顶部驱动钻井装置.ppt
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顶驱解体图 ppt课件
o.新旧油封耐磨套对比。
32
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
新下轴承及耐磨套
33
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
p.行星齿轮轴承及轴。
零件号：105796 A 3个
34
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
刹车片
q.刹车及刹车盘。
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
931平台送回待修的顶驱
45
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
着陆套（承载环）
46
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
中心衬管与冲管连接处
47
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
电磁阀组：上 控制机械手， 下控制盘刹
48
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
修
复
后
顶
驱
英
姿
49
PPT课件
13
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
。
g.新旧轴封对比，唇边有明显磨损。 零件号：17444-LUPW。 两个
14
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
e.主止推轴承。
零件号:TIMKENO T112O K USA DH
f.下轴承。
5238-WM R6TORRINGTON USA
23
PPT课件
二.Varco IDS-1顶驱内部结构（机械部分）
石油工程机装备 第四章 顶驱钻井系统(新版11)1
顶驱的主体。
图4-2 是Varco公司额定载 荷6500kN的TDS- 3S型顶驱
大齿轮
小齿轮
主轴
水龙头达-钻井马总成。
图4-2 水龙头—钻井马达总成
整体式水 龙头提环
由水龙头、马达和一级齿轮减速 水龙头 箱组成。 （1）马达：用并励DC马达，立式 驱动主轴。 （2）水龙头：额定载荷6500kN； 盘根盒为快速装卸式，与普通水龙头 轴承 的相同。 （3）气动刹车：在马达轴上端， 快速制动。 （4）减速箱：马达轴下有小齿轮 （Z=18），与主轴上的大齿轮（Z=96 大齿轮 ）相啮合，主轴下方接钻柱。 TDS-3S变速箱是一个单速齿轮减 速装置，减速比5.331。 主轴 （5）主轴：即水龙头的中心管。
第一台顶驱由美国Varco公司
研制（ 82年问世）。
后来，法国、挪威、加拿大、 中国相继研制了顶驱。
5．驱动型式有两种 （1）液马达驱动 （2）电动机驱动 ①AC-SCR-DC顶驱动 ②AC变频f顶驱
(80年代广泛用) (90年代后使用)
顶部驱动
液压顶驱
电动顶驱
直流顶驱
变频顶驱
交流感应变频顶驱
永磁变频顶驱
图4-7 马达支架和导向滑车总成
（5）钻杆上卸扣操作机械化。
（6）立根钻进，提高取岩心质量。
整体式水 龙头提环
三、顶驱系统组成
组成:水龙头-钻井马达总成、 导轨导向滑车总成、上卸扣装置 仅动力有别： 液马达顶驱—液马达；
水龙头
平衡 油缸 气刹车
轴承
直流 马达
AC-SCR-DC顶驱—DC电机；
AC变频顶驱—AC电机。 1.水龙头-钻井马达总成
Clamp 卡箍
Bolts 螺钉 Seal Ring Wing Nut
顶部驱动钻井装置简介
