北石顶驱主要技术参数及操作规程20127资料

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1、 Top Drive Drilling Equipment 顶部驱动钻井装置顶部驱动钻井装置 产产 品品 介介 绍绍 Product Introduction 中国石油集团钻井工程技术研究院 北 京 石 油 机 械 厂 2012 年 7 月 26 日 前 言 顶部驱动钻井装置（以下简称顶驱装置，或称顶驱）是用以取代 转盘钻进的新型石油钻井装备， 被誉为近代钻井装备的三大革命性技 术成果之一。 北石顶驱是机电液信息一体化、高度集成的高技术产品。 本资料简要介绍北石顶驱的相关信息。 通过阅读本资料可以对北 石顶驱有一个较为清晰的了解和认识，了解其结构以及使用中的优 点，对于认识顶驱、操作顶驱有所帮

2、助。 本资料有关技术信息仅用于产品选型时参考， 不作为与商务合同 有关的产品配置的依据。 本资料中所涉及的系统结构以 DQ70BSC 为主， 不同型号之间可 能会存在差异。欲了解详情请与我厂联系。 目目 录录 1 北石顶驱简介 .1 1.1 北石顶驱主要技术特点 .1 1.2 北石顶驱产品型号 3 1.3 北石顶驱产品系列 4 1.4 北石顶驱获奖与资质 5 2 产品型号与主要技术参数 .7 2.1 DQ120BSC 的主要技术参数 7 2.2 DQ90BSD 的主要技术参数 9 2.3 DQ90BSC 的主要技术参数 11 2.4 DQ80BSC 的主要技术参数 13 2.5 DQ70BSD

3、 的主要技术参数 15 2.6 DQ70BSC 的主要技术参数 17 2.7 DQ70BSE 的主要技术参数 19 2.8 DQ50BC 的主要技术参数 21 2.9 DQ40BC 的主要技术参数 23 2.10 DQ40BCQ 的主要技术参数25 2.11 DQ40Y 的主要技术参数 .28 2.12 DQ30Y 的主要技术参数 .30 2.13 顶驱培训系统 .32 2.14 动力水龙头 .33 3 结构与工作原理 .34 3.1 顶驱本体 35 3.2 液压系统 48 3.3 电气控制系统 .50 4 顶驱操作 54 4.1 钻井操作 54 4.2 特殊操作 56 5 顶驱安装 58 6

4、 包装与文件 .65 7 随机工具与备件 .66 8 北石顶驱业绩 .67 第 1 页 1 北石顶驱简介北石顶驱简介 1.1 北石顶驱主要技术特点北石顶驱主要技术特点 北石顶驱采用先进成熟的交流变频驱动技术，具有转矩和速度控制精 确等优点，电气系统驱动方式灵活，在司钻操作台上可以直接选择电机运 行模式（不需要修改用户程序或者系统参数） ，控制模式方便灵活，为北石 顶驱首创。 北石顶驱采用 ProfiBus 现场总线控制技术，采用光纤通讯或 ProfiBus 电缆通讯，抗电磁干扰能力强。电气控制系统采用工控计算机，用户界面 友好，中英文界面可切换，可以浏览全部控制信息，包括：操作历史、报 警记录

5、、运行数据曲线、帮助文件等，随时掌握系统运行情况，便于故障 诊断，为北石顶驱首创。 北石顶驱采用双负荷通道的提升系统，吊环提升负荷不通过主轴承， 旋转头轴向承载采用大推力轴承，可以在承载情况下 360旋转，方便现场 操作；吊环可以前倾和后倾，带有中位浮动功能；采用行业内常用的侧挂 式背钳，钳体可以全范围上下双向浮动，便于使用顶驱的上卸扣功能拆卸 和安装转换接头和 IBOP。 北石顶驱具有操作方便、安全、高效的特点，具有大型顶驱系统所具 有的全部优点，包括： 1. 可以立根上扣和钻进，上卸扣时间减少了三分之二； 2. 起下钻遇阻遇卡可迅速接上钻具，边旋转边循环泥浆，进行倒划 眼和下钻划眼，大范围

