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1、顶部驱动钻井装置,主讲：叶哲伟机械工程教研室,内 容 提 要,一、顶部驱动钻井系统介绍二、电驱动顶驱与液压驱动产品 三、顶驱装置主体结构四、,1、顶驱概述 顶驱装置是将动力从井架的顶部直接驱动钻具旋转钻进，并能完成循环钻井液、接立根、上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的钻井装置。 右图双马达交流变频驱动顶驱,一、顶部驱动钻井系统介绍,1、顶驱概述 实践证明：这种系统可节省钻井时间20%到30%，并可预防卡钻事故，用于钻高难度的定向井时经济效果尤为显著,一、顶部驱动钻井系统介绍,1、顶驱概述三个部分组成：导向滑车总成、水龙头-钻井马达总成钻杆上卸扣装置总成,一、顶部驱动钻井系统介绍,顶驱接单根钻进,2
2、、顶驱钻井的主要优越性,（1）节省接单根时间：利用立柱钻进，大大节省了接单根的时间（2）倒划眼防止卡钻：使用28米立柱倒划眼的能力，可在不增加起钻时间的前提下，顺利地循环和旋转将钻具提出井眼。（3）下钻划眼：使用顶部驱动钻井装置下钻时，可在数秒内接好钻柱，立刻划 眼，从而减少卡钻的危险。 （4）人员安全：顶部驱动钻井装置可减少接单根次数2/3，从而降低了事故发生率。接单根只需要打背钳。钻杆上卸扣装置总成上的倾斜装置可以使吊环吊卡向下摆至鼠洞，大大减少了人员工作的危险程度。（5）设备安全：采用马达旋转上扣，上扣平稳，避免上扣扭矩过盈或不足。（6）井下安全：在起下钻遇阻、遇卡时，管子处理装置可以在
3、任何位置相连，开泵循环，进行立根划眼作业。,（7）井控安全：该装置可以在井架的任何位置实现钻具的对接，数 秒钟内恢复循环。双内防喷器可安全控制钻柱内压力。（8）便于维修：钻井马达清晰可见。熟练的现场人员约12小时就能 将其组装和拆卸。（9）下套管：顶部驱动钻井装置的提升能力很大（650吨），在套 管和主轴之间加一个转换头（大小头）就可以在套管中进行压 力循环。套管可以旋转和循环入井，从而减少缩径井段的摩阻 力。（10）取心：能够连续钻进28米，取心中间不需接单根。这样可以 提高取心收获率，减少起钻的次数与传统的取心作业相比， 它的优点明显。污染小、质量高。（11）使用灵活：可以下入各种井下作业
4、工具、完井工具和其他设 备，即可以正转又可以反转。（12）节约泥浆：在上部内防喷器内接有泥浆截流阀，在接单根时保 证泥浆不会外溢。（13）内防喷器功能：,作业时间的比较,起下钻,30%,纯钻进,30%,非生产,40%,典型钻井的作业时间分配,起下钻,25%,非生产,35%,纯钻进,40%,顶部驱动钻井装置钻井时间配,水平井费用比较,项 目,日成本，美元,测深，M,机械钻速， m/h,日进尺,钻2000m所需天数,单井成本，美圆,单井用顶驱节约，美圆,8口井用顶驱节约，美圆,转盘/方钻杆,顶驱装置,40800,43000,2000,2000,30,30,240,288,8.3,6.9,33864
5、0,296700,41940,335120,抓钻杆,接钻杆,遥控内防喷器,顶驱优越性的突出表现,3、顶驱系统构成（电驱动）,变压器,司钻操作台,液压动力源,柴油发电机组,3相,600V交流,3 相,380V交流,0750V 直流电,控制阀组,通风电机,主电机,一体化动力水龙头,管子处理装置,执行机构,SCR+Invert,。,1、顶驱本体部分的构成：TESCOD顶驱总图（电动）,水龙头独立结构,二、电驱动顶驱与液压驱动产品,Tesco液压驱动顶驱（较老式的一款）一体化顶驱,液压顶驱安装图,水龙头独立结构（液压）,2、Varco公司电驱动顶驱,2、Varco公司顶驱,一体化水龙头顶驱,TDS-1
6、1SA 动力水龙头,齿轮箱,电机冷却系统,5 HP 交流电机,入风口,空气流,出风口,盘式刹车,交流钻井电机,液压系统,液压油滤子,PH-50 管子处理器,PH-50 吊环倾斜位置,变频控制房,交流发电机,直流发电机,顶驱,接线排,接线盒,传感器,电磁阀,编码器,钻井电机,司钻操作台,电路系统,吊点,TDS-11SA 易损件,3、MH公司液压顶驱-水龙头独立结构形式,直流、与变频驱动顶驱,650吨液压驱动顶驱 一体化水龙头,使用大功率液压马达是为获得更高速度,MH公司电驱动顶驱与液压驱动顶驱重量比较,4、天意顶驱 液压系统集成于顶驱本体 机电液一体化控制系统回转头无锁紧机构，360度自由旋转、
7、定位倾斜机构前倾30，后倾55采用PLC对主电机及辅助系统精确控制,4、天意顶驱采用Field Bus通讯技术上位机实时监控，具有互锁、自诊断、自保护功能主体提升系统采用双负荷通道采用内套插入式结构,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力
8、水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,1、动力水龙头,提环总成平衡系统电机总成减速箱总成,三、顶驱装置主体结构,2、管子处理装置,旋转机构吊环倾斜机构背钳,三、顶驱装置主体结构,2、管子处理装置,旋转机
9、构吊环倾斜机构背钳,三、顶驱装置主体结构,2、管子处理装置,旋转机构吊环倾斜机构背钳,三、顶驱装置主体结构,2、管子处理装置,旋转机构吊环倾斜机构背钳,三、顶驱装置主体结构,2、管子处理装置,旋转机构吊环倾斜机构背钳,三、顶驱装置主体结构,3、钻井液循环通道,鹅颈管总成冲管总成内防喷器保护接头放松装置,三、顶驱装置主体结构,3、钻井液循环通道,鹅颈管总成冲管总成内防喷器保护接头放松装置,三、顶驱装置主体结构,3、钻井液循环通道,鹅颈管总成冲管总成内防喷器保护接头放松装置,三、顶驱装置主体结构,3、钻井液循环通道,鹅颈管总成冲管总成内防喷器保护接头放松装置,三、顶驱装置主体结构,4、导向滑车总成,导轨滑车反扭矩梁,三、顶驱装置主体结构,4、导向滑车总成,导轨滑车反扭矩梁,三、顶驱装置主体结构,4、导向滑车总成,导轨滑车反扭矩梁,谢谢！,
