顶部驱动钻井系统1
顶部驱动钻井系统(1)
顶驱下钻时，可在数秒内接好钻柱，立刻划眼，从而减少 卡钻的危险。
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（三）顶驱的优点
4． 人员安全
顶驱可减少接单根次数2/3，从而降低了事故发生率。 接单根只需要打背钳。倾斜装置可以使吊环、吊卡向
前摆至鼠洞和猴台，大大减少了人员工作的危险程度，
用游车提起顶驱，把固定顶驱的. 第5节导轨与第4节导轨连接40
（一）顶驱的安装
连 接
4 、
5 节 导 轨
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（一）顶驱的安装
4、5节导轨.连接完毕
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（一）顶驱的安装
安装完导 轨和顶驱主 机，然后将 变频房就位， 再安装电缆。
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（一）顶驱的拆卸
顶驱的拆卸，与安装的程序基本 相反。但应注意以下几点： 1.拆掉吊环后，顶驱主机要摆正位； 2.拆掉水龙带后，要释放中心管内的 泥浆； 3.及时断电。
A．润滑时间表
描述
润滑交流电机 润滑风机电机 润滑液压泵电机
润滑点数
4 4 2
冲数
5冲 3冲 3冲
频 率 油料品种
每3个月一次 每3个月一次 每3个月一次
电机黄油 电机黄油 电机黄油
B．推荐电机黄油：
CHEVRON公司生产的BLACK PEARL EP2（不允许替代）。
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（二）顶驱的维护保养
顶驱的润滑和保养
可能需要更频繁的润滑；耐磨补心，捆绑件，易生锈处以及异常工 况需要更频繁的润滑；请留意不可过度润滑部件。
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三、顶驱的操作
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(一) VARCO司钻控制台的操作说明
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石油钻井顶驱简介及配件清单
石油钻井顶驱简介及配件清单顶部驱动装置是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功、正在推广应用的一种顶部驱动钻井系统。
延续近百年的转盘钻井方式，为世界的石油立下了历史性的巨大功劳，但也有两个突出的矛盾未能得到有效的解决。
其一，由于起下钻不能及时实现循环旋转功能，遇上复杂地层，或是岩屑沉淀，往往造成卡钻。
卡钻成了长期困扰钻井工程技术的问题，我国近千台钻机，每年因卡钻造成的损失数以万计。
其二，由于常规钻机在钻进中依靠转盘带动方钻杆旋转送进，方钻杆的长度限制了钻进深度，故每次只能接单根，因而费工费时效率低，劳动强度大。
而所谓的顶部驱动，则是把钻井动力部分由下边的转盘移动到钻机上部的水龙头处。
它可从井架空间上部直接旋转钻柱，驱动钻具旋转，并沿着井架内专用的导轨向下送进，完成钻柱旋转钻进，循环钻井液，接立根，上卸扣和倒划眼等多种钻井工艺操作。
由于取消了方钻杆，无论是在钻进过程中，还是在起下钻过程中，钻柱可以保持钻井液循环。
因而，由于各种原因引起的遇卡遇阻事故可以得到及时有效的控制和处理。
同时，可以进行立根钻进，大大提高了纯钻进时间，钻井实验表明：这种系统可节省钻井时间20%-25%。
参见图1。
该图表明顶部驱动钻井装置主要有三个部分组成：导轨滑动架总成、水龙头-钻井电机总成和钻杆上卸扣装置总成。
图1 顶部驱动钻井装置系统图随着顶部驱动钻井装置在世界范围内钻机上的大批应用，生产顶部驱动钻井装置的厂家也由当初的美国、挪威扩展到法国、加拿大等4个国家的7家公司。
之后，中国、英国也加入到顶部驱动装置的生产行列。
总之，顶部驱动钻井系统是当今石油钻井自动化中的前沿技术与装备，用于钻斜井、钻高难度的定向井时效果尤为显著。