6、活动钻具，减少了卡钻事故； 3. 可以在额定扭矩下连续堵转运行； 4. 独创的主轴旋转定位控制功能（Shaft Rotation Position Control） ， 配合使用螺杆钻具的连续控制钻井技术，使定向井水平井的导向 第 2 页 钻井（复合钻井）更轻松更精准； 5. 顶驱软扭矩控制技术，通过采集载荷、扭矩以及转速等相关参数， 对其进行分析优化，由操作系统智能化控制，避免井下事故的发 生，保证钻井安全，提高钻井效率； 6. 技术参数设置合理，自动化程度高，程序运行可靠。 第 3 页 1.2 北石顶驱产品型号北石顶驱产品型号 顶部驱动钻井装置型号表示方法如下： DQ 70 BS C 背钳

7、型式 H 环形背钳 C 侧挂式背钳 D 大扭矩 Q 轻便型 E 改进型 驱动方式 B 交流变频驱动 BS 交流变频驱动、双电机 Y 液压驱动 名义钻深 120 12000 m / 9000 kN（1000 t） 90 9000 m / 6750 kN （750 t） 80 8000 m / 5850 kN （650 t） 70 7000 m / 4500 kN （500 t） 50 5000 m / 3150 kN （350 t） 40 4000 m / 2250 kN （250 t） 30 3000 m / 1700 kN （190 t） 顶部钻井驱动装置产品代号 （DingQu） 第 4

8、页 1.3 北石顶驱产品系列北石顶驱产品系列 北石顶驱经过短短几年的发展，目前已实现规模化、系列化生产，包 含 7 种规格、13 个型号产品，既有交流变频电驱动顶驱，又有液压驱动顶 驱，可以为 3000 米到 12000 米之间不同型号的钻机进行配套，满足不同 客户的各种需求。 北石顶驱的规格型号主要有： 1) DQ120BSC （1000 t，交流变频驱动） 2) DQ90BCD （750 t 大扭矩，交流变频驱动） 3) DQ90BSC （750 t，交流变频驱动） 4) DQ80BSC （650 t，交流变频驱动） 5) DQ70BSD （500 t 大扭矩，交流变频驱动） 6) DQ7

9、0BSC （500 t，交流变频驱动） 7) DQ70BSE （500 t，交流变频驱动） 8) DQ70BSH （500 t，交流变频驱动，环形背钳） 9) DQ50BC （350 t，交流变频驱动） 10) DQ40BC （250 t，交流变频驱动） 11) DQ40BCQ （250 t，交流变频驱动，轻便型） 12) DQ40Y （250 t，液压驱动） 13) DQ30Y （190 t，液压驱动） 为满足用户对于顶驱设备的培训需求，设计开发了一套集培训、考核 于一体的顶部驱动钻井装置培训系统（简称 TDeT） 。北石顶驱培训系统是 集机、电、气一体的多功能系统，配备了顶驱模型、本体接线

10、箱、电气传 动与控制柜、司钻操作台等硬件和交互式教学软件，充分模拟了顶部驱动 钻井装置的各项功能， 用于顶驱装置功能展示、实际操作培训和故障排查 训练。 第 5 页 1.4 北石顶驱获奖与资质北石顶驱获奖与资质 多年来，北石顶驱凭借先进的技术、优良的性能和周到的服务获得了 一个又一个的奖项，申请了多项专利技术，通过了相关资质认证。 重要奖项包括： 中国石油集团技术创新一等奖（2005 年） 第九届国家专利优秀奖（2006 年） 第八届中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖（2006 年） 国家重点新产品（2007 年） 中国石油十大科技进步（2007 年） 9000 米钻机配套顶驱被列入中国企业

