顶驱培训资料 ppt课件
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顶驱培训资料
顶驱设备常见故障排除方法及维修实例
排除方法
针对不同的故障类型和原因，可以采用相应的排除方法。例如，对于电气故障，可以检查电源、控制电路和电 机等部分，更换损坏的元件或修复线路；对于液压故障，可以更换密封件、清洗液压油路、更换液压泵等；对 于机械故障，可以更换损坏的齿轮、轴承、轴等机械部件，修复或更换弯曲的轴。
顶驱设备故障的原因主要包括设备老化、磨损、腐蚀、 过载等因素，以及操作不当、维护不到位、环境恶劣等 外部条件的影响。例如，电气故障可能是由于电线老化 、接触不良、元件损坏等原因引起的；液压故障可能是 由于液压油污染、密封件磨损、油泵排量不足等原因引 起的；机械故障可能是由于轴承磨损、齿轮损坏、轴弯 曲等原因引起的。感谢您的观看T NhomakorabeaANKS
顶驱设备的日常维护保养建议
每日检查
每日检查顶驱设备的外观 、润滑情况和电线连接等 ，确保设备正常运转。
更换磨损部件
定期更换顶驱设备中的磨 损部件，如轴承、齿轮等 ，以保持设备的良好运转 状态。
记录运行数据
每日记录顶驱设备的运行 数据，如钻压、转速、进 尺等，以便及时发现问题 并进行处理。
顶驱设备的定期维护保养建议
在长时间不使用顶驱设备时，要定期启动设备并进行 检查，防止设备生锈和损坏。
要定期更换顶驱设备的液压油和滤清器，保持设备的 清洁和良好状态。
在使用过程中，要严格遵守操作规程，避免违规操作 对设备造成损坏。
04
顶驱设备常见故障及排除 方法
顶驱设备常见故障分类及原因分析
要点一
故障分类
要点二
原因分析
顶驱设备故障主要分为电气故障、液压故障和机械故障 三大类。其中，电气故障包括电源、控制电路和电机等 部分的故障；液压故障主要是油泵、油缸、密封件等部 分的故障；机械故障则包括齿轮、轴承、轴等机械部件 的故障。
顶驱(机械)培训PPT课件
检查齿轮箱油位、齿轮磨损情况、轴承是 否松动等，及时更换润滑油和磨损件，调 整轴承间隙。
05
顶驱(机械)安全操作规程
Chapter
安全操作注意事项
01
严格遵守安全操作 规程，确保人员和 设备安全。
02
操作前检查设备各 部件是否完好，如 有异常及时处理。
03
操作过程中保持注 意力集中，禁止分 心或做与工作无关 的事情。
04
顶驱(机械)维护保养
Chapter
日常维护内容及方法
清洁工作
清除顶驱表面的油污、 泥土等杂物，保持外观
整洁。
润滑保养
对顶驱各润滑点进行定 期润滑，确保机械运转
顺畅。
紧固检查
检查并紧固各连接部位 的螺栓、螺母等紧固件
，防止松动。
电气系统维护
检查电气线路、插头、 插座等是否正常，确保
用电安全。
定期保养周期与项目
采用优质材料和先进制造工艺， 确保顶驱在恶劣环境下长时间稳 定工作。
高适应性
可根据不同钻井需求和地质条件 进行定制和调整，提高钻井效率 和质量。
03
顶驱(机械)工作原理
Chapter
动力传递过程
01
02
03
电机驱动
通过电动机提供动力，经 过减速机构将动力传递给 驱动轴。
液压驱动
利用液压泵将液压油压力 能转换为机械能，通过液 压马达驱动顶驱旋转。
工作流程与操作规范
工作流程：启动→初始化→自检→待机→接受 指令→执行动作→反馈状态→停机。
01
启动前应检查各部件是否完好，油位、油 温是否正常。
03
02
操作规范
04
操作过程中应注意观察顶驱运行状态，发 现异常及时停机检查。
顶部驱动钻井装置培训讲义PPT图文并茂
顶部驱动钻井装置
马青芳
中石油钻井院
2014.09
概述
石油钻机顶部驱动钻井装置，简称“顶驱”。 20世纪80年代出现的一种钻井装备。2003年开始 我国进行商业化生产和应用。 ➢ 可立根接入和钻进，节省时间，减少卡钻危险； ➢ 起下钻遇阻、遇卡时，可在任意位置接钻具，
边旋转边循环，减少卡钻等复杂情况和事故； ➢ 配置双内防喷器可安全控制钻柱内压力，提高
精确控制顶驱主轴旋转旋转方向、圈数、角度； 取代传统的由人工调整或扳转盘作业； 快速、精确调整钻柱工具面和方位角操作。