顶部驱动钻井装置简介目录•顶部驱动钻井装置概述•顶部驱动钻井装置结构组成•顶部驱动钻井装置工作原理与性能特点•顶部驱动钻井装置安装与调试•顶部驱动钻井装置操作与维护保养•顶部驱动钻井装置在石油工程中的应用实例01顶部驱动钻井装置概述定义与基本原理定义顶部驱动钻井装置，简称顶驱，是一种直接安装在钻柱顶端，能够旋转钻柱并施加扭矩的钻井设备。
基本原理通过电动机或液压马达驱动齿轮减速机构，将扭矩传递给钻柱，同时通过控制系统实现钻柱的旋转、提升、加压等操作。
发展历程及现状发展历程顶驱技术起源于20世纪60年代，经历了从机械式到电动式、从单一功能到多功能的发展历程。
随着技术的不断进步，顶驱已经成为现代钻井技术的重要组成部分。
现状目前，顶驱技术已经广泛应用于石油、天然气、地热等领域的钻井作业中。
随着非常规油气资源的开发，顶驱技术也在不断发展和创新，以适应更复杂、更恶劣的钻井环境。
应用领域与市场需求应用领域顶驱主要应用于石油、天然气、地热等领域的钻井作业中。
它可以提高钻井效率、降低钻井成本、减少井下事故等。
市场需求随着全球能源需求的不断增长和非常规油气资源的开发，顶驱市场需求将持续增长。
同时，随着环保要求的提高和技术的进步，市场对顶驱的性能、可靠性、安全性等方面也提出了更高的要求。
02顶部驱动钻井装置结构组成提供驱动力，驱动传动系统工作。
柴油机或电动机液压泵站冷却系统为控制系统和辅助系统提供液压动力。
对动力系统进行冷却，确保其在高温环境下正常工作。
030201将动力系统的输出转速和扭矩调整到适合钻井作业的范围。
变速箱实现传动系统与动力系统的连接与断开，方便操作和维护。
离合器将动力传递给钻井装置的其他部分，如转盘、绞车等。
传动轴主控制器对整个顶部驱动钻井装置进行集中控制，实现自动化操作。
传感器监测钻井装置的工作状态，如转速、扭矩、温度等，并将数据传输给主控制器。
执行器根据主控制器的指令，控制传动系统、辅助系统等的工作。
顶驱结构及原理课件
顶驱结构及原理
顶驱结构及原理
顶驱操作
v7、使用管子处理器时，在油泵运转情况下，先搬动顶驱上的阀手柄选 择进行上扣或卸扣， 确认各液压缸在正确位置，按动按钮直到上、卸扣 整个动作完成，松开按钮液压缸自动复位，在完全复位后方可进行重复 动作。 v8、使用摆臂时，提醒其它人员，拨动按钮气囊充气，吊臂摆出；拨回 按钮气囊放气，吊臂靠重力回位。 v9、运转时应随时注意检查 v1)、各个螺栓紧固情况。 v2）、顶驱水龙带、冲管、由壬接头有否泄漏，刺裂情况。 v3）、检查液压泵、气源压力是否正常。 v4）、检查顶驱各部分振动情况。 v5）、润滑油、液压油、气管线是否泄漏，油温是否正常。 v6）、注意倾听顶驱工作时的声响有无异常。 v7）、检查上下考克是否在正确位置使用，开关是否灵敏。 v8）、检查润滑油泵的运行情况。
顶驱结构及原理
顶驱结构及原理
顶驱保养
v每日检查顶驱齿轮箱的油位。油位在油标玻璃管的中间为 合格，该项工作需在顶驱停止状态下检验为准（1点）。 v每班给顶驱的冲管盘根注黄油保养（1点）。 v每10天对顶驱调整杆的两端轴承注黄油保养（2点）。 v每日对顶驱旋转头的黄油嘴注黄油保养（5点），并检查旋 转头的下部轴承的密封是否有泄漏现象。 v每日对IBOP驱动杆及其附件的黄油嘴注黄油保养（6点）， 并检查其各部件连接螺栓及开口销的情况，发现问题及时处 理。
顶驱结构及原理
顶驱结构及原理
顶驱结构
5、托架总成与扭矩管
IDS托架总成在反扭矩管上移动。它还对钻井马达起支持作用。 两个反扭矩托架臂和12个独立润滑的驱动滚轮，将高达 38000ft-lbs的钻井扭矩传输到扭矩梁。钻井电动机装置通过电 机的两个耳轴与托架扭矩反抗臂连接。当上、下移动移动扭矩 管时，耳轴能使电动机与钻杆成一直线。扭矩梁通过扭矩臂和 托架反抗IDS的转矩。
顶驱结构及原理
顶驱操作
v7、使用管子处理器时，在油泵运转情况下，先搬动顶驱上的阀手柄选 择进行上扣或卸扣， 确认各液压缸在正确位置，按动按钮直到上、卸扣 整个动作完成，松开按钮液压缸自动复位，在完全复位后方可进行重复 动作。 v8、使用摆臂时，提醒其它人员，拨动按钮气囊充气，吊臂摆出；拨回 按钮气囊放气，吊臂靠重力回位。 v9、运转时应随时注意检查 v1)、各个螺栓紧固情况。 v2）、顶驱水龙带、冲管、由壬接头有否泄漏，刺裂情况。 v3）、检查液压泵、气源压力是否正常。 v4）、检查顶驱各部分振动情况。 v5）、润滑油、液压油、气管线是否泄漏，油温是否正常。 v6）、注意倾听顶驱工作时的声响有无异常。 v7）、检查上下考克是否在正确位置使用，开关是否灵敏。 v8）、检查润滑油泵的运行情况。