该设备主要包括以下零部件：东营博锐林特商贸有限公司。
顶部驱动钻井系统使用手册
第十四章顶部驱动钻井系统第一节顶部驱动钻井装置基本结构和技术参数一、TDS-11SA顶部驱动钻井系统一）、基本结构TDS-11SA顶部驱动钻井装置主要包括下列主要总成及部件。
①水龙头—钻井电机总成；②电机冷却系统；③滑动架和导轨；④管子处理器⑤液压控制系统；⑥平衡系统；⑦动力系统和控制系统。
1、水龙头－交流钻井电机总成水龙头--钻井电机总成是顶部驱动装置的主体部件，主要由以下部件组成：①钻井电机和制动器②齿轮传动箱（变速箱）③整体式水龙头1）、钻井电机和制动器TDS-11SA有两台400马力的交流钻井电机，对称垂直安装在箱体上的两边，为TDS-11SA提供动力。
每一个电机有一个双端输出轴，输出轴下端安装驱动小齿轮，输出轴上端安装盘式刹车轮毂。
交流钻井电机是开放式结构，意为着冷却风可以通过电机内部。
它是专门为顶部驱动所设计的，电机内部有温度传感器、风道、轴承和安装斜齿轮和刹车轮毂的锥度输出轴。
每个电机顶部安装有一个液压盘式刹车，通过盘式刹车外盖可以很容易检查和维护盘刹。
在定向作业中，盘式刹车还可以辅助钻柱定向。
制动器由司钻控制台遥控控制。
2）、传动箱和水龙头总成齿轮传动箱总成把由交流电机产生的动能传递到钻杆。
传动箱和水龙头总成内部是一个单级双减速齿轮系统，从电机到主轴的减速比为10.5:1。
传动箱和水龙头总成的箱体为传动齿轮和轴承提供了一个密封的润滑油池。
轴承和齿轮由一个安装在箱体上的油泵强制润滑。
一个低速液压马达驱动油泵，过滤后的润滑油通过主支撑轴承、扶正轴承、小齿轮和复合齿轮轴承及齿轮的齿面连续循环。
油热交换是空冷式，传动箱上安装有油位指示器可监视油面高度。
不锈钢制成的提环固定安装在钻机大钩上。
提环与箱体之间的装配由铜套接合，可以使用黄油润滑。
3）、整体式水龙头总成整体式水龙头的功能是整个钻井装置功能的集合。
水龙头主止推轴承位于大齿圈上方的变速箱内部，上部台阶做于主止推轴承上以支撑钻柱负荷。
主轴和鹅颈管之间有一个标准冲管盘根总成，这样就可以使钻柱旋转。
顶驱装配知识1
DQ450DBZ刹车系统
DQ450DBZ顶驱刹车的作用：
1、承受井底钻具的 反扭矩； 2、当井 下遇卡时，如果电 机停止转动，钻具 将迅速反弹，此时 需要将刹车刹住， 防止钻具倒转脱扣； 3、当电机飞车时起 制动作用； 4、释 放井底钻柱反扭矩。
DQ450DBZ冲管总成
冲管安装示意图
DQ450DBZ平衡系统
DQ450DBZ顶驱平衡系统主 要由两根平衡油缸通过梨形 环来与大钩连接完成平衡系 统工作，平衡油缸下端单耳 板与提环相连，上端双耳板 通过梨形环与大钩吊耳相连。 它的主要作用是防止上卸扣 时螺纹的损坏，从而增加主 轴保护接头和钻具的使用寿 命，降低损耗和钻井成本。 其次是在卸扣末了时帮助公 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。
16、内防喷器功能。起钻时如果有井喷的迹象即可由 司钻遥控钻杆上卸扣装置，迅速实现水龙头与钻杆的连 接，循环钻井液，避免事故的发生。
17、其他优点：采用交流电机驱动，减低维修保养费 用；特别适用于定向井和水平井，因为立根钻进能使 钻杆尽快的通过水平井段的一些横向截面。
3、顶部驱动钻井装置的结构： 顶部驱动钻井装置主要有以下部件和附件组成: 1、水龙头（关键部件）；
导轨滑车连接图
5 电气传动与控制系统 DQ450DBZ电气传动与控 制系统主要包括顶驱电控房、 司钻控制箱、外部电缆。 6 液压传动与控制系统 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。
钻井顶驱介绍
钻井顶驱介绍顶部驱动钻井装置TDS（TOP DRIVE DRILLING SYSTEM），是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。
它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。
该系统显著提高了钻井作业的能力和效率，并已成为石油钻井行业的标准产品。