顶驱钻井新技术
2.主轴旋转定位控制技术
工作原理
在司钻台或电控房工控机的 参数录入界面，启用定位控 制，输入主轴所需的旋转圈 数或角度，确认后，顶驱系 统将自动运行，到设定位置 后自动停止。 主轴旋转定位控制的误差在 1°以内。
使用案例：
壳牌四川天然气项目，未启用软扭矩控制系统前，钻井 扭矩在2~10kN.m之间锯齿状波动；启用软扭矩控制系统 后，钻井扭矩在7~9kN.m之间小幅波动，有效减少了井 下扭矩冲击、减缓钻具的磨损、缓解了对电网的冲击。
顶驱钻井新技术
2.主轴旋转定位控制技术
➢ 应用领域：定向钻井 ➢ 基本原理：
➢ 导向钻井滑动控制技术 Sliding Technology
➢ 智能钻机连锁控制接口技术 Rig SCADA Drill Interface Technology
顶驱钻井新技术
1.转速扭矩智能控制（软扭矩）技术 ➢粘滑与粘滞卡钻现象
在钻井作业中，顶驱以恒定的转速和扭矩进行钻进时， 但由于地层特性、转速、钻压的变化，井下钻具可能 出现粘滑的现象，随着磨阻增加、近钻头钻具可能出 现旋转缓慢甚至停止，最终导致粘滞卡钻。 钻柱的旋转能量逐渐积累，当这种蓄力足够克服井壁 与钻柱间的磨阻时，便产生释放，钻头与近钻头钻具 将已超过设定值的若干倍进行高速旋转并释放能量， 能量释放后，钻柱平稳运行一段时间后，由反复出现 上述过程。
马青芳
中石油钻井院
2014.09
概述
石油钻机顶部驱动钻井装置，简称“顶驱”。 20世纪80年代出现的一种钻井装备。2003年开始 我国进行商业化生产和应用。 ➢ 可立根接入和钻进，节省时间，减少卡钻危险； ➢ 起下钻遇阻、遇卡时，可在任意位置接钻具，
边旋转边循环，减少卡钻等复杂情况和事故； ➢ 配置双内防喷器可安全控制钻柱内压力，提高
精确控制顶驱主轴旋转旋转方向、圈数、角度； 取代传统的由人工调整或扳转盘作业； 快速、精确调整钻柱工具面和方位角操作。
顶驱钻井新技术
2.主轴旋转定位控制技术
工作原理
在司钻台或电控房工控机的 参数录入界面，启用定位控 制，输入主轴所需的旋转圈 数或角度，确认后，顶驱系 统将自动运行，到设定位置 后自动停止。 主轴旋转定位控制的误差在 1°以内。
使用案例：
壳牌四川天然气项目，未启用软扭矩控制系统前，钻井 扭矩在2~10kN.m之间锯齿状波动；启用软扭矩控制系统 后，钻井扭矩在7~9kN.m之间小幅波动，有效减少了井 下扭矩冲击、减缓钻具的磨损、缓解了对电网的冲击。
顶驱钻井新技术
2.主轴旋转定位控制技术
➢ 应用领域：定向钻井 ➢ 基本原理：
➢ 导向钻井滑动控制技术 Sliding Technology
➢ 智能钻机连锁控制接口技术 Rig SCADA Drill Interface Technology
顶驱钻井新技术
1.转速扭矩智能控制（软扭矩）技术 ➢粘滑与粘滞卡钻现象
在钻井作业中，顶驱以恒定的转速和扭矩进行钻进时， 但由于地层特性、转速、钻压的变化，井下钻具可能 出现粘滑的现象，随着磨阻增加、近钻头钻具可能出 现旋转缓慢甚至停止，最终导致粘滞卡钻。 钻柱的旋转能量逐渐积累，当这种蓄力足够克服井壁 与钻柱间的磨阻时，便产生释放，钻头与近钻头钻具 将已超过设定值的若干倍进行高速旋转并释放能量， 能量释放后，钻柱平稳运行一段时间后，由反复出现 上述过程。
VARCO顶驱培训课件
液压油加注口
液压油油压开关
主液压管 汇
吊环倾斜 管汇
系统蓄能器
内防喷器压力 开关
吊环倾斜 油缸
上内防喷器驱动油 缸
25加仑 113.65L 10马力 1800rpm交 流电机
平衡油缸
液压油池
旋转头马 达和定位 销总成
10马力交 流电机和 液压泵总 成
上内防喷器延 时蓄能器 系统蓄能 器
钻井主电 机制动器
所谓顶驱装置,简单的说,就是将转盘的功能集成到水龙头上,并 附加了部分钻具处理功能的一种装置.它彻底革新了传统的转盘－ 方钻杆的钻井模式,将钻井动力〔交、直流电机或液压马达从钻台 转盘直接引至水龙头处,由顶部直接驱动钻具旋转钻进,不使用转 盘和方钻杆.
