5、使用手摇加注泵为油箱加注液压油，观察油箱液位计显示油位高度使得液压油油位处于最低液位和最高液位之间（在此区间的液位为合理液位）；6、

17、加注完成后取下加油套件，盖上加油快换接头公端防尘套。初次加注液压油开机运行设备后，由于管路、油缸等充油会导致油箱液位降低，现场可根据油箱内剩余油液液位情况再次补加液压油。液压油放油程序1、检查液压油油温，高温液压油可能会造成伤害；2、关闭DQ450DBZ电源，准备放油管线及回收油桶；3、连接放油管路，取下放油快换接头公端防尘套；4、按图2-4所示连接放油管线（注：DQ450DBZ放油管线与加油管线同使用一根管线，放油时不需接手摇泵）至回收油桶管路；5、连接放油管线快换接头与放油快换接头；6、放油完毕后取下放油管线快换接头母端，完成放油。防尘帽液压油加、放油快换接头母端油箱液位计防尘帽放油快换接

18、头公端液压油加油快换接头公端图2-4 液压站加、放油连接示意图2-4 液压站控制DQ450DBZ直驱顶驱液压控制系统压力油源由一台11kW电机通轴驱动风冷却器、双联泵来实现系统运转。系统参数液压系统电机功率： 11kW液压系统电机额定转速： 1450r/min（50Hz）、1750r/min（60Hz）柱塞泵排量： 19ml/r（50Hz电机）、16ml（60Hz电机）齿轮泵排量： 14ml/r液压站启、停控制液压站电机启、停控制均在司钻房顶驱控制箱可直接控制。控制模式有手动控制和自动控制两种。其中手动控制模式下可实现液压站电机手动启动和停止；自动模式下液压站启停由PLC控制，主电机启动时液压

19、站电机自动启动，主电机停止时，液压站电机自动停止工作（图2-5）。图2-5 液压站司钻控制箱操作示意图2-5 液压站控制原理及调节图2-6所示为DQ450DBZ液压站控制原理图，液压站油源控制部分主要由电机泵组、回油冷却系统、监测系统、蓄能器、卸载阀等组成，主要为系统提供正常工作所必须的压力油，并完成油液冷却。1空气滤清器 2液位计 3温度传感器 4液位传感器 5加热器6回油滤油器 7加油快换接头 8单向阀 9风冷却器 10压力开关11、13球阀 12吸油滤油器 14液压站电机 15双联泵 17溢流阀16.1、16.2测压接头 18蓄能器感应卸载阀 19单向阀20-压力传感器 21.1-蓄能器

20、图2-6 液压站控制原理图液压系统压力调节:1、检查DQ450DBZ顶驱管路系统，确保管路安装正确，各接头无松动；2、检查系统蓄能器充氮压力，正确的充氮压力为5.5MPa；3、间歇启动液压站电机检查液压站电机旋向（当面对泵轴/电机风扇时应为顺时针）；4、确认电机旋向正确后启动电机检查有无泄漏及异响并及时排查；5、将模式选择阀设定在“工作”位置（模式选择阀位置示意图见图2-7）；6、将压力表接16.2测压接头（图2-7），观察系统压力，系统压力正常时应在12.8MPa至16Mpa间变动（系统压力达到16MPa时主泵卸荷，待压力降至12.8MPa时感应卸载阀动作，主泵工作）；7、松开主溢流阀17、

21、蓄能器感应卸载阀18的锁母，使用内六角扳手将上述两阀的调节杆完全上紧；8、观察系统压力表16.2显示压力值，正确压力值应为18MPa，如果显示调节值有误可通过调节柱塞泵变量结构调节杆完成（顺时针旋转调节杆压力增大，逆时针旋转调节杆压力减小）；待压力显示正确时锁紧变量机构调节杆锁母；9、柱塞泵压力调节完毕后可以开始对系统压力进行调节，首先始终保持系统主溢流阀17处于完全上紧状态（最大压力21Mpa），上紧调节杆锁母；压力表继续接16.2，调节蓄能器感应卸载阀18的调节杆，直至系统压力在12.816MPa区间内波动。DQ450DBZ顶驱在出厂时对系统及各部件压力已做调节，如果无异常情况用户可直接使

