钻机驱动设备与传动系统优秀课件
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钻机的驱动与传动资料
统一驱动：首先将2～4台动力机并车，然后再统一分配并传递给转盘、绞
车、钻井泵三工作机。
特点：1）装机功率利用率高；
2）各动力机可以互济； 3）驱动系统复杂，传动效率低，安装找正困难。 机械钻机广泛采用统一驱动方案。
示例1：三台柴油机由胶带并车统一驱动钻机 ZJ45J 。国产ZJ32J· 2钻机也属此类型。 示例 2 ：三台柴油机 —变矩器由链条并车统一驱动钻机 F320—3DH 。国产 ZJ45 链条 钻机也属此类型。
石油钻采机械
7
石油钻采设备
第一节
概 述
钻机的驱动与传动
2、转盘对驱动传动的要求
转盘对驱动传动的要求是：
1）要有一定的柔特性，调速范围较宽，R＝5～10；
2）能倒转、能微调转速以处理各种事故； 3）能够无级微调，有限制扭矩装置，防止过载扭断钻杆速。 转盘配备的功率是一定的，具有恒功率调节、能无级变速的柔 性驱动、能充分利用功率。但钻井工艺有时要求恒转矩调节。
典型示例：
1、国产ZJ50D电动钻机属此类型：转盘、绞车共用一组电动机驱动，钻井 泵由另一组电动机驱动。
2、国产ZJ45D丛式井钻机属此类型：钻台上，两台直流电动机驱动绞车，
并可通过绞车去驱动转盘；钻台下，4台直流电动机二对一驱动两台钻井泵。
2018/10/20 石油钻采机械 15
石油钻采设备
特 点：
2018/10/20 石油钻采机械 13
石油钻采设备
第一节
概 述
钻机的驱动与传动
返回10 返回22 返回27
2018/10/20 石油钻采机械 14
ZJ45J 钻机传动图
石油钻采设备
3．分组驱动方案
第一节
概 述
ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究PPT课件
从国外引进，但只在海钻或在配 备顶驱的高端钻井上使用。高端 钻机在国内显然较稀少，国外的 钻杆自动传送在国内无法普及， 原因如下：
a.中国劳动力充沛、成本低，所以要求钻井自动化的成本要与传统钻井方式成本 相当，或低于传统钻井方式。
b.在国内普遍使用的是以ZJ50D为代表的传统钻机，如右图，这种钻机平台相对 国外的尺寸较大，所以传送系统必须配有平台水平传送装置。
ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究
目录
一.课题意义、国内外研究现状 二.研究目标、内容，关键性问题
三.研究方法、技术路线、试验方案与可行性分析
四.课题的创新性 五.计划进度、预期进展、预期成果 六.工作积累、工作成绩
一.课题意义、国内外研究现状
1.课题意义：
石油是世界最主要的能源之 一，而石油钻井技术则成为 各国竞争的热点。由于生产 力的快速发展，要求钻机向 着大功率系统发展，所用器 材及人力也大幅增加，钻井 机械自动化成为了发展的必 然趋势。钻杆的传送作为钻 机主要环节也必将向着自动 化方向发展。
四.课题的创新性
在国内的钻井平台上实现钻杆传送的自动化、半自动化作业 。相比传统人工作业，安全性、经济性与工作效率都得到明 显提升。
该装置直接执行部分拟选用全液压控制，托盘与立柱定位准 确，机械手夹持稳固，容易实现装置的自动化，在运行过程 中实现了自动化与稳定性的理想结合。
以两机械手的相互传送技术来降低桅杆高度，近而降低了机 构的制造与安装难度。
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a.中国劳动力充沛、成本低，所以要求钻井自动化的成本要与传统钻井方式成本 相当，或低于传统钻井方式。
b.在国内普遍使用的是以ZJ50D为代表的传统钻机，如右图，这种钻机平台相对 国外的尺寸较大，所以传送系统必须配有平台水平传送装置。
ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究
目录
一.课题意义、国内外研究现状 二.研究目标、内容，关键性问题
三.研究方法、技术路线、试验方案与可行性分析
四.课题的创新性 五.计划进度、预期进展、预期成果 六.工作积累、工作成绩
一.课题意义、国内外研究现状
1.课题意义：