VARCO公司的TDS-11SA顶驱装置较为常见,采用两台400HP的交 流变频电机提供动力,经两级齿轮减速后驱动顶驱主轴旋转.连续 输出扭矩37500ft.lb〔50842N.m,转速范围 0～228rpm.
• 卸扣时,扭矩卸开后旋出时使用Stand Jump使顶驱 上升,保护丝扣.
四、顶驱操作注意事项
4、关于扭矩设定旋钮 将正反开关置于"正转"位,刹车开关至于"开"位,旋 扣开关置于"冲扣"位,然后正时针旋转冲扣扭矩设 定旋钮同时观察扭矩表直至设定到需要的扭矩值.
将正反转开关置于"正转"位,刹车开关至于"开"位, 适当转动调速手轮,然后正时针旋转钻井扭矩设定 旋钮,同时观察扭矩表,直至设定到工程需要的扭 矩值.
二、顶驱主要组成部分
平衡蓄能器 上内防喷器延时蓄 能器
系统蓄能器
蓄能器 系统蓄能器
平衡蓄能器 IBOP延时蓄能器
液压油油压开关
主液压管 汇
吊环倾斜 管汇
系统蓄能器
内防喷器压力 开关
吊环倾斜 油缸
上内防喷器驱动油 缸
25加仑 113.65L 10马力 1800rpm交 流电机
平衡油缸
液压油池
旋转头马 达和定位 销总成
10马力交 流电机和 液压泵总 成
上内防喷器延 时蓄能器 系统蓄能 器
钻井主电 机制动器
所谓顶驱装置,简单的说,就是将转盘的功能集成到水龙头上,并 附加了部分钻具处理功能的一种装置.它彻底革新了传统的转盘－ 方钻杆的钻井模式,将钻井动力〔交、直流电机或液压马达从钻台 转盘直接引至水龙头处,由顶部直接驱动钻具旋转钻进,不使用转 盘和方钻杆.
VARCO公司的TDS-11SA顶驱装置较为常见,采用两台400HP的交 流变频电机提供动力,经两级齿轮减速后驱动顶驱主轴旋转.连续 输出扭矩37500ft.lb〔50842N.m,转速范围 0～228rpm.
• 卸扣时,扭矩卸开后旋出时使用Stand Jump使顶驱 上升,保护丝扣.
四、顶驱操作注意事项
4、关于扭矩设定旋钮 将正反开关置于"正转"位,刹车开关至于"开"位,旋 扣开关置于"冲扣"位,然后正时针旋转冲扣扭矩设 定旋钮同时观察扭矩表直至设定到需要的扭矩值.
将正反转开关置于"正转"位,刹车开关至于"开"位, 适当转动调速手轮,然后正时针旋转钻井扭矩设定 旋钮,同时观察扭矩表,直至设定到工程需要的扭 矩值.