22、用。泵的壳体必需在初次启动之前灌满液压油，可从泵壳体泄油口观察及加注液压油。压力调节过程中如果需要卸荷系统压力，请扳动模式选择阀手柄至“卸荷”位置，在调节感应卸载阀压力时需要经常配合使用模式选择阀卸荷来完成调节。10、调节正确的系统压力在触摸屏及压力监测点16.2检查到的压力应该是在12.816MPa内波动，系统压力降至12.8时柱塞泵开始为系统加压，压力上升至约16MPa时系统卸荷。待压力调节完毕后请锁紧各调节杆杆头锁母。图2-7 总控制阀组-液压站控制说明3、平衡装置3-1 平衡装置结构平衡系统总成如图3-1所示，它在顶部驱动钻井装置中的作用比较关键。其主要作用是防止上卸扣时螺纹的损坏，从

23、而增加主轴保护接头和钻具的使用寿命，降低损耗和钻井成本。其次是在卸扣时可帮助公扣接头从母扣接头中弹出，不需要像传统钻机通过司钻控制上提大钩才能实现。这依赖于它为顶部驱动装置提供一个类似大钩的100mm减震冲程。因为即使安装了大钩，它的弹簧也将由于顶部驱动钻井装置的重量而拉长，起不了缓冲作用。大钩梨形环安全阀组总成平衡液缸图3-1 平衡装置结构图3-2 平衡装置控制平衡装置控制部分主要分为两个方面控制：一是完成在顶驱上、卸扣过程中平衡自重对丝扣进行保护；二是在卸扣完成时可以帮助公扣接头从母扣中弹出。图3-2所示为平衡装置在司钻控制箱的控制操作示意图。在正常工作过程中，平衡系统旋钮位于“钻井”位，

24、平衡油缸有杆腔始终充油。在上、卸扣过程中，将平衡系统旋钮切换至“立柱上跳”位，这样在卸扣完毕后平衡液缸得到一个较高压力，在蓄能器及系统作用下，液缸带动顶驱本体加速向上运动，实现脱扣功能。在卸扣完成后，再将平衡系统旋钮切换至“钻井”模式，顶驱复位又重新落回大钩上。图3-2 平衡系统司钻控制箱操作示意图3-3 平衡系统控制原理及调节平衡系统减压阀22.1为平衡装置提供一个略微低于本体重量相当的压力，在整个使用过程中该力一直作用在平衡油缸上。上、卸扣过程中，将平衡系统控制电磁阀27.1切换至“立柱上跳”位时，由于溢流阀24及减压阀22.1的共同作用平衡油缸将输出一个略大于顶驱本体加立柱重量的力，这样

25、蓄能器21.2始终充满高压液压油。在卸扣末了脱扣瞬间，顶驱与钻柱脱离，平衡油缸负载降低，油缸带动顶驱脱离大钩，由于蓄能器21.2作用将为油缸补油，平衡油缸将获得一个较大的加速度带动顶驱脱扣，实现丝扣保护功能。图3-3所示为顶驱平衡系统液压原理图。16.3、16.4测压接头 22.1减压阀 23、24溢流阀 25模式选择阀26.1单向阀 27.1电磁换向阀 25溢流阀 29.1、29.2平衡液缸图3-3 平衡系统液压原理图平衡系统压力调节1、检查顶驱平衡管路系统，确保管路安装正确，各接头无松动；2、检查系统蓄能器充氮压力，正确的充氮压力为6MPa；3、检查平衡系统安全阀组溢流阀28（图3-5所示

26、），确保其处于完全拧紧状态（完全拧紧状态下阀设定压力21MPa），锁紧锁母；4、全部松开减压阀22.1的调节杆丝扣，完全松开弹跳溢流阀24的调节杆丝扣，完全上紧溢流阀23的调节杆丝扣，压力表接16.3；图3-4 总控制阀组平衡系统控制说明5、使用六方扳手缓慢调节减压阀22.1的调节杆丝扣，仔细观察平衡油缸动作，待平衡油缸稍有动作（顶驱提环开始脱离大钩瞬间）停止旋转调节杆（可缓慢调节至平衡油缸动作后再逆向将调节杆微做回调），记录此时压力表数值为P1；DQ450DBZ顶驱此处P1压力值约为8MPa。6、压力表接至图示16.4测压接头，切换弹跳电磁换向阀至“立柱上跳”，缓慢调节弹跳溢流阀24的调节杆