自20世纪80年代初开始研制，现在已发展为最先进的整体顶部驱动钻井装置IDS（INTEGRATED TOP DRIVE DRILLING SYSTEM），是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一。
顶部驱动装置的出现，使得传统的转盘钻井法发生了变革，诞生了顶部驱动钻井方法。
该方法在1000多台海洋钻机和特殊陆地钻机上的成功使用，得到了使用者和市场的认同。
它的重要意义是促进了海上和陆地钻井技术自动化的进步；其另一个意义则在于：顶部驱动钻井使用自动化接单根起下钻设备，从而不必要再试制和研究始于20世纪60年代的方钻杆接单根方法。
顶部驱动钻井装置的旋转钻柱和接卸钻杆立根更为有效的方法。
该装置可起下28M立柱，减少了钻井时三分之一的上卸扣操作。
它可以在不影响现有设备的条件下提供比转盘更大的旋转动力，可以连续起下钻、循环、旋转和下套管，还可以使被卡钻杆倒划眼。
作为当前最新的钻井方式，有许多不同于方钻杆钻井的优点。
同以前的方法相比，顶部驱动钻井装置还有一些特定优点：1．节省接单根时间顶部驱动钻井装置不使用方钻杆，不受方钻杆长度限制，避免了钻进9米左右接单根的麻烦。
取而代之的是利用立柱钻进，大大节省了接单根的时间，从而节约了钻井时间。
2．倒划眼防止卡钻顶部驱动钻井装置具有使用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。
在定向钻井过程中，可以大幅度地减少起钻总时间。
3．下钻划眼顶部驱动钻井装置具有不解接方钻杆钻过砂桥和缩径点的能力。
顶驱装配知识1
5、人员安全。顶部驱动钻井装置，是钻井机械操作自 动化的标志性产品，终于将钻井工人从繁重的体力劳动中 解救出来。接单根的次数减少了2/3，并且由于其自动化 的程度高，从而大大减少了作业者工作的危险程度，进而 大大降低了事故的发生率。
6、井下安全。在起下钻遇阻、遇卡时， 管子处理装置可以在任何位置相连，开泵 循环，进行立根划眼作业。
目录
1
顶驱简介
2
顶驱装配
3
顶驱安装
4
顶驱的维护与保养
1、什么是顶部驱动钻井系统？
所谓的顶驱，就是可以直接从井 架空间上部直接旋转钻柱，并沿井 架内专用导轨向下送进，完成钻柱 旋转钻进，循环钻井液、接单根、 上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的 钻井机械设备。
吊环倾 斜机构
橡胶垫 或木垫
液压站
提环
16、内防喷器功能。起钻时如果有井喷的迹象即可由 司钻遥控钻杆上卸扣装置，迅速实现水龙头与钻杆的连 接，循环钻井液，避免事故的发生。
17、其他优点：采用交流电机驱动，减低维修保养费 用；特别适用于定向井和水平井，因为立根钻进能使 钻杆尽快的通过水平井段的一些横向截面。
3、顶部驱动钻井装置的结构： 顶部驱动钻井装置主要有以下部件和附件组成: 1、水龙头（关键部件）；
装配工艺培训
四川工艺研究所 刘 宾 2014年6月
前言
顶部驱动钻井装置是当今石油钻井的前沿技术与装备， 是近代钻井装备的三大技术成果（交直流变频电驱系统 和井下工具）之一。 顶部驱动钻井系统是20世纪末期，美国、法国、挪威 等国家研制应用的一种新型的钻井系统。现在已成为石 油钻井行业的标准产品。它适用性极广，从2000米到 9000米的井深都可以使用顶部驱动钻井系统；从世界钻 井机械的发展趋势上看，它符合21世纪钻井自动化的历 史潮流。现在，我国赴国外打井的队伍，如果没有安装 该系统将不允许在投标竞争中中标，由此可见，顶部驱 动钻井系统已经到了非用不可的地步。
顶驱钻井系统全面介绍PPT课件ppt课件
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（2）整体式水龙头装置
主轴和鹅颈管之间装有一标准冲 管盘根总成，这样就可以使钻柱 旋转。冲管盘根总成由电机罩体 支撑并同齿箱相连，以增加水平 支撑。
锻制合金钢水龙头提环采用销 钉固定在主体上，并与标准钻井 大钩相联。可以使用加长的水龙 头提环，以便在鹅颈管和大钩之 间留出足够空间，方便操作人员 加装电测盘根装置。