顶驱结构及原理
顶驱结构及原理
顶驱保养
v每日检查顶驱齿轮箱的油位。油位在油标玻璃管的中间为 合格，该项工作需在顶驱停止状态下检验为准（1点）。 v每班给顶驱的冲管盘根注黄油保养（1点）。 v每10天对顶驱调整杆的两端轴承注黄油保养（2点）。 v每日对顶驱旋转头的黄油嘴注黄油保养（5点），并检查旋 转头的下部轴承的密封是否有泄漏现象。 v每日对IBOP驱动杆及其附件的黄油嘴注黄油保养（6点）， 并检查其各部件连接螺栓及开口销的情况，发现问题及时处 理。
顶驱结构及原理
顶驱结构及原理
顶驱结构
5、托架总成与扭矩管
IDS托架总成在反扭矩管上移动。它还对钻井马达起支持作用。 两个反扭矩托架臂和12个独立润滑的驱动滚轮，将高达 38000ft-lbs的钻井扭矩传输到扭矩梁。钻井电动机装置通过电 机的两个耳轴与托架扭矩反抗臂连接。当上、下移动移动扭矩 管时，耳轴能使电动机与钻杆成一直线。扭矩梁通过扭矩臂和 托架反抗IDS的转矩。
现代钻井机械概论PPT课件
.
23
§2.2 顶驱装置的类型及主要技术参数
一、顶驱装置的类型 1、按驱动方式分 1）电驱动 直流电驱动——成本低，谐波干扰少 交流变频电驱动——调速范围宽、过载能力强、工作 效率高 2）液压驱动 质量轻、体积小
.
24
§2.2 顶驱装置的类型及主要技术参数
2、按承载能力分 按承载能力来分，一般分为1000t、750t、500t、 350t、250t、150t，均指美制短吨。 3、按作业区域分 陆地顶驱 海洋顶驱
.
28
§2.3顶部驱动钻机 的结构★
本体： 动力水龙头 管子处理装置 钻井液循环通道 辅助装置 导轨与滑车
.
29
一、动力水龙头
上部与钻机提升
系统的游车或大钩
连接，下端与管子
处理装置相连。
在钻进作业中为
钻杆柱提供钻进和
上卸扣提供动力，
同时承受起下钻载
荷、钻井载荷及钻
井扭矩。
.
30
1、动力机
§2.1 国内外顶部驱动钻机的发展现状
2、自主设计
1991年，中国石油天然气总公司北京石油勘探开发研
究院石油机械研究所与宝鸡石油机械厂开始联合研制顶部
驱动钻机。
1）DQ-60D型顶部驱动钻机
1995年8月生产，是我国首台顶部驱动钻机。1997年
11月在塔里木进行工业试验，完成一口井深为5590m的
采用立式安装方式，一般要求双输出轴机构。
驱动端连接传动齿轮
31
§2.3顶部驱动钻机的结构★
2）冷却风机 目前顶驱装置大多采 用风冷形式。 冷却风机一般采用离 心式结构，由交流异步电 动机驱动，可安装于主电 动机的上部或侧面。
5、钻井液通道直径
顶驱钻井系统全面介绍185页PPT
放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
顶驱钻井系统全面介绍 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
顶驱钻井系统全面介绍 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
顶部驱动装置的简介
渤钻第三钻井工程分公司
渤 海 钻 探 工 程 公 司
顶部驱动装 置的简介
渤 海 钻 探 工 程 公 司 渤钻第三钻井工程分公司 什么是顶部驱动钻井装置？ 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。
渤 海 钻 探 工 程 公 司
渤钻第三钻井工程分公司
DQ
70
BS
顶部驱动钻井装置（DingQu）
名义钻深（7000m/4500kN) （5000m/3150kN）
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