27、丝扣，待16.4测压口上测的的压力为2MPa时停止调节压力，锁死调节杆锁母（此时压力表接16.3时测的的压力为P1+2MPa）；PB28PA图3-5 平衡油缸安全阀组7、压力表接16.3测压接头，将减压阀22.1的调节杆螺栓再次拧紧，将溢流阀23的调节杆丝扣完全松开，使用模式选择阀卸荷系统压力并再次切换回“工作”位置，顺时针缓慢调节溢流阀23调节杆，观察压力表数值，待压力值显示为P1+1MPa时停止调节阀23，锁紧锁母；8、切换模式选择阀至“卸荷”位置，测压接口16.3处压力显示为空载压力后切换模式选择阀至“工作”位置，按照步骤5所述方法再次调节减压阀22.1压力后锁紧锁母，平衡系统压力调节完

28、毕。4、盘刹装置4-1 盘刹装置结构DQ450DBZ主电机主轴上部的轴伸端装有液压操作的盘式刹车，通过两对刹车（四个刹车钳）对刹车盘施以夹紧力，以实现刹车，其制动能量与施加的压力成正比。刹车装置结构如图4-1所示。刹车控制管线刹车盘制动器载板刹车钳图4-1 DQ450DBZ刹车系统DQ450DBZ顶驱用刹车钳最大工作压力为10MPa，过高的压力可能会导致刹车钳损坏。4-2 盘刹装置控制盘刹装置的控制原理为通过控制刹车钳油液的工作压力来控制刹皮对主轴刹车盘的夹紧力。在主轴正常转动时，刹车钳不通压力油，在复位弹簧作用下刹车钳始终处于打开状态；当需要刹车时，通过程序（或按钮）控制刹车电磁阀换向通压力

29、油实现刹车。盘刹装置控制主要有两种控制方式：自动控制和手动控制。图4-2 盘刹司钻控制箱操作示意图4-3 盘刹控制原理及调节盘刹液压系统主要是通过对控制油路压力的调节来实现对刹车盘的夹紧力的控制。压力开关的主要作用是当盘刹压力达到预定工作压力时“盘刹刹紧”指示灯在控制柜面板及触摸屏上显示，方便用户观察、操作。盘刹压力调节1、压力表接测压接头16.5（图4-3所示），检查盘刹压力油进口压力；DQ450DBZ盘刹在16.5处测得的正常工作压力应为10MPa2、松开减压阀30.1调节杆丝扣锁母，调节丝扣直至16.5处压力表显示工作压力为10MPa时停止调节丝扣，锁紧锁母。16.5测压接头 30.1减

30、压阀 31.1电磁换向阀 32.1压力开关33.1、33.2、33.3、33.4刹车钳图4-3 盘刹液压控制原理及总控制阀组说明4-4 盘刹刹车片更换盘刹钳中刹车片属于易耗损件，出厂时新的刹车片厚度约8mm。在长期使用中由于摩擦，刹车片的厚度会有不同程度的磨损。因此在使用过程中需要经常检查刹车片厚度，刹车片磨损过于严重时可能会导致刹车钳油缸损坏，甚至刹车失灵。当刹车片厚度小于4mm时应立即更换。刹车片更换方法：1、确认主电机断电，整个液压系统停止工作且系统无压力；2、确认拆卸台面清洁，拆掉盘刹组件外围液压管线；3、首先取下固定盘刹制动器及制动器载板的8颗固定螺栓，将盘刹组件整体从提升箱体中抽取

