頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理

1、頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)簡介頂驅(qū)簡介近近20年來，頂部驅(qū)動鉆井裝置TDS(TOP DRIVE DRILLING SYSTEM)顯著提高了鉆井作業(yè)的能力和效率，并已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。頂驅(qū)自20世紀(jì)80年代初，開始研制，現(xiàn)在已發(fā)展為最先進(jìn)的整體頂部驅(qū)動鉆井裝置IDS(INTEGRATED TOP DRIVE DRILLING SYSYTEM).全世界目前已有近萬臺頂部驅(qū)動鉆井裝置在海上和陸地油田使用，充分顯示它的強(qiáng)大生命力。應(yīng)當(dāng)說，從世界鉆井機(jī)械的發(fā)展趨勢上看，為適應(yīng)鉆井自動化的進(jìn)步需求，頂部驅(qū)動鉆井裝置，必將成為21世紀(jì)世界鉆井機(jī)械發(fā)展的重要反向，它符合本世紀(jì)鉆井自動化的歷史潮

2、流。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)頂驅(qū)簡介簡介據(jù)悉，目前我國赴國外工作的鉆井隊，如鉆機(jī)未安裝頂部驅(qū)動鉆井裝置者，投標(biāo)競爭中不允許中標(biāo)，可見頂部驅(qū)動鉆井裝置已到了非用 不可的地步。圖片v目前，石油鉆井中使用的頂驅(qū)有兩大類：電動頂驅(qū)和液動頂驅(qū)。其中電動頂驅(qū)又按照電機(jī)分為直流電動頂驅(qū)和液動變頻頂驅(qū)，我們平臺現(xiàn)用的是直流電動頂驅(qū)。va.頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)特點v 可以節(jié)省鉆井時間20%50 %，可以大大減少卡鉆事故可以控制井涌避免井噴，用于深井超深井、斜井以及高難度的定向鉆井，其綜合效益尤為顯著。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)的組

3、成頂驅(qū)的組成：1、綜合游綜合游 車車 VACRO 綜合游動滑車組提供六個額定載荷為500T，外徑為50 in的滑輪。整個游車高 。2 2、鉆井裝置總成鉆井裝置總成 鉆井電動機(jī)是一個1000hp的分流電動機(jī)。電動機(jī)是由電樞空心軸和垂直止推軸承組成。 單速行星變速器 IDS 單速行星變速器由下列主要原件構(gòu)成： 內(nèi)齒合齒輪和齒輪箱 電機(jī)小齒輪 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)行星齒輪殼和轉(zhuǎn)軸總成。主軸推軸承。IDS 變速器是一個單速行星齒輪減速系統(tǒng)，齒輪減速系統(tǒng)齒輪齒數(shù)比為6：1。水籠頭中心管穿過載荷軸承套并將鉆井扭矩傳給鉆柱。變速器通過吊環(huán)連接游車吊耳上與整體游動滑車相連結(jié)。齒輪箱為

4、齒輪潤滑提供一個油池，并將支撐管子處理裝置。潤滑系統(tǒng)可提供飛濺潤滑。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)3、整體水籠頭總成整體水籠頭總成 IDSIDS水籠頭作用歸并到鉆井裝置，水龍頭主止推軸承位于行星水籠頭作用歸并到鉆井裝置，水龍頭主止推軸承位于行星行星齒輪下面的變速器中。水籠頭中心管是一帶法蘭的鍛件，行星齒輪下面的變速器中。水籠頭中心管是一帶法蘭的鍛件，法蘭位于主止推軸承的上方，以承受鉆桿載荷。水籠頭密封裝法蘭位于主止推軸承的上方，以承受鉆桿載荷。水籠頭密封裝置安裝在鉆井電動機(jī)上端，由標(biāo)準(zhǔn)沖管、成套盤根裝置及由壬置安裝在鉆井電動機(jī)上端，由標(biāo)準(zhǔn)沖管、成套盤根裝置及由壬螺母構(gòu)成。因此可