石油是世界最主要的能源之 一，而石油钻井技术则成为 各国竞争的热点。由于生产 力的快速发展，要求钻机向 着大功率系统发展，所用器 材及人力也大幅增加，钻井 机械自动化成为了发展的必 然趋势。钻杆的传送作为钻 机主要环节也必将向着自动 化方向发展。
四.课题的创新性
在国内的钻井平台上实现钻杆传送的自动化、半自动化作业 。相比传统人工作业，安全性、经济性与工作效率都得到明 显提升。
该装置直接执行部分拟选用全液压控制，托盘与立柱定位准 确，机械手夹持稳固，容易实现装置的自动化，在运行过程 中实现了自动化与稳定性的理想结合。
以两机械手的相互传送技术来降低桅杆高度，近而降低了机 构的制造与安装难度。
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煤矿钻机ppt课件
检查钻机安装基础是否 稳固，检查传动系统、
液压系统是否正常。
钻头磨损严重
更换新钻头，调整切削 参数，提高切削效率。
05 煤矿钻机的安全 操作规程
操作前的准备
01
02
03
04
检查钻机状态
在开始操作前，应全面检查钻 机的各部件是否完好，确保没
有明显的破损或故障。
准备工具和材料
根据钻孔需求，准备合适的钻 头、钻杆、润滑油等必要的工
自动化技术提升
自动化技术将进一步提升煤矿钻机的效率和精度，减少人工干预和操作难度，提 高钻探的安全性和可靠性。
新材料与新技术的应用展望
新材料的应用
新型材料如高强度轻质材料、耐磨材料等将被广泛应用于煤 矿钻机，提高设备的耐用性和可靠性。
新技术的应用
虚拟现实、增强现实等技术将与煤矿钻机相结合，提供更加 直观、高效的操作和维护体验。
检查设备磨损情况
对钻机的主要部件进行检查，查看是否有过 度磨损的情况，如有需要应及时更换。
记录保养情况
对每次保养的情况进行记录，以便于日后对 设备的维护和管理。
06 煤矿钻机的发展 趋势与展望
智能化与自动化的发展趋势
智能化技术应用
随着人工智能和大数据技术的不断发展，煤矿钻机将更加智能化，能够实现自主 钻探、故障诊断和远程控制等功能。
煤矿钻机在矿井灭火救援中的应用
灭火材料输送
钻机可用于钻孔，将灭火 材料输送到着火区域，提 高灭火效率。
救援通道建立
在矿井灭火救援中，利用 钻机建立救援通道，便于 人员撤离和救援物资输送 。
气体监测
钻机能够钻孔监测矿井内 部气体成分和浓度，为灭 火救援提供科学依据。
04 煤矿钻机的维护 与保养
液压系统是否正常。
钻头磨损严重
更换新钻头，调整切削 参数，提高切削效率。
05 煤矿钻机的安全 操作规程
操作前的准备
01
02
03
04
检查钻机状态
在开始操作前，应全面检查钻 机的各部件是否完好，确保没
有明显的破损或故障。
准备工具和材料
根据钻孔需求，准备合适的钻 头、钻杆、润滑油等必要的工
自动化技术提升
自动化技术将进一步提升煤矿钻机的效率和精度，减少人工干预和操作难度，提 高钻探的安全性和可靠性。
新材料与新技术的应用展望
新材料的应用
新型材料如高强度轻质材料、耐磨材料等将被广泛应用于煤 矿钻机，提高设备的耐用性和可靠性。
新技术的应用
虚拟现实、增强现实等技术将与煤矿钻机相结合，提供更加 直观、高效的操作和维护体验。
检查设备磨损情况
对钻机的主要部件进行检查，查看是否有过 度磨损的情况，如有需要应及时更换。
记录保养情况
对每次保养的情况进行记录，以便于日后对 设备的维护和管理。
06 煤矿钻机的发展 趋势与展望
智能化与自动化的发展趋势
智能化技术应用
随着人工智能和大数据技术的不断发展，煤矿钻机将更加智能化，能够实现自主 钻探、故障诊断和远程控制等功能。
煤矿钻机在矿井灭火救援中的应用
灭火材料输送
钻机可用于钻孔，将灭火 材料输送到着火区域，提 高灭火效率。
救援通道建立
在矿井灭火救援中，利用 钻机建立救援通道，便于 人员撤离和救援物资输送 。
气体监测
钻机能够钻孔监测矿井内 部气体成分和浓度，为灭 火救援提供科学依据。
04 煤矿钻机的维护 与保养
钻机驱动设备与传动系统
钻机驱动设备与传动系统1. 引言钻机驱动设备与传动系统是钻井工程中至关重要的部分，它们负责控制钻头的旋转和下压力，以实现钻井的顺利进行。
本文将介绍钻机驱动设备与传动系统的工作原理、主要部件以及常见故障处理方法，以增加读者对该系统的了解。
2. 工作原理钻机驱动设备与传动系统的工作需要运用机械原理和转动传动原理。
通过驱动系统的转动，可使钻杆和钻头产生旋转，实现钻进地层的目的。
同时，钻机的驱动系统还需要通过传动系统的设计和控制，调节钻头的下压力，确保钻进过程的稳定性。