H/C
渤 海 钻 探 工 程 公 司 渤钻第三钻井工程分公司 顶驱的组成 主要有三个部分组成：导向滑车总成、水龙头-钻井马达总成和钻杆上卸扣装置总成。
渤 海 钻 探 工 程
中国顶驱
我国从20世纪80年代末开始跟踪这一世界先进技术，1993年列入原中国石油天然气总公司重点科研计划，由石油勘探开发科学研究院北京石油机械研究所、宝鸡石油机械厂及大港石油管理局等单位联合承担试制开发任务。 1995年完成样机，1997年4月样机安装在塔里木60501钻井队钻机上进行工业试验，完钻井深5649m，垂深5369 m，水平位移550 m，井斜角 70度 ，DQ-60D型顶驱研制成功，标志着我国成为世界上第五个可以制造顶部驱动钻井装置的国家 。
渤钻第三钻井工程分公司
渤 海 钻 探 工 程 公 司
谢谢
渤 海 钻 探 工 程 公 司
渤钻第三钻井工程分公司
液压阀组
风冷装置
主电机
减速箱
刹车机构总成
散热器
提环
渤 海 钻 探 工 程 公 司
顶部驱动装 置的简介
渤 海 钻 探 工 程 公 司 渤钻第三钻井工程分公司 什么是顶部驱动钻井装置？ 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。
渤 海 钻 探 工 程 公 司
渤钻第三钻井工程分公司
DQ
70
BS
顶部驱动钻井装置（DingQu）
名义钻深（7000m/4500kN) （5000m/3150kN）
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
H/C
渤 海 钻 探 工 程 公 司 渤钻第三钻井工程分公司 顶驱的组成 主要有三个部分组成：导向滑车总成、水龙头-钻井马达总成和钻杆上卸扣装置总成。
渤 海 钻 探 工 程
中国顶驱
我国从20世纪80年代末开始跟踪这一世界先进技术，1993年列入原中国石油天然气总公司重点科研计划，由石油勘探开发科学研究院北京石油机械研究所、宝鸡石油机械厂及大港石油管理局等单位联合承担试制开发任务。 1995年完成样机，1997年4月样机安装在塔里木60501钻井队钻机上进行工业试验，完钻井深5649m，垂深5369 m，水平位移550 m，井斜角 70度 ，DQ-60D型顶驱研制成功，标志着我国成为世界上第五个可以制造顶部驱动钻井装置的国家 。
渤钻第三钻井工程分公司
渤 海 钻 探 工 程 公 司
谢谢
渤 海 钻 探 工 程 公 司
渤钻第三钻井工程分公司
液压阀组
风冷装置
主电机
减速箱
刹车机构总成
散热器
提环
【优】顶驱的结构PPT资料
前倾角度为30°，后倾角度为55°。
频率范围
～120Hz
电控系统
采用侧挂式背钳，夹持范围大：2 7/8”～6 5/8”
名义钻深
7000 m
液压源 B： 交流变频驱动 最大钩载
4500kN
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
侧挂式背钳结构组成
侧挂式背钳
• 采用侧挂式背钳，夹持范围大：2 7/8”～6 5/8” • 可沿背钳吊架上下移动，方便拆卸保护接头以及手
动IBOP、遥控IBOP
小结 以上我们共同学习了顶驱的结 构，大概了解了其构成组件和功能， 希望大家在以后的使用中加强维护 保养，以延长其使用寿命。
散热器
刹车安装
套筒 刹车封板
刹车钳
冲管与鹅颈管总成
冲管总成
公制
英制
减速箱
减速箱
减速箱喷射润滑
500RPM
2500RPM
回转头
•
钻柱丝扣防松装置
上牙嵌体
牙板 下牙嵌体
螺栓
倾斜机构
• 由倾斜油缸推动吊环吊 卡作两个方向的运动，可 实现前倾、后摆，并具有 自动复位功能使吊环吊卡 自动复位到中位。前倾可 伸向鼠洞或二层台抓放钻 杆；后摆的作用是使吊卡 回位，最大后倾时使吊卡 离钻台面更远，可充分利 用钻柱进行钻进。前倾角 度为30°，后倾角度为 55°。摆动的水平距离与 吊环长度有关。
卸扣和倒划眼等多种钻井操作的钻井机械设备。
输出功率
400HP×2
倾臂最大倾斜角
前30º，后55º
总体长度
6.