5、以作為一個裝置進(jìn)行移動。標(biāo)準(zhǔn)沖管與軸襯螺母構(gòu)成。因此可以作為一個裝置進(jìn)行移動。標(biāo)準(zhǔn)沖管與軸襯連接，軸襯穿過電動機(jī)軸、傳動裝置到達(dá)外部的水籠頭中心管。連接，軸襯穿過電動機(jī)軸、傳動裝置到達(dá)外部的水籠頭中心管。4、平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)當(dāng)當(dāng)鉆井裝置進(jìn)行連接時，平衡裝置可抵消鉆井裝置進(jìn)行連接時，平衡裝置可抵消IDSIDS的重量，并為其的重量，并為其提供軟著陸。液壓缸總成把電動機(jī)殼與游動滑車連接在一起。提供軟著陸。液壓缸總成把電動機(jī)殼與游動滑車連接在一起。用用IDSIDS連接或卸開鉆柱時，平衡系統(tǒng)避免了對管柱連接螺紋的連接或卸開鉆柱時，平衡系統(tǒng)避免了對管柱連接螺紋的損壞，它提供的損壞，它提供的8-inch8-

6、inch緩沖行程與大鉤提供的緩沖相似。緩沖行程與大鉤提供的緩沖相似。 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)5、托架總成與扭矩管、托架總成與扭矩管IDS托架總成在反扭矩管上移動。它還對鉆井馬達(dá)起支持作用。托架總成在反扭矩管上移動。它還對鉆井馬達(dá)起支持作用。兩個反扭矩托架臂和兩個反扭矩托架臂和12個獨立潤滑的驅(qū)動滾輪，將高達(dá)個獨立潤滑的驅(qū)動滾輪，將高達(dá)38000ft-lbs的鉆井扭矩傳輸?shù)脚ぞ亓骸ｃ@井電動機(jī)裝置通過電的鉆井扭矩傳輸?shù)脚ぞ亓?。鉆井電動機(jī)裝置通過電機(jī)的兩個耳軸與托架扭矩反抗臂連接。當(dāng)上、下移動移動扭矩機(jī)的兩個耳軸與托架扭矩反抗臂連接。當(dāng)上、下移動移動扭矩管時，耳軸能使電動機(jī)與

7、鉆桿成一直線。扭矩梁通過扭矩臂和管時，耳軸能使電動機(jī)與鉆桿成一直線。扭矩梁通過扭矩臂和托架反抗托架反抗IDS的轉(zhuǎn)矩。的轉(zhuǎn)矩。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)6、有延伸入口的現(xiàn)場谷風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。、有延伸入口的現(xiàn)場谷風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。 該系統(tǒng)向鉆井電動機(jī)提供現(xiàn)場冷卻空氣。該系統(tǒng)由帶有導(dǎo)管的標(biāo)準(zhǔn)型局部該系統(tǒng)向鉆井電動機(jī)提供現(xiàn)場冷卻空氣。該系統(tǒng)由帶有導(dǎo)管的標(biāo)準(zhǔn)型局部鼓風(fēng)機(jī)和一根向馬達(dá)方向的延伸的軟管組成，鼓風(fēng)機(jī)上的導(dǎo)管能將進(jìn)口安鼓風(fēng)機(jī)和一根向馬達(dá)方向的延伸的軟管組成，鼓風(fēng)機(jī)上的導(dǎo)管能將進(jìn)口安裝在大鉤和游動滑車上。裝在大鉤和游動滑車上。C.PH-60型管子處理裝置型管子處理裝置管子處理裝置包括

