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1、一、设计依据（1）API spec 8C-2003钻井和釆油提升设备确定提升机构、主轴承主要承载部件接口参数、承载能力、API检验验收准则（2）API spec 7k-2005钻井和井口操作设备规范确定提升机构、机具承载部件安全距离、位置（3）API spec 5CT套管和油管确定中心管、IEOP防喷器的螺纹接头类型、接口的参数确定夹持钻杆接头钳牙的参数（4）SY/T6726-2008石油钻机顶部驱动钻机装置确定设备承载吨位、钻井作业扭矩参数、泥浆通道压力参数（5）顶驱产品设计符合API Spec 8C-2003第4版的相关规定，产品规范等级为PSL1。二、设计开发的直驱顶驱顶驱型号DQ40B
2、ZDQ70BZDQ90BZDQ120BZ驱动方式交流变频驱动（AC TF叨名义钻井深度40001117000m9000m12000m额定载荷2250kN(250tons)4500kN(500toiis)6750kN(900toiis)9000kN(1000tons)电机功率288kw580kw900kw1130kw转速范围0 220i7inin连续工作扭矩25kN.m50kN.m65kN.m85kN.m松扣扭矩45kN.m75kN.m125kN.m135kN.m静制动扭矩25kN.m50kN.m65kN.m85kN.m背钳夹持范围86 197mm86216 nun86 216 null8625
3、0 nun液压系统工作压力16 MPa中心管通径64nun(3in)7 5nim(3 in)75mm(3in)95nmi(4in)中心管工作压力35MPa(5000psi) 35MPa(5000psi) 52MPa(7500psi) 69MPa(10000psi)本体重量12.3 t15.8 tl&5t20.1 t工作高度5.3m5.7m6.7m7.1m三、直驱顶驱特点直驱式顶驱主要由两大部件组成：动力水龙头、管子处理器组成。动力水龙头的电机结构由转子轴、定子组成，转子轴与中心管主轴通过胀套固定 相连，电机定子与动力水龙头外壳直接相连。提升系统与动力水龙头外壳相连，提升 系统承受水龙头电机本体
4、及主轴工况钩载负荷，水龙头电机外壳不承受钩载。电机直 接驱动中心管主轴钻进。中心管主轴设计有组合轴承不仅承受钩载，也具备抗钻柱纵 向振动功能。钻井工作时旋转头被锁止固定不随主轴旋转。管子处理器09 o O0 o Oo OOOO动力水龙头先进的直驱式顶驱设备比传统的顶驱设备在钻井作业中具有以下优势:1. 无机械变速传动机构，电机直接驱动主轴 钻进。2. 轴承采用脂润滑，无齿轮润滑油及冷却过滤 系统，减少密封机构，维护方便。3. 设备组成功能模块化，组装工艺性好。模块 结构简单，故障点少、故障率低。=法力钗驰4. 电机直驱可短时提供更高的钻井作业扭矩,不受机械变速器固定设计强度的影响。同 时减少传
5、动能耗损失。5. 整机冷却散热效果更强（布置大功率风机及 多风道）。6. 加工制造难度低、装配工艺性更易保证。7. 液压站、液压阀组、蓄能器、冷却风机安装 位于壳体外围，维护操作方便。四、直驱顶驱电机 DQ40BZ电机特性曲线DQ70BZ电机特性曲线V40顶駆电机特性o o o o o O353O25O15MS?Oo o o o o o o o o o o o o o o o o o o30252015105转矩待性 功率伶性转速r?a、 DQ9OBZ电机特性曲线DQ120BZ电机特性曲线SOOOO7000060CCO50000100003000020000 1000000X00、X Q 5、
6、3 $ 个夕。夕转速bjxn机械特性机瞬竹:转速.rpm接线端子电机定子/外壳五、顶驱控制系统组成传动部分：VFD房变频驱动：顶驱电机驱动MCC驱动：风机、油泵供电怙机系统KalLAHMI人机界而VFD系统控制部分：司钻房00o.ooHMI人机界面wvHir000 00操作箱0.0狎挙妖磁力0.0n=罔縊I杠丨拆丨麹【宓燈-|护；矗丨劇餐两干顶驱控制D启动K9I复位1町你幷定Bl rp.转速冋璋钻审铁扳足电机1件0.00.049结构说明:管子处理器的旋转头与动力水龙头下筒体连接，背钳、吊环倾斜机构固定位于管 子处理器的旋转头上，动力水龙头下筒体分布有机具油槽10道（备用2道），管子处理 器的旋转头采用液压马达大速比减速驱动（58转/分），配置有齿盘锁紧装置，用于 提供上卸扣时的反向扭矩。管子处理机构的背钳机构釆用L型布局，具备功能:1）管子处理范围86-250nmi ,可旋开脱离主轴。2）上卸扣扭矩最大75000135000 Nm。3）旋转头釆用液压马达驱动，可旋转360%转速58转/分。（108”130”吊环）o4）吊环倾斜系统能向前倾斜约A1910mm，向后倾斜约A2300mm 并可在任意位置悬停。5）各功能均采用液压驱动实现。