3. 主要部件3.1 钻机主驱动装置钻机主驱动装置通常由电机和装有花键轮的变速箱组成。
电机作为驱动源，通过电路控制使变速箱中花键轮旋转，进而带动钻杆和钻头的旋转。
3.2 钻机主传动轴钻机主传动轴位于钻机主驱动装置和井口装置之间，负责将电机传递的动力传到钻杆和钻头上。
主传动轴通常由高强度合金材料制成，以承受大扭矩和重负荷。
3.3 钻机变速箱钻机变速箱位于钻机主驱动装置内，用于改变驱动装置输出的转速。
通过变速箱的设计，可以实现适应不同井深和地层条件下的钻井作业。
3.4 钻机离合器钻机离合器用于控制钻机主驱动装置的连接和断开。
在钻井作业中，需要频繁地进行钻杆和钻头的连接和断开，离合器的可靠性和灵活性对钻机的作业效率有着重要的影响。
3.5 钻机液压系统钻机液压系统用于控制钻杆下压力的调节和控制。
通过液压系统的工作，可以实现对钻杆下压力的精确控制，以适应不同地层的钻进要求。
4. 常见故障与处理方法4.1 电机故障当钻机主驱动电机发生故障时，往往会导致钻机无法正常工作。
处理方法包括检查电源线路是否正常连接，检查电机是否过热，以及检查是否存在电机绕组短路等问题。
4.2 变速箱故障变速箱是钻机驱动传动系统中的关键部件之一，一旦发生故障，会影响钻井作业的顺利进行。
常见的变速箱故障包括齿轮磨损、轴承故障等。
处理方法通常是对故障部件进行更换或修理。
4.3 钻机离合器故障钻机离合器的故障会导致钻杆和钻头的连接和断开无法正常进行。
顶部驱动钻井系统课件
顶部驱动钻井系统
9、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。
10、使用常规的水龙头部件。顶部驱动装置可使用650吨常规水龙 头的一些部件，特殊设计后维修难度没有增加。
11、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。
但在延续百多年的转盘钻井方式中，有两个突出的矛盾未能得 到有效的解决：其一、起下钻时不能及时实现循环旋转的功能，遇 上复杂地层或是岩屑沉淀，往往造成卡钻。其二、方钻杆的长度限 制了钻进的深度（每次只能接单根），降低了效率，增加了劳动的 强度，降低了安全系数。
二十世纪七十年代，出现了动力水龙头，改革了驱动的方式，在 相当的程度上改善了工人的操作条件，加快了钻井的速度以及同期 出现的“铁钻工”装置、液气大钳等等，局部解决了钻杆位移、连 接等问题，但远没有达到石油工人盼望的理想程度。
该系统是当前钻井设 备自动化发展更新的突 出阶段成果之一。经实 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。
顶部驱动钻井系统
二、顶部驱动系统的研制过程：
1、钻井自动化进程推动了顶部驱动钻井法的诞生。
二十世纪初期，美国首先使用旋转钻井法获得成功，此种方 法较顿钻方法是一种历史性的飞跃，据统计，美国有63%的石油 井是用旋转法钻井打成的。
顶部驱动钻井系统
20世纪80年代，美国首先研 制了顶部驱动钻井系统TDS-3S 投入石油钻井的生产。80年代 末期新式高扭矩马达的出现为 顶驱注入了新的血液和活力。 TDS—3H、TDS—4应运而生， 直至后来的TDS-3SB、TDS4SB、TDS-6SB。
9、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。
10、使用常规的水龙头部件。顶部驱动装置可使用650吨常规水龙 头的一些部件，特殊设计后维修难度没有增加。
11、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。
但在延续百多年的转盘钻井方式中，有两个突出的矛盾未能得 到有效的解决：其一、起下钻时不能及时实现循环旋转的功能，遇 上复杂地层或是岩屑沉淀，往往造成卡钻。其二、方钻杆的长度限 制了钻进的深度（每次只能接单根），降低了效率，增加了劳动的 强度，降低了安全系数。
二十世纪七十年代，出现了动力水龙头，改革了驱动的方式，在 相当的程度上改善了工人的操作条件，加快了钻井的速度以及同期 出现的“铁钻工”装置、液气大钳等等，局部解决了钻杆位移、连 接等问题，但远没有达到石油工人盼望的理想程度。
该系统是当前钻井设 备自动化发展更新的突 出阶段成果之一。经实 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。