8、管子處理裝置包括1、整體吊卡、整體吊卡2、安全閥（、安全閥（IBOPS) a.上上IBOP安全閥安全閥 b.下下IBOP安全閥安全閥 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)c.保護(hù)、轉(zhuǎn)換及隔離接頭。保護(hù)、轉(zhuǎn)換及隔離接頭。3、安全閥驅(qū)動器、安全閥驅(qū)動器4、扭矩鉗、扭矩鉗5、傾斜吊環(huán)裝置、傾斜吊環(huán)裝置管子處理裝置向管子處理裝置向IDS鉆井系統(tǒng)提供了兩項基本功能鉆井系統(tǒng)提供了兩項基本功能;v起下起下93英尺長的鉆桿立柱。英尺長的鉆桿立柱。v為在井架任何高度上連接和斷開鉆柱提供了高達(dá)為在井架任何高度上連接和斷開鉆柱提供了高達(dá) 60000ft-lbs 的扭矩的扭矩管子處理裝置能配成與各種鉆桿接頭

9、連接。它包括一整體吊卡和管子處理裝置能配成與各種鉆桿接頭連接。它包括一整體吊卡和VACRO專專用扭矩鉗，還包括一安全閥遙控器和傾斜吊環(huán)驅(qū)動器。不使用時，保持靜用扭矩鉗，還包括一安全閥遙控器和傾斜吊環(huán)驅(qū)動器。不使用時，保持靜止鉆柱可以自由通過。起下鉆和進(jìn)行井下作業(yè)時，管子處理裝置能自由旋止鉆柱可以自由通過。起下鉆和進(jìn)行井下作業(yè)時，管子處理裝置能自由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)360度，模擬標(biāo)準(zhǔn)大鉤的作用。度，模擬標(biāo)準(zhǔn)大鉤的作用。 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)頂驅(qū)結(jié)構(gòu)整體吊卡整體吊卡整體吊卡與吊環(huán)、緩沖缸一起工作，將提起的重物輸送到驅(qū)動整體吊卡與吊環(huán)、緩沖缸一起工作，將提起的重物輸送到驅(qū)動桿。鉆井時，驅(qū)動桿在

10、整體吊卡內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。桿。鉆井時，驅(qū)動桿在整體吊卡內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。安全閥安全閥VACRO/BJ管子處理裝置包括兩個防噴安全閥管子處理裝置包括兩個防噴安全閥(IBOP)。上。上IBOP的額定工作壓力的額定工作壓力15000psi.如發(fā)現(xiàn)井涌，司鉆可遙控關(guān)閉如發(fā)現(xiàn)井涌，司鉆可遙控關(guān)閉IBOP，手動關(guān)閉下，手動關(guān)閉下IBOP。 頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)操作前檢查頂驅(qū)操作前檢查v1、檢查齒輪油箱油位是否符合要求。當(dāng)?shù)谝淮螁踊蛟诖娣藕?、檢查齒輪油箱油位是否符合要求。當(dāng)?shù)谝淮螁踊蛟诖娣藕髥訒r，檢查潤滑油泵是否處于工作狀態(tài)，泵需開啟十五分鐘后啟動時，檢查潤滑油泵是否處于工作狀態(tài)，泵需開啟十五分鐘后

11、停泵近五分鐘再一次檢查油位是否符合要求，檢查潤滑油是否變停泵近五分鐘再一次檢查油位是否符合要求，檢查潤滑油是否變質(zhì)。質(zhì)。v2、檢查泵站油箱油位是否符合要求。當(dāng)?shù)谝淮螁踊蛟诖娣藕?、檢查泵站油箱油位是否符合要求。當(dāng)?shù)谝淮螁踊蛟诖娣藕髥訒r，檢查油泵工作狀態(tài)是否良好，泵需開啟十五分鐘后停泵啟動時，檢查油泵工作狀態(tài)是否良好，泵需開啟十五分鐘后停泵近五分鐘再一次檢查油位是否符合要求，檢查液壓油是否變質(zhì)。近五分鐘再一次檢查油位是否符合要求，檢查液壓油是否變質(zhì)。v3、檢查并確認(rèn)各連接部位、液壓缸等位置恰當(dāng)以及螺栓、管線、檢查并確認(rèn)各連接部位、液壓缸等位置恰當(dāng)以及螺栓、管線均已適當(dāng)擰緊。均已適當(dāng)擰緊。v4