11、新纪录（2007 年） 中国机械工业科学技术奖二等奖（2008 年） 石油工业用户满意产品（2008 年） DQ120BSC 顶驱装置被列入中国企业新纪录（2009 年） SY/T6726- 2008石油钻机顶部驱动装置获年度优秀技术标准奖 （2010 年） 石油工业用户满意产品（2011 年） 石油和化工自动化行业科学技术奖一等奖（2011 年） 第 6 页 主要资质证书包括： API SPEC 8A 会标产品证书 API SPEC 8C 会标产品证书 API SPEC 7- 1 会标产品证书 API Q1 质量管理体系证书 ISO/TS 29001 质量管理体系证书 ISO 9001:20

12、00 质量管理体系证书 中国船级社（CCS）检验证书 中国船级社（CCS）型式认可证书 电控房防爆认证证书 第 7 页 2 产品型号与主要技术参数产品型号与主要技术参数 2.1 DQ120BSC 的主要技术参数的主要技术参数 基本参数基本参数 名义钻井深度 12 000 m ( 114 mm 钻杆 ) 最大载荷 9 000 kN ( 1000 ton )，API Spec 8A/8C 供电电源 600 VAC / 50 Hz（可选 60Hz） 额定电流 674 A 2 最大电流 1078 A 2 钻井参数钻井参数 转速范围 0200 r/min 背钳夹持范围 87 250 mm 工作扭矩（连续

13、） 85 kN.m ( 0 100 r/min ) 最大卸扣扭矩（1min） 135 kN.m 电动机参数电动机参数 额定功率 440 kW 2（600 HP 2） ，连续 抗震动 6 g 第 8 页 DQ120BSC 顶驱装置示意图顶驱装置示意图 7200 第 9 页 2.2 DQ90BSD 的主要技术参数的主要技术参数 基本参数基本参数 名义钻井深度 9 000 m ( 114 mm 钻杆 ) 最大载荷 6 750 kN ( 750 ton )，API Spec 8A/8C 供电电源 600 VAC / 50 Hz（可选 60Hz） 额定电流 674 A 2 最大电流 1078 A 2 钻

14、井参数钻井参数 转速范围 0200 r/min 背钳夹持范围 87 220 mm 工作扭矩（连续） 85 kN.m ( 0 100 r/min ) 最大卸扣扭矩（1min） 135 kN.m 电动机参数电动机参数 额定功率 440 kW 2（600 HP 2） ，连续 抗震动 6 g 第 10 页 DQ90BSD 顶驱装置示意图顶驱装置示意图 6800 第 11 页 2.3 DQ90BSC 的主要技术参数的主要技术参数 基本参数基本参数 名义钻井深度 9 000 m ( 114 mm 钻杆 ) 最大载荷 6 750 kN ( 750 ton )，API Spec 8A/8C 电源电压 600

15、VAC / 50Hz（可选 60Hz） 额定电流 557 A 2 最大电流 835 A 2 钻井参数钻井参数 转速范围 0200 r/min 背钳夹持范围 87 220 mm 工作扭矩（连续） 70 kN.m ( 0 100 r/min ) 最大卸扣扭矩（1min） 110 kN.m 电动机参数电动机参数 额定功率 368 kW 2（500 HP 2） ，连续 抗震动 6 g 第 12 页 DQ90BSC 顶驱装置示意图顶驱装置示意图 6600 第 13 页 2.4 DQ80BSC 的主要技术参数的主要技术参数 基本参数基本参数 名义钻井深度 8 000 m ( 114 mm 钻杆 ) 最大载荷 5 850 kN ( 650 ton )，API Spec 8A/8C 电源电压 600 VAC / 50Hz（可选 60Hz） 额定电流 557 A 2 最大电流 835 A 2 钻井参数钻井参数 转速范围 0220 r/min 背钳夹持范围 87 220 mm 工作扭矩（连续） 60 kN.m ( 0 110 r/min ) 最大卸扣扭矩（1min） 90 kN.m 电动机参数电动机参数 额定功率 368 kW 2（500 HP 2） ，连续 抗震动 6 g 第 14 页 DQ80BSC 顶驱装