北石顶驱型号说明
DQ 70 BS H/C 背钳样式 H：环形背钳 C：侧挂式背钳 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（7000m/4500kN) （5000m/3150kN）
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16
国外顶驱的发展概况
CANRIG公司
自91年开始生产第一台顶驱以来， Canrig公司已销售了260多台电顶驱，其 中包括交流变频顶驱30多台，主要品种：
直流电顶驱-单速： 6027E、8035E、 1050E、1165E
直流电顶驱-双速： 6027E-2SP、 6017E-2SP-HELI、 1050E-2SP、1165E-2
顶部驱动钻井装置
问题
一．什么是顶驱？顶驱是由几大系统组 成的？
二．与常规钻井设备相比，顶驱的优越 性在哪？
三．你认为顶驱还需有哪些方面的改进？
2
讲义提纲
顶驱概述 顶驱现场应用的优越性 顶驱钻井装置与钻井常规设备的比较 顶驱排除故障的一般原则 顶驱作业的现场应用 顶驱装置的改进方向
3Байду номын сангаас
概述
• 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钻头增压 系统）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。
14
国外顶驱的发展概况
SOILMEC HTD200型液压顶驱
现有数量：1台 额定载荷：200T 额定功率：420HP 重量：6.5T 作业空间4.45m 最大钻井扭矩：35.25KN.M 最大上扣扭矩：44KN.M 最大卸扣扭矩：59.25KN.M 最高转速：200rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.85mx1.32mx4.45m 动力单元 柴油机型号：CATERPILLAR 3408 功率：420HP 重量：8.25T 长度：6100 mm 宽度：1700 mm
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
11
国外顶驱的发展概况
美 国： NOV 、LEWCO、
意大利：DRILLMEC
加拿大：TESCO、Canrig
挪 威：MH 中 国：中国石油勘探开发研究院设计北 石
厂、 华北石油机械厂制造、盘锦辽河油田天 意石油装备有限公司
12
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
7
阀组 热交换器
电机
减速箱
动力水龙头
电机冷却系统 刹车装置 提环
冲管总成 管线支座
8
管子处理装置
旋转头 IBOP
环形背 钳
吊卡
倾斜机 构 导入环
9
顶驱的结构组成及功能
国外顶驱的发展概况
NOV公司产品
13
国外顶驱的发展概况
TDS-10SA型电动顶驱 4.57m 最大钻井扭矩 额定载荷：250T 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：：27.6KN.m 最大间断扭矩：50.37KN.m 最高转速：180rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：1.2mx1.1mx4.57m
19
顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
20
顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
21
顶驱的工作界面
机械部分 齿轮传动
采用渐开线硬齿 面齿轮。 特殊材质经磨齿 修形处理。 进口SKF轴承。
适用于额定载荷158t及以上的修井机
18
国内顶驱的发展概况
DQ-350型电动顶驱 厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ350 现有数量：3台 额定载荷：315T 额定功率：350KW 重量：13.5T 作业空间：5.6m 最大钻井扭矩：36KN.m 最大间断扭矩(包括上扣、卸扣)： 50KN.m 最高转速：180rpm 适用于额定载荷158t及以上的修井机
交流电顶驱-单速： 5027E、7035E、 9050E
17
国内顶驱的发展概况
DQ-250型电动顶驱
厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ250电动顶驱 额定载荷：225T 现有数量1台 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：5.2m 最大钻井扭矩：26KN.m 最大间断扭矩（包括上卸扣）：39KN.m 最高转速：180rpm
15
国外顶驱的发展概况
TESCO HMIS250型液压顶驱
额定载荷 ：250T 额定功率： 475hp 重量：3.628T 作业空间：4390mm 最大钻井扭矩：28.47KN.m 最大上扣扭矩：28.47KN.m 最大卸扣扭矩：31.95KN.m 最高转速：170rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.83mx1.28mx4.39m 动力单元 柴油机型号：Caterpillar 3406 功率：475 HP 重量：7.37T 长度：7200 mm 宽度：1400 mm
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
10
顶驱系统构成图
柴油发 电机组
变压器
3相 380V 交流
3相 600V 交流
VFD
0～750V 直流电
VFD+Invert
控制阀组
Ｐ
Ｌ
司钻
Ｃ
操作台
液压 动力源
4
顶驱简介
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。
5
6
顶驱的结构组成及功能
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作
国外顶驱的发展概况
CANRIG公司
自91年开始生产第一台顶驱以来， Canrig公司已销售了260多台电顶驱，其 中包括交流变频顶驱30多台，主要品种：
直流电顶驱-单速： 6027E、8035E、 1050E、1165E
直流电顶驱-双速： 6027E-2SP、 6017E-2SP-HELI、 1050E-2SP、1165E-2
顶部驱动钻井装置
问题
一．什么是顶驱？顶驱是由几大系统组 成的？
二．与常规钻井设备相比，顶驱的优越 性在哪？
三．你认为顶驱还需有哪些方面的改进？
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讲义提纲