31、出来；4、使用扳手取下盘刹制动器上的复位弹簧螺钉及导向销钉（图4-5），取下旧刹车片并更换新刹车片，上紧复位弹簧螺钉及导向销钉；5、将更换后的盘刹组件重新装在制动器载板上，恢复原有液压管线、接头安装；6、将安装完毕的盘刹组件整体送入提升箱体的安装位置，上紧制动器载板固定螺栓，穿防松钢丝，更换完毕。当发现盘刹制动器刹车片在使用中出现上下不对称磨损，可以调节制动器载板上盘刹制动器固定螺栓位置来调整刹车片与刹车盘之间的距离。盘刹制动器固定螺栓制动器载板固定螺栓盘刹制动器制动器载板图4-4 盘刹组件分解图导向销钉复位弹簧螺钉图4-5 盘刹制动器5、动力旋转头5-1 动力旋转头结构动力旋转头上端与大齿盘

32、相连，下端通过轴承座在承力螺母上，可作顺时针和逆时针两个方向360度转动，并同时带动吊环吊卡转动，以适应不同方向的操作需要。QA、QB45.1双向安全阀组45.2旋转头马达马达齿轮马达支架马达轴头压板大齿盘图5-1 动力旋转头结构5-2 动力旋转头控制DQ450DBZ直驱顶驱动力旋转头可提供正、反360°旋转，方便管子处理机构在台面各位置进行操作。旋转头由液压马达提供动力、通过一对齿轮传动来完成整个机构的运动，转速连续可调。动力旋转头控制在司钻房可通过触摸屏或者控制箱进行控制操作。旋转头与吊环操作互锁，即吊环和旋转头不能同时操作。吊环必须悬浮3秒以后（即按下吊环悬浮按钮3秒后），才能

33、操作旋转头，否则旋转头不能旋转（此处3秒为程序设定，因设备差异必须人为观察吊环悬浮至中位后方可操作旋转头，此段时间可能大于3秒）。锁紧装置和旋转头操作互锁，锁紧装置锁紧大齿盘后旋转头操作无效。旋转头操作时请注意旋转范围内与周边设备无相互碰撞。图5-2 动力旋转头司钻控制箱操作示意图5-3 动力旋转头控制原理及调节动力旋转头由一组三位四通换向阀控制旋转头马达转向来实现旋转头正、反两方向转动。转速调节通过减压阀与节流孔组合的方式来实现。双向安全阀组安装在马达油口端面，在正、反转时对马达及整套机构起安全、保护作用。16.8测压接头 22.2减压阀 38.2电磁换向阀 45.1、45.2溢流阀46旋转

34、头马达图5-3 旋转头控制原理及总控制阀组说明旋转头转速调节1、确认马达双向安全阀组上的溢流阀45.1、45.2处于完全拧紧状态（全部拧紧状态下阀的调定压力为21MPa）；2、松开减压阀22.2的锁紧螺母，调节调节杆丝扣，直至转速达到要求范围内停止调节丝扣，锁紧锁母。DQ450DBZ顶驱参考转速为5-8r/min。测压接头16.8在旋转头在“停”位时显示压力为系统压力，在“正”、“反”位工作时显示压力为马达的实际工作压力。6、锁紧装置6-1 锁紧装置结构顶驱在上、卸扣过程中，背钳夹紧钻杆电机施加扭矩时将产生很大的反扭矩，反扭矩通过背钳立柱作用在旋转头上。为了克服顶驱上、卸扣过程中产生的反扭矩，

35、DQ450DBZ在电机机座下放增加了锁紧装置。锁紧装置是由一个油缸推动锁紧齿条来实现旋转头大齿盘锁紧。上、卸扣产生的反扭矩将通过锁紧装置传递到电机壳体。图6-1所示为锁紧装置结构图。锁紧齿条连接块轴套活塞缸盖底座图6-1 锁紧装置结构图6-2 锁紧装置控制原理及调节锁紧装置控制由PLC程序控制，无单独的控制按钮控制。锁紧装置的动作由电磁换向阀31.2控制，当无动作时压力油源通锁紧油缸有杆腔，将锁紧齿条收回。只有当在背钳夹紧时动作，通过背钳夹紧按钮自动控制旋转头锁紧装置锁紧，避免在上卸扣钻杆时，旋转头转动。锁紧装置与背钳联锁动作，当操作背钳时，锁紧装置首先动作，等待1秒后，背钳才开始动作。31.

