内容简介

    一、顶部驱动钻井系统的功能和类型

                      1、顶部驱动钻井系统的功能

                      2、顶部驱动钻井系统的类型

 3、顶部驱动钻井系统的基本组成

二、顶部驱动钻井系统的结构及工作原理

                   1、直流电驱动的顶部驱动钻井系统

                   2、全液压驱动的顶部驱动钻井系统

       三、顶部驱动钻井系统的特点

一、顶部驱动钻井系统的功能和类型

1、顶部驱动(Top Drives)钻井系统的功能

    最早的顶部驱动装置是“动力水龙头”，即：在水龙头上设置动力装置，驱动水龙头的中心管旋转，中心管下部直接接钻杆。这样，在钻井过程中，可以省去转盘。

   现在的顶部驱动钻井系统，无论在功能上，还是在结构上，都发展得日益完善。它的主要功能有：

             1、旋转钻进；   2、循环钻井液；

             3、起吊钻具；   4、上卸钻柱。

2、顶部驱动钻井系统的类型

     顶部驱动钻井系统是在80年代末，由美国、法国、挪威相继研制而成。基本类型有三大类：

     1）全液压驱动（ 如MaritimeHydraulics 公司的产品）

    驱动主轴旋转的动力源是液压能。由两台轴向柱塞马达经齿轮减速箱带动主轴旋转。

     2）直流电驱动 （如美国Varco公司的产品）

    驱动主轴旋转的动力源是直流电。由直流电动机经齿轮减速箱带动主轴旋转。直流电源是来自电动钻机的AC—SCR 系统。

     3）交流电驱动 （如挪威的DDM型）

    驱动主轴旋转的动力源是交流电。由交流电动机经齿轮减速箱带动主轴旋转。调速则利用AC/AC变频技术。

顶部驱动钻井装置是用以取代转盘钻进的新型石油钻井装备。与常规旋转钻井方式不同，采用顶驱装置钻进一次可接入和钻进一个立根，上卸扣时间减少了三分之二；在起钻遇阻遇卡时可以迅速接上钻具，一边旋转一边循环，进行倒划眼，可以大大减少卡钻事故。

技术特点：

  １、动力水龙头采用进口交流电动机，交流变频驱动；

 ２、动力水龙头装置采用进口推力轴承和特殊结构设计，抗钻柱纵向震动； 

  ３、管子处理装置的倾斜机构可以前倾、后倾或者360度旋转，有利于抓取钻杆以及钻进时使主轴更靠近钻台面，钻柱使用充分； 

４、管子处理装置采用环形夹紧背钳，背钳和内防喷器控制机构不随吊环转动； 

 ５、采用了机、电、液、信息一体化的控制技术，自动化程度高。

三、顶部驱动钻井系统的基本组成

    一个完整的顶部驱动钻井系统由以下几部分组成：

      1、水龙头——钻井马达装置总成

      具体有：水龙头、电动机（或液压马达）、齿轮减速器、主轴；

      作用：驱动主轴正反转、向钻柱内导入钻井液。

      2、导向滑车总成

    具体有：导轨（立于井架内，有单轨和双轨两种）、滑车框架（固定在顶部驱动装置壳体上）、导向轮（装在滑车框架上，可沿导轨滚动）。

    作用：引导顶部驱动装置上下运动；承受钻井过程中的反向力矩。

      3、钻杆上卸扣装置（Pipehander）

    具体有：吊卡、吊环、吊环连接器、吊环倾斜器、液压扭矩钳。

    作用：通过吊卡、吊环、起吊钻具；通过液压扭矩钳上、卸扣（将钻具与顶部驱动装置的主轴连接或卸开）。