顶部驱动钻井系统
二、顶部驱动系统的研制过程：
1、钻井自动化进程推动了顶部驱动钻井法的诞生。
二十世纪初期，美国首先使用旋转钻井法获得成功，此种方 法较顿钻方法是一种历史性的飞跃，据统计，美国有63%的石油 井是用旋转法钻井打成的。
顶部驱动钻井系统
20世纪80年代，美国首先研 制了顶部驱动钻井系统TDS-3S 投入石油钻井的生产。80年代 末期新式高扭矩马达的出现为 顶驱注入了新的血液和活力。 TDS—3H、TDS—4应运而生， 直至后来的TDS-3SB、TDS4SB、TDS-6SB。
《顶驱钻井系统》课件
市场拓展计划
拓展目标：扩大顶驱钻 井系统市场份额，提高 市场占有率
拓展策略：加强技术研 发，提高产品性能和质 量；加强市场营销，提 高品牌知名度和美誉度
拓展重点：加强与国内 外石油公司的合作，开 拓海外市场；加强与科 研院所的合作，推动技 术进步
拓展保障：加强人才培 养和引进，提高团队素 质和创新能力；加强资 金投入，保障研发和市 场营销的顺利进行
井效率
应用范围：适 用于不同井深、 不同地层条件
的钻井作业
钻柱加压系统工作原理
钻柱加压系统组成：包括钻柱、加压装置、动力系统等 工作原理：通过加压装置对钻柱施加压力，使钻头能够破碎岩石并实现钻进 动力系统：为加压装置提供动力，确保其正常工作 特点：能够实现连续钻进，提高钻井效率和质量
控制系统工作原理
《顶驱钻井系统》PPT课件
汇报人：PPT
单击输入目录标题 顶驱钻井系统概述 顶驱钻井系统组成 顶驱钻井系统工作原理 顶驱钻井系统特点与优势
顶驱钻井系统应用领域与案例分析
添加章节标题
顶驱钻井系统概述
定义与作用
顶驱钻井系统的 定义
顶驱钻井系统的 作用
顶驱钻井系统的 组成
顶驱钻井系统的 特点
发展历程与现状
控制系统组成： 包括主控系统、 监控系统、动
力系统等
控制方式：手 动控制、半自 动控制和全自
动控制
控制功能：控 制钻机的起下 钻、旋转、循
环等动作
控制系统特点： 自动化程度高， 操作简便，安
全可靠
顶驱钻井系统工作原理
顶部驱动装置工作原理
顶部驱动装置 组成：马达、 减速箱、轴承、
密封件等
工作原理：马 达驱动减速箱， 减速箱驱动钻 杆旋转，实现
〈石油钻采新装备》电驱动钻机-PPT文档资料30页32页PPT
〈石油钻采新装备》电驱动钻机有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
电动钻机知识培训课件
当交流母线上已有发电机在线运行，若另一发电机要上线时，在闭合发电机 断路器前，使用同步装置将发电机的电压频率与交流母线上的电压频率相匹配△ 当面板上的同步开关置于“关断”(0FF)位置时，同步装置上的频率表显示公共母 线频率：当同步开关置于待并发电机序号的位置上时，频率表则指示待并发电机 的频率△当两电压相同时，面板上的同步表和同步灯比较待并发电机和母线的频 率或相位，待上线发电机和母线信号同时送入同步盒，若频率和相位不相同，同 步表指针旋转，同步灯忽暗忽明；若两信号同步以后，同步盒上的同步表指针指 向12点位置，同步灯熄灭△与此同时，待上线发电机的电压送到同步按钮灯LPBl 上，该灯发光△在此瞬时果断按下同步按钮灯(Push to close)，断路器合闸线圈 通电，断路器合闸，将发电机并入母线△
AD
RT DW MP3 MP2 MP1
整
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单
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元
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电
电
机
机
模
模
块Байду номын сангаас
块
电 机 模 块
电 机 模 块
电 机 模 块
MCC电机控制中心 电 机 模 块
司钻台PLC（远程子站ＳＬＡＶＥ） 电控房PLC（主站ＭＡＳＴＥＲ） 触摸屏MP370
现场总线
通讯接口板ＣＢＰ２
电控房监视工控机
AD RT DW MP3 MP2 MP1
3、同步装置连接线路 在发电机的同步控制线路中，S0l为同步选择开关，同步盒(SYNC BOX)中M1
为频率表，M2为同步表，M3为电压表，L1和L2为同步灯△同步盒通过4条线与 外电路连接：其中三条线与同步开关S01相连，一条线接地△