36、2电磁换向阀 43锁紧装置图6-2 锁紧装置控制原理及总控制阀组说明锁紧装置动作由PLC控制完成，在司钻控制箱面板无控制按钮。在工作过程中，其工作压力即为系统压力：锁紧装置动作，电磁阀得电，锁紧齿条被推出锁紧大齿盘；失电时，在压力油的作用下齿条被活塞拉回，脱开与大齿盘锁紧部分。7、吊环倾斜装置7-1 吊环倾斜机构图7-1所示为吊环倾斜机构图，整套机构由连接在旋转头上的吊环倾斜支撑板作为倾斜油缸支点，油缸的伸缩带动吊环及吊卡实现前倾、后倾。它的主要有两方面的用途：一是可伸向小鼠洞抓取单根，方便、快捷地实现接单根；二是在接立根时不需要二层台上的井架工将大钩拉靠到二层台上，通过前倾可实现抓取立根操作

37、。吊环倾斜油缸吊环倾斜阀组吊环卡座U型螺钉吊卡吊环卡吊环旋转头 图7-1 吊环倾斜结构图吊环倾斜装置中倾斜油缸缸体端部与油缸支撑板、活塞杆端部与吊环卡在连接处均使用了关节轴承，使得油缸倾斜时能够在一定范围内摆动，大大增加了连接处的寿命。倾斜油缸与顶驱吊环连接的位置可以通过松开吊环卡U型螺栓进行调节，用来改变前、后倾的角度。DQ450DBZ前倾角度为55°，后倾角度为20°，最大地面前倾距离和最大地面后倾距离与吊环长度有关。油缸支撑板垫圈垫圈吊环卡挡圈转销关节轴承图7-2 吊环倾斜结构分解图7-2 吊环倾斜机构控制吊环倾斜机构在管子处理系统中主要完成前、后倾由吊环带动吊卡实现

38、各个位置取、放钻具功能。同时控制系统还为吊环倾斜机构提供了能够自动回中位的“悬浮”功能，该功能主要保证了在使用“悬浮”功能时，吊环能够在自重的作用下保持竖直状态。同样，吊环倾斜前、后倾以及悬浮功能均可在触摸屏及司钻控制箱上完成。图7-3所示为吊环倾斜机构在司钻控制箱上控制操作示意图。图7-3 吊环倾斜司钻控制箱操作示意图启动液压系统后，在确认旋转头锁紧装置松开后，操作司钻控制箱旋转马达开关可以控制吊环“正转”或“反转”。旋转头未旋转时才能操作吊环倾斜，吊环悬浮可以在任何时候都能操作。在司钻控制箱上旋转“吊环倾斜”到“前”位置，吊环前倾（活塞杆伸出）；在司钻控制箱上旋转“吊环倾斜”到“后”位置，

39、吊环后倾（活塞杆回缩）；在司钻控制箱上一直按着“吊环悬浮”按钮，吊环回到垂直位置。在进行“悬浮”操作时，务必注意防止吊卡碰撞钻具。吊环倾斜油缸的最大承重为 2 吨，吊装钻铤等过重物体时，必须保持吊环在“中位”状态，即吊环倾斜油缸处于不出力状态。旋转头马达与背钳操作互锁，旋转头马达在动作过程中不可操作背钳。7-3 吊环倾斜机构控制原理及调节吊环倾斜机构控制主要有两部分组成：一是控制完成吊环前、后倾动作，且在任意位置可以带负载停止；二是完成吊环自动回中位的“悬浮”功能。图7-4所示为吊环倾斜机构液压原理图。吊环的前、后倾动作由电磁换向阀38.1控制，平衡阀40.1、40.2主要保证吊环在动作范围内