二、顶驱主要组成部分
平衡蓄能器 上内防喷器延时蓄 能器
系统蓄能器
蓄能器 系统蓄能器
平衡蓄能器 IBOP延时蓄能器
顶驱介绍 机械部分.PPT
倾斜机构
侧开背钳 导入环
吊卡 管子处理装置（侧挂背钳） 管子处理装置（侧挂背钳）
中国石油
北石顶驱技术特点
• 采用先进的交流变频驱动技术，双主电机一对一驱 采用先进的交流变频驱动技术， 采用独立编码器控制，既可以双电机工作， 动，采用独立编码器控制，既可以双电机工作，也可 以单电机独立工作。 以单电机独立工作。 • 电机操作模式可以在操作台上通过旋钮选择，不需 电机操作模式可以在操作台上通过旋钮选择， 要修改程序或者参数，简单方便。 要修改程序或者参数，简单方便。
中国石油
钻柱丝扣防送装置
上牙嵌体
牙板
下牙嵌体
螺栓
丝扣防松机构 丝扣防松机构
中国石油
导轨与小车
顶顶 外内内 螺螺 内内内 内内 轴 轮轮
单导轨总成
滑动小车
中国石油
北石顶驱与国外同类顶驱对比
中国石油
北石顶驱型号与国外型号对比 北石顶驱 VARCO CANRIG National TESCO
DQ70BS TDS-11SA 1265E TD500PAC 500ECI
遥控内防喷器控制机构侧挂式背钳用
中国石油
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， 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。 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； 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， 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。 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50° 前倾角度为 °，后倾角度为 °。摆动 的水平距离与吊环长度有关。 的水平距离与吊环长度有关。
景宏顶驱培训教材 ppt课件
大庆景宏石油设备制造有限公司
b、此后，间隔6个月或者根据油样分析进行适时更换。 c、更换油液时 同时更换齿轮油滤芯。 六、 每年检修维护项目 1、需要对悬挂吊耳、U型环、固定销进行拆解探伤。 2、需要对提环、提环销轴进行检查，建议进行探伤。提环 销的磨损情况，磨损量超过2mm，要降低承载重量使用， 当磨损量超过3mm时需要进行更换。 3、需要对导轨销进行探伤。 4、需要对吊环与回转体吊耳进行探伤。 5、对齿轮油润滑泵和液压油泵进行整体检测，根据检测结 果进行调整。 6、对齿轮泵压力进行检测，如压力不符合要求，应寻找原 因，必要时更换齿轮泵。
7、防喷器保养
润滑部位：
内防喷器
遥控内防喷器1处油嘴、手动内防喷器1处油嘴。
润滑方法：
用黄油枪向油嘴加注润滑脂，每处2冲。
大庆景宏石油设备制造有限公司
三 每月维护保养项目
1、 刹车装置 2、天车悬挂吊耳、连接U型环和固定销 检查项目： a、目视检查焊点和焊缝。 b、目视检查固定销和U型环连接销的安 全别针是否有脱落现象。磨损情况。 3、鹅颈管 检查项目： a、检查是否有凹陷、磨损、腐蚀。
大பைடு நூலகம்景宏石油设备制造有限公司
5、倾斜机构 检查项目： a、吊环倾斜液压缸销轴磨损。 b、吊环锁紧卡箍的位置和夹 紧情况。 c、关节轴承的润滑与锁紧。 润滑部位： 关节轴承与吊环连接销轴处 润滑方法：
将适量的润滑脂涂抹于润滑处。
吊环锁紧卡箍
大庆景宏石油设备制造有限公司
6、反扭矩梁检查 检查项目： a、检查螺栓紧固情况，及时进行紧固。 b、检查反扭矩架偏移情况，如有偏移 距离3mm以上，必须进行调整。
大庆景宏石油设备制造有限公司
5、背钳固定销 检查项目： a、检查钳牙磨损情况。 b、检查钳牙座固定螺栓是否有松动现象。 c、经常检查喇叭口固定螺栓、耐磨环螺栓、固定销等各紧 固件是否有松动和损坏，锁紧是否可靠。 保养项目： a、及时清除牙板齿沟及表面的污垢。 b、固定销安装时要涂抹润滑脂。 c、拆除固定销时只能拆除右侧固定销（背 钳初始位置，面向顶驱为参考方向）。 d、左侧固定销内部有4道油路密封。 e、更换钳牙时，将四个一起换掉，以便保证钳牙的几何尺 寸、机械强度相同。
VARCOTDSSA顶驱培训PPT课件