12、、打開液壓、空氣管線的所有閥門。、打開液壓、空氣管線的所有閥門。v5、檢查油泵壓力是否合適。、檢查油泵壓力是否合適。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)操作頂驅(qū)操作v1 、 啟動頂驅(qū)冷卻風(fēng)機(jī)。啟動頂驅(qū)冷卻風(fēng)機(jī)。頂驅(qū)照片頂驅(qū)照片頂驅(qū)操作面板頂驅(qū)操作面板.jpgv2、在司鉆操作臺通過指配開關(guān)選定可控硅與頂驅(qū)電機(jī)組合并、在司鉆操作臺通過指配開關(guān)選定可控硅與頂驅(qū)電機(jī)組合并選定操作位置。選定操作位置。v3、啟動頂驅(qū)，緩緩轉(zhuǎn)動電位器手輪，待確認(rèn)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常、啟動頂驅(qū)，緩緩轉(zhuǎn)動電位器手輪，待確認(rèn)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常 后再逐漸增加頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速。后再逐漸增加頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速。v4、可以在頂驅(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)中撥動按鈕檢查考克活動是否正常

13、。、可以在頂驅(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)中撥動按鈕檢查考克活動是否正常。v5、逐漸增加頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速直到所要求的轉(zhuǎn)速。、逐漸增加頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速直到所要求的轉(zhuǎn)速。v6、當(dāng)與絞車、泥漿泵配合使用時，注意觀察泵壓是否正常；、當(dāng)與絞車、泥漿泵配合使用時，注意觀察泵壓是否正常；用吊卡起下鉆具時不要使頂驅(qū)主軸旋轉(zhuǎn)。用吊卡起下鉆具時不要使頂驅(qū)主軸旋轉(zhuǎn)。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)操作頂驅(qū)操作v7、使用管子處理器時，在油泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，先搬動頂驅(qū)上的閥手柄選、使用管子處理器時，在油泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，先搬動頂驅(qū)上的閥手柄選擇進(jìn)行上扣或卸扣，擇進(jìn)行上扣或卸扣， 確認(rèn)各液壓缸在正確位置，按動按鈕直到上、卸確認(rèn)各液壓缸在正確位置，按動按鈕直到上、

14、卸扣整個動作完成，松開按鈕液壓缸自動復(fù)位，在完全復(fù)位后方可進(jìn)行重扣整個動作完成，松開按鈕液壓缸自動復(fù)位，在完全復(fù)位后方可進(jìn)行重復(fù)動作。復(fù)動作。v8、使用擺臂時，提醒其它人員，撥動按鈕氣囊充氣，吊臂擺出；撥、使用擺臂時，提醒其它人員，撥動按鈕氣囊充氣，吊臂擺出；撥回按鈕氣囊放氣，吊臂靠重力回位?；匕粹o氣囊放氣，吊臂靠重力回位。v9、運(yùn)轉(zhuǎn)時應(yīng)隨時注意檢查、運(yùn)轉(zhuǎn)時應(yīng)隨時注意檢查v1)、各個螺栓緊固情況。、各個螺栓緊固情況。v2）、頂驅(qū)水龍帶、沖管、由壬接頭有否泄漏，刺裂情況。）、頂驅(qū)水龍帶、沖管、由壬接頭有否泄漏，刺裂情況。v3）、檢查液壓泵、氣源壓力是否正常。）、檢查液壓泵、氣源壓力是否正常。v4