40、任意位置可以保持负载停止，分流集流阀41的主要作用是保证两油缸动作的同步性。“悬浮”由电磁换向阀27.3控制液控单向阀39.1、39.2的控制油路关断，当司钻操作“悬浮”按钮至“回位”时电磁阀27.3得电液控单向阀打开，油路通回油，吊环回中位。图7-5所示为控制阀组说明。27.3电磁换向阀 38.1电磁换向阀 39.1、39.2液控单向阀 40.1、40.2平衡阀 41分流集流阀 42.1、42.2吊环倾斜油缸图7-4 吊环倾斜机构控制原理图图7-5 总控制阀组吊环倾斜控制说明吊环倾斜机构控制在总控制阀组仅连通系统压力油及控制压力油切换方向，其主控制模块位于吊环倾斜油缸支撑板上。吊环倾斜阀组主

41、要由平衡阀、液控单向阀、分流集流阀等组成，完成吊环工作需要。图7-6所示为吊环倾斜控制阀组说明。XBQBXTQA4139.239.140.240.1图7-6 吊环倾斜阀组说明8、防喷器控制装置8-1 防喷器控制装置结构遥控内防喷器上法兰盘锥套下法兰盘保护接头手动防喷器增扭装置关断套筒关断油缸总成 图8-1 防喷器控制装置结构防喷器控制装置的作用是在上、卸扣过程中关断泥浆通道，保持台面清洁；同时也起防止井喷的作用。当井内压力高于钻柱内压力时，可通过关闭内防喷器切断钻柱内部通道，从而防止井涌或井喷的发生。图8-1所示为DQ450DBZ顶驱防喷器控制装置结构，主要由关断油缸控制关断套筒上、下运动，通

42、过关断套筒内的摇臂总成传递动力实现遥控内防喷器的开、关动作（图8-2）。电机主轴、遥控内防喷器、手动防喷器及保护接头之间采用各种的螺纹丝扣连接，使用了增扭装置保证丝扣在转动过程中不会轻易退扣。遥控内防喷器盖板螺栓下盖板导向环摇臂总成盖板套筒体导向环上盖板图8-2 防喷器关断套筒结构图增扭装置的安装：1、首先使用四颗螺栓90°将上、下法兰盘连接（不拧紧），再依次带其余螺栓（不拧紧）；2、调整法兰盘距离，增扭装置整体安装完毕后上、下锥套接触面应与上、下法兰面间距相等；3、顺时针（或逆时针）依此上紧法兰盘固定螺栓，最后使用扭矩扳手按照上紧扭矩要求依次上紧螺栓；4、上紧后检查上、下锥套接触面

43、是否与上、下法兰盘间距相等，如果满足要求，穿防松铅丝，安装完毕步骤3上紧螺栓需要使用扭矩扳手顺时针（或逆时针）对螺栓进行上紧，上紧次数至少3次，上紧完毕后必须穿钢丝对螺栓进行防松处理。增扭装置连接螺栓上紧扭矩为190N.m。8-2 防喷器机构控制防喷器机构控制主要由一个二位四通电磁换向阀控制关断油缸伸缩来完成遥控内防喷器的开启、闭合控制（图8-3）。正常钻进情况下主轴转动时，不得操作内防喷器，以防憋泵。仅当井喷、井涌发生时才操作内防喷器，使之关闭。一般不允许在起下钻时关闭内防喷器，因为这样做会导致在井喷、井涌的关键时刻内防喷器关闭不严，造成重大事故。开钻前必须检查操作面板各指示灯，看IBOP按

44、钮是否在打开位置。切记先打开内防喷器，再开泥浆泵。在正常钻进情况下，内防喷器随主轴旋转，此时不得对内防喷器开关进行操作，以防憋泵或引起其他机械事故。即使在发生井喷、井涌时仍需先停止泥浆泵循环再关闭内防喷器。图8-3 防喷器司钻控制箱操作示意图8-3 防喷器机构控制原理及调节图8-4所示为DQ450DBZ顶驱防喷器控制液压示意图。左、右通过硬管连接后经由旋转头、下筒体后与总控制阀组FA、FB相连，由总控制阀组防喷器控制部分控制。图8-5所示为防喷器控制原理图。减压阀30.2按防喷器机构工作要求提供合理油源压力，电磁换向阀27.2控制防喷器的开、关动作切换。当电磁换向阀27.2不得电（即防喷器为“