顶驱概述 顶驱现场应用的优越性 顶驱钻井装置与钻井常规设备的比较 顶驱排除故障的一般原则 顶驱作业的现场应用 顶驱装置的改进方向
3Байду номын сангаас
概述
• 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钻头增压 系统）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。
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国外顶驱的发展概况
SOILMEC HTD200型液压顶驱
现有数量：1台 额定载荷：200T 额定功率：420HP 重量：6.5T 作业空间4.45m 最大钻井扭矩：35.25KN.M 最大上扣扭矩：44KN.M 最大卸扣扭矩：59.25KN.M 最高转速：200rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.85mx1.32mx4.45m 动力单元 柴油机型号：CATERPILLAR 3408 功率：420HP 重量：8.25T 长度：6100 mm 宽度：1700 mm
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
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国外顶驱的发展概况
美 国： NOV 、LEWCO、
意大利：DRILLMEC
加拿大：TESCO、Canrig
挪 威：MH 中 国：中国石油勘探开发研究院设计北 石
厂、 华北石油机械厂制造、盘锦辽河油田天 意石油装备有限公司
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液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
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阀组 热交换器
电机
减速箱
动力水龙头
电机冷却系统 刹车装置 提环
冲管总成 管线支座
8
管子处理装置
旋转头 IBOP
环形背 钳
吊卡
倾斜机 构 导入环
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顶驱的结构组成及功能
国外顶驱的发展概况
NOV公司产品
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国外顶驱的发展概况
TDS-10SA型电动顶驱 4.57m 最大钻井扭矩 额定载荷：250T 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：：27.6KN.m 最大间断扭矩：50.37KN.m 最高转速：180rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：1.2mx1.1mx4.57m
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顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
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顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
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顶驱的工作界面
机械部分 齿轮传动
采用渐开线硬齿 面齿轮。 特殊材质经磨齿 修形处理。 进口SKF轴承。
适用于额定载荷158t及以上的修井机
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国内顶驱的发展概况
DQ-350型电动顶驱 厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ350 现有数量：3台 额定载荷：315T 额定功率：350KW 重量：13.5T 作业空间：5.6m 最大钻井扭矩：36KN.m 最大间断扭矩(包括上扣、卸扣)： 50KN.m 最高转速：180rpm 适用于额定载荷158t及以上的修井机
交流电顶驱-单速： 5027E、7035E、 9050E
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国内顶驱的发展概况
DQ-250型电动顶驱
厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ250电动顶驱 额定载荷：225T 现有数量1台 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：5.2m 最大钻井扭矩：26KN.m 最大间断扭矩（包括上卸扣）：39KN.m 最高转速：180rpm
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国外顶驱的发展概况
TESCO HMIS250型液压顶驱
额定载荷 ：250T 额定功率： 475hp 重量：3.628T 作业空间：4390mm 最大钻井扭矩：28.47KN.m 最大上扣扭矩：28.47KN.m 最大卸扣扭矩：31.95KN.m 最高转速：170rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.83mx1.28mx4.39m 动力单元 柴油机型号：Caterpillar 3406 功率：475 HP 重量：7.37T 长度：7200 mm 宽度：1400 mm
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
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顶驱系统构成图
柴油发 电机组
变压器
3相 380V 交流
3相 600V 交流
VFD
0～750V 直流电
VFD+Invert
控制阀组
Ｐ
Ｌ
司钻
Ｃ
操作台
液压 动力源
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顶驱简介
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。
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顶驱的结构组成及功能
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作