15、）、檢查頂驅(qū)各部分振動情況。）、檢查頂驅(qū)各部分振動情況。v5）、潤滑油、液壓油、氣管線是否泄漏，油溫是否正常。）、潤滑油、液壓油、氣管線是否泄漏，油溫是否正常。v6）、注意傾聽頂驅(qū)工作時的聲響有無異常。）、注意傾聽頂驅(qū)工作時的聲響有無異常。v7）、檢查上下考克是否在正確位置使用，開關(guān)是否靈敏。）、檢查上下考克是否在正確位置使用，開關(guān)是否靈敏。v8）、檢查潤滑油泵的運(yùn)行情況。）、檢查潤滑油泵的運(yùn)行情況。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)保養(yǎng)頂驅(qū)保養(yǎng)v每日檢查頂驅(qū)齒輪箱的油位。油位在油標(biāo)玻璃管的中間為每日檢查頂驅(qū)齒輪箱的油位。油位在油標(biāo)玻璃管的中間為合格，該項工作需在頂驅(qū)停止?fàn)顟B(tài)下檢驗為準(zhǔn)（合格，

16、該項工作需在頂驅(qū)停止?fàn)顟B(tài)下檢驗為準(zhǔn)（1點）。點）。v每班給頂驅(qū)的沖管盤根注黃油保養(yǎng)（每班給頂驅(qū)的沖管盤根注黃油保養(yǎng)（1點）。點）。v每每10天對頂驅(qū)調(diào)整桿的兩端軸承注黃油保養(yǎng)（天對頂驅(qū)調(diào)整桿的兩端軸承注黃油保養(yǎng)（2點）。點）。v每日對頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭的黃油嘴注黃油保養(yǎng)（每日對頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭的黃油嘴注黃油保養(yǎng)（5點），并檢查點），并檢查旋轉(zhuǎn)頭的下部軸承的密封是否有泄漏現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)頭的下部軸承的密封是否有泄漏現(xiàn)象。v每日對每日對IBOP驅(qū)動桿及其附件的黃油嘴注黃油保養(yǎng)（驅(qū)動桿及其附件的黃油嘴注黃油保養(yǎng)（6點），點），并檢查其各部件連接螺栓及開口銷的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處并檢查其各部件連接螺栓及開口銷的情況，發(fā)現(xiàn)

17、問題及時處理。理。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)保養(yǎng)頂驅(qū)保養(yǎng)v每每10日對日對IBOP的閥芯注高壓黃油的閥芯注高壓黃油1015下（下（1點），并開關(guān)點），并開關(guān)35次，使其動作靈活。次，使其動作靈活。v每次起鉆之前對頂驅(qū)滑車的每次起鉆之前對頂驅(qū)滑車的12個滾輪、個滾輪、2個扭矩桿的軸銷和個扭矩桿的軸銷和2個力臂滾輪注黃油保養(yǎng)（個力臂滾輪注黃油保養(yǎng)（18點）。點）。v每每10日對頂驅(qū)下部支撐部件的黃油嘴注油保養(yǎng)（日對頂驅(qū)下部支撐部件的黃油嘴注油保養(yǎng)（8點）。點）。v每日對機(jī)械手扭矩鉗的黃油嘴注油保養(yǎng)（每日對機(jī)械手扭矩鉗的黃油嘴注油保養(yǎng)（12點）。點）。v每日對頂驅(qū)齒輪箱的上部密封注黃油保養(yǎng)（每日對頂驅(qū)齒輪箱的上部密封注黃油保養(yǎng)（1點）。點）。v每每10天給頂驅(qū)的實心吊卡的黃油嘴注黃油保養(yǎng)（天給頂驅(qū)的實心吊卡的黃油嘴注黃油保養(yǎng)（2點）。點）。頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理頂驅(qū)結(jié)構(gòu)及原理 頂驅(qū)保養(yǎng)頂驅(qū)保養(yǎng)v每日檢查機(jī)械手油柜的油位，不足時補(bǔ)充每日檢查機(jī)械手油柜的油位，不足時補(bǔ)充N32抗磨液壓油頂抗磨液壓油頂驅(qū)驅(qū)C:Documents and SettingsAdministrator桌面桌面DSC09328.jpgv每日在運(yùn)轉(zhuǎn)情況下檢查機(jī)械手泵站濾