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7
顶驱与转盘钻井的比较
泥浆
方钻杆
打 钻
转盘
起 钻
泥浆 钻杆
钻头
遇卡
1 转盘钻井方式
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2 顶 驱 钻 井 方 式
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TDS驱动方式
液压驱动 液压马达外形尺寸很小，液压顶驱的 本体尺寸能够满足小型井架的需要， 该类顶驱的工作高度一般在5m以下。 液压顶驱多数用于小型钻机上。
电驱动
AC-SCR-DC AC变频
◊ 使用两台300马力交流电机（总计700马力）和10.5：1齿轮传动 比可在0到114转/分钟钻柱转速范围内提供32500英尺•磅钮矩；保 持700马力输出功率，可在228转/分钟最大钻杆转速下产生15100 英尺•磅钮矩。
变速箱总成
双级减速的单速斜齿齿轮传动可以提供由 电机到主驱动轴的10.5：1传动比。本体和 齿轮箱盖体将传动齿轮、主止推轴承和径 向轴承罩在其中。齿轮箱盖体盖住上调节 轴承并支撑交流电机和电机罩。大齿轮联 接在主驱动轴的承载台肩上通过与主体和 盖体一体的加压系统给齿轮和轴承提供润 滑。本体和传动装置部分形成一个密闭的 润滑油室，润滑齿轮和轴承。油泵装在传 动箱内，由液压泵驱动向齿轮供给润滑油。
TDS-11SA型顶部驱动钻井装置是为快速轻便而设计 的，结构非常紧凑，采用斜齿轮传动，降低了噪音， 并可获得225 r/min的最高工作转速。该顶部驱动钻井 装置由2台交流变频电机驱动 。
顶驱钻井系统全面介绍
VARCO公司顶驱参数
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TDS-11SA技术参数：
API提升载荷：500吨（S） 整体式水龙头 双交流电机：2×350马力 减速箱齿轮传动比：10.5 连续工作扭矩：51.75kNm 间歇工作扭矩：67.34kNm 适用钻杆尺寸：3½ ～5in 静音斜齿轮传动
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（2）中国的研制发展过程
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2．顶驱的历史
第一台顶驱钻井系统由美国Varco公司于1982 年研制成功，此后法国、挪威、加拿大和中国 相继研制成功
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（1）美国 Varco公司的研制历程
20世纪80年代。Varco 公司从上世纪六十年代开始研 制顶驱。
在1981年年底研制出最初的TDS-l型牵引型顶部驱动 钻井装置的系列马达原型，并作出了顶部驱动钻井装 置TDS-2型的设计。1983年生产了单速（速比为5.33： 1）的TDS-3型顶部驱动钻井装置，并由此形成了工 业标准，这一标准改变了世界海洋与陆地钻探油气的 方式。
顶部驱动系统(TDS)
TOP DRIVE SYSTEM
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目录
1．概述 2．顶驱的历史 3．主要组成 4．技术特点 5．技术评价 6．设计制造中的一些问题 7．顶部驱动钻井系统的经济技术评价 8．主要生产厂家及产品特点 9．顶驱的发展
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1.概 述
顶驱钻井系统（TDS）是一套安装于井架内部 空间、由游车悬持的顶部驱动钻井装置。利用 水龙头与钻井马达相结合，配备一种结构新型 的钻杆上卸扣装置（管柱处理装置），从井架 的上部直接旋转钻柱，并沿井架内专用导轨向 下送进，可完成钻井、倒划眼、接钻杆、循环 钻井液、下套管等各种钻井操作。
顶部驱动，是把钻机动力部分由下边的转盘 移到钻机上部水龙头处，直接驱动钻具旋转钻 进的驱动