同步开关选择待上线发电机的输出，例如，S01选在GENl时，同步盒便检测 GENl的电压和频率，分别在电压表和频率表上显示，并同母线频率相比较，用同 步表和同步灯显示同步状态△
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MCC电机控制中心 电 机 模 块
司钻台PLC（远程子站ＳＬＡＶＥ） 电控房PLC（主站ＭＡＳＴＥＲ） 触摸屏MP370
现场总线
通讯接口板ＣＢＰ２
电控房监视工控机
AD RT DW MP3 MP2 MP1
3、同步装置连接线路 在发电机的同步控制线路中，S0l为同步选择开关，同步盒(SYNC BOX)中M1
为频率表，M2为同步表，M3为电压表，L1和L2为同步灯△同步盒通过4条线与 外电路连接：其中三条线与同步开关S01相连，一条线接地△
同步开关选择待上线发电机的输出，例如，S01选在GENl时，同步盒便检测 GENl的电压和频率，分别在电压表和频率表上显示，并同母线频率相比较，用同 步表和同步灯显示同步状态△
顶驱钻井系统全面介绍PPT课件(1).ppt
钻井新方法 地质导向钻井
5
顶部驱动装置要解决的问题
传统钻井工艺的薄弱环节 （1）三大工作系统不能互济
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 扰钻井工人的问题。
我国千台钻机，每年因卡钻造成的损失难以计数。 （2）方钻杆长度受限
由于常规钻机在钻进中依靠转盘推动方钻杆旋转 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、效率低，劳动强度大。
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。研制中科研人员与国内多家厂家积极合作， 克服资料、材料不全等许多困难，认真按照计划执行。 突出的是打破了国外关于空心电动机的垄断，解决了 一批机、电、液、气一体化的技术难题，于1995年完 成样机，并在台架试验中不断改进完善。
6
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
2 顶 驱 钻 井 方 式
7
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
22
国产顶驱
现在我国已经能够生产从3000m到12000m的 顶驱装置，其参数符合我国钻机标准。
生产厂家： 北京石油机械厂 辽河天意石油装备有限公司 宝鸡石油机械集团 大庆锦宏有限公司
华北石油机械厂
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顶部驱动装置要解决的问题
传统钻井工艺的薄弱环节 （1）三大工作系统不能互济
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 扰钻井工人的问题。
我国千台钻机，每年因卡钻造成的损失难以计数。 （2）方钻杆长度受限
由于常规钻机在钻进中依靠转盘推动方钻杆旋转 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、效率低，劳动强度大。
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。研制中科研人员与国内多家厂家积极合作， 克服资料、材料不全等许多困难，认真按照计划执行。 突出的是打破了国外关于空心电动机的垄断，解决了 一批机、电、液、气一体化的技术难题，于1995年完 成样机，并在台架试验中不断改进完善。
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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
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
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国产顶驱
现在我国已经能够生产从3000m到12000m的 顶驱装置，其参数符合我国钻机标准。
生产厂家： 北京石油机械厂 辽河天意石油装备有限公司 宝鸡石油机械集团 大庆锦宏有限公司
华北石油机械厂