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• 2、电机冷却系统系统 • 交流钻井电机冷却系统为风冷式。TDS-11SA的电机冷却系统为离心鼓风机，配备有两台
安装在钻井电机顶部的5马力的交流电机。冷却系统经过制动器与电机的接合面吸进空气， 经过刚性气道将空气排送到每台钻井电机顶部的风口。冷却空气然后通过开放型电机内部， 最后从底部的百叶窗排出。
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第9页/共91页
• 3、滑动架和导轨 • 顶部驱动装置通过安装在箱体上的滑动架沿着导轨上下垂直移动，完成钻井作业。 • TDS-11SA通过安装在箱体上的滑动架沿着导轨上下垂直移动。导轨悬挂在天车架上并一
直延伸到离钻台7英尺高。导轨与一个安装在井架下部离钻台10~15英尺高的扭矩反作用 梁连接。 • 通过导轨平衡由传动箱驱动钻杆时产生的扭矩。导轨有四部分组成，须分断安装到天车上。 导轨各部分之间通过销子连接，组装时在钻台上每次连接一部分，用TDS-11SA提升逐步 与安装在天车架上的连接耳板连接。
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• ① 旋转吊环配接器
• 旋转吊环配接器在管子处理器的上部，是一个环形装 置。在起升或吊环倾斜装置定位、管子处理器围绕钻 杆旋转时，保证了液压或气路管汇的连通。同时，旋 转吊环配接器也为吊环倾斜装置、扭矩背钳液缸、内 防喷阀液缸提供了安装的位置。
• 旋转吊环配接器内有许多沟槽与钻杆主轴上的径向孔 相互对应，允许管子处理器和主轴旋转时液压油路的 畅通。主轴上端的径向通道与液压或气路阀板上的每 一个孔相连，主轴下端的径向孔由旋转管汇内的密封 槽密封，依次与连接管子处理器的各个启动器的管线 相对应。
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• 4、管子处理器 • 管子处理器图5.3.4所示。它为顶部驱动装置提供了提放28m长立柱、并用钻井电机上卸
• 2、电机冷却系统系统 • 交流钻井电机冷却系统为风冷式。TDS-11SA的电机冷却系统为离心鼓风机，配备有两台
安装在钻井电机顶部的5马力的交流电机。冷却系统经过制动器与电机的接合面吸进空气， 经过刚性气道将空气排送到每台钻井电机顶部的风口。冷却空气然后通过开放型电机内部， 最后从底部的百叶窗排出。
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• 3、滑动架和导轨 • 顶部驱动装置通过安装在箱体上的滑动架沿着导轨上下垂直移动，完成钻井作业。 • TDS-11SA通过安装在箱体上的滑动架沿着导轨上下垂直移动。导轨悬挂在天车架上并一
直延伸到离钻台7英尺高。导轨与一个安装在井架下部离钻台10~15英尺高的扭矩反作用 梁连接。 • 通过导轨平衡由传动箱驱动钻杆时产生的扭矩。导轨有四部分组成，须分断安装到天车上。 导轨各部分之间通过销子连接，组装时在钻台上每次连接一部分，用TDS-11SA提升逐步 与安装在天车架上的连接耳板连接。
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• ① 旋转吊环配接器
• 旋转吊环配接器在管子处理器的上部，是一个环形装 置。在起升或吊环倾斜装置定位、管子处理器围绕钻 杆旋转时，保证了液压或气路管汇的连通。同时，旋 转吊环配接器也为吊环倾斜装置、扭矩背钳液缸、内 防喷阀液缸提供了安装的位置。
• 旋转吊环配接器内有许多沟槽与钻杆主轴上的径向孔 相互对应，允许管子处理器和主轴旋转时液压油路的 畅通。主轴上端的径向通道与液压或气路阀板上的每 一个孔相连，主轴下端的径向孔由旋转管汇内的密封 槽密封，依次与连接管子处理器的各个启动器的管线 相对应。
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• 4、管子处理器 • 管子处理器图5.3.4所示。它为顶部驱动装置提供了提放28m长立柱、并用钻井电机上卸
顶驱培训课件演示文稿
顶驱设备操作安全注意事项
操作人员必须佩戴齐全的 个人防护用品，如安全帽 、安全鞋、防护服等。
操作人员必须遵循顶驱设 备的操作规程，不得随意 拆卸或修改设备部件。
操作人员必须时刻关注顶 驱设备