45、开”状态）时，系统压力油经过减压阀30.2减压后一直作用在关断油缸37.1、37.2的无杆腔，防喷器在压力油的作用下保持打开状态。当需要防喷器关闭时，将司钻控制箱上内防喷器旋钮旋至“关”位（图8-3），电磁换向阀27.2得电，经过减压阀30.2的油液通过电磁换向阀后同时通向油缸有杆腔、延时蓄能器，同时减压阀30.2先导油口压力升高，防喷器关闭。图8-5所示为总控制阀组防喷器控制部分说明。液压管汇关断油缸右关断油缸左图8-4 防喷器液压控制示意图16.6、16.7测压接头 26.2、26.3单向阀 27.2电磁换向阀 30.2减压阀35逻辑阀 36蓄能器 37.1、37.2关断油缸图8-5防喷器

46、机构控制原理图（a）（b）图8-6 总控制阀组防喷器控制说明防喷器压力调节：1、压力表接16.7测压接头，检查测压接头16.7处压力显示值，合理显示值为1MPa，当显示值不正确时按步骤调节压力；2、松开减压阀30.2锁紧螺母，使用内六方扳手顺时针（压力值升高）或逆时针（压力降低）旋转调节杆丝扣直至压力显示为1MPa停止调节丝扣，锁紧锁母，调节完毕。8-4 防喷器油缸调整防喷器关断油缸控制关断套筒开启、闭合防喷器时，是由关断油缸支座上的上、下滚轮共同夹持关断套筒的上盖板完成的。当防喷器需要关闭时，活塞杆回缩，由下滚轮带动关断套筒上盖板提升完成防喷器旋钮动作实现关闭；当防喷器需要再次开启时，活塞杆

47、伸出，由上滚轮推动关断套筒上盖板完成防喷器旋钮动作实现开启。轴滚轮铜套弹性挡圈油嘴支座螺母油杯垫圈紧钉螺钉衬套导向杆关断油缸图8-7 关断油缸示意图防喷器关断油缸调整主要是至调节关断油缸活塞杆头与支座连接处的旋入长度，这样在油缸固定时可相当于变相微调整了套筒行程，可精确保证油缸在动作时防喷器完全打开或关闭。不合适的油缸与支座的旋入长度可能会造成滚轮磨损严重、防喷器开、关不完全，易造成事故发生。防喷器油缸调整方法：1、打开关断套筒盖板，取出摇臂；2、使用专用考克扳手手动将遥控内防喷器完全打开；使用考克扳手手动打开遥控内防喷器时必须确认防喷器处于完全打开状态后方可继续调整，否则调整后可能造成遥控内

48、防喷器开、关不到位情况。3、确认打开到位后，将摇臂重新装回，并将套筒复位；4、启动液压站，操作司钻控制箱上内防喷器旋钮至“开”位，确保活塞杆完全伸出；5、取出关断油缸活塞杆与支座连接处的紧钉螺钉，调整支座与活塞杆的旋入长度，保证关断套筒上盖板位于支座上、下滚轮之中；此处需要调整关断套筒上盖板距离两滚轮中心距离一致。6、调整完毕后反复动作油缸，检查关闭、打开情况，若出现打开不完全应重新按照上述步骤进行调整。9、背钳9-1 背钳结构背钳是顶驱管子处理机构的核心部件，主要完成对管子的夹紧操作，以便顶驱能够对管子进行上卸扣、旋扣、卸保护接头等操作。背钳主要是由悬挂部分、浮动部分、夹紧系统、修正系统、和

49、导向系统组成。其结构如图9-1所示。更换保护接头销孔夹紧系统导向系统旋转销孔工作销孔修正系统浮动部分悬挂部分旋转头图9-1 背钳结构图图9-2所示为背钳夹紧机构图，上、卸扣过程中，钳口体内的左、右活塞在压力油的作用下将被推出，活塞外端面连带钳牙将钻柱接头端夹紧，通过主轴旋转完成保护接头与钻柱间的上、卸扣工作。同样，DQ450DBZ顶驱也可通过背钳完成上、卸保护接头工作。活动立柱右端盖密封圈、导向环钳牙钳口体活塞活塞定位块 图9-2 背钳夹紧系统结构图图9-3所示为背钳钳牙结构，DQ450DBZ背钳钳牙由两颗固定螺栓将左、右钳牙分别固定在活塞上，工作时由活塞将钳牙推出完成夹紧。钳牙由钳牙座及固定

50、在钳牙座上的两块牙板等组成，上部由两颗牙板限位螺栓限位固定，下端通过牙板挡块、螺栓固定。钳牙固定螺栓牙板限位螺栓钳牙座固定螺栓活塞牙板挡块牙板图9-3 背钳钳牙结构示意图9-2 背钳控制背钳控制按钮为自复位按钮，按下“背钳”按钮，背钳夹紧，松开按钮，背钳松开。背钳按钮为带指示灯按钮，当背钳夹紧压力大于设定值时（DQ450DBZ设定值为12MPa），背钳指示灯亮，此时表明背钳已经夹紧。图9-4 背钳司钻控制箱操作示意图9-3 背钳控制原理及调节背钳机构控制主要由一个二位四通电磁换向阀控制背钳活塞伸出、缩回，电磁阀不得电时背钳油缸在压力油作用下一直处于缩回状态，电磁阀得电时背钳油缸活塞伸出，完成夹

51、紧。夹紧力的大小通过调整减压阀30.3出口压力来调节。当背钳夹紧时，压力开关动作控制司钻控制箱（或触摸屏）上背钳指示灯亮，表明背钳已经夹紧钻杆。背钳工作压力调节方法：1、停液压站电机，将总控制阀组上的模式选择阀切换至“卸荷”位，确认系统压力卸荷后将模式选择阀切换回“工作”位；2、清洁背钳钳体部分，保证工作环境清洁；3、取下背钳右端盖上M14堵头，在取下堵头位置安装测压接头，在测压接头处接测压软管及压力表并将表放在便于读取数值的位置；取背钳右端盖堵头时，务必先检查系统是否有压力，严禁带压拆卸堵头，否则会造成人员伤害或设备损坏。4、启动液压站电机，按“背钳”按钮，待背钳活塞完全伸出后观察压力表读数

52、，DQ450DBZ顶驱正确的背钳压力调整为12MPa，观察压力表读数，根据读数调整控制压力；5、松开减压阀30.3锁紧螺母，根据表压读数及正确压力值来调节减压阀调节丝扣，顺时针压力增大，逆时针压力减小，直至表压力读数为12MPa时停止调节，锁紧锁母。6、压力调节完毕后将背钳按钮松开，待活塞完全缩回后停液压站电机，将总控制阀组模式选择阀再次切换至“卸荷”位，系统卸荷；7、确认系统卸荷完毕后，取下背钳右端盖的测压接头、测压软管及压力表，将原有拆下的M14堵头安装在右端盖测压接头处，背钳压力调整完毕。27.4电磁换向阀 30.3减压阀 32.2压力开关 44.1、44.2背钳油缸图9-5 背钳液压控

53、制原理及总控制阀组说明测压接头测压软管压力表右端盖图9-6 背钳工作压力检测10 液压系统维护、保养10-1 液压系统维护序号检查部位定捡周期检查内容维护措施1油箱液位每日油箱液位是否处于合理高度（油箱最低液位距离油箱底部180mm，最高液位距离油箱底部400mm）根据要求加注、排放液压油2接头每日检查各接头端面密封处是否有漏油现象拧紧接头，必要时更换接头3软管每日检查软管表面是否有破损，软管接头处是否漏油拧紧接头，必要时更换软管4过滤器每日检查滤芯是否堵塞清洗或更换滤芯5其余元件每日检查是否有漏油现象，动作是否灵活必要时进行维修、更换6系统测试每周1、检查各分支系统工作压力是否正常，各阀件动作是否灵活；2、检查各执行机构动作是否灵活、到位必要时进行维修、更换7蓄能器每月充氮压力按要求重新充氮8过滤器每季度清洗或更换过滤器滤芯清洗、更换滤芯9液压油每半年对油样进行分析必要时更换液压油10液压油每年更换液压油更换液压油10-1-1 液压缸维护保养液压缸维护保养1、液压缸的维护与保养，具体来说就是液压介质与液压油缸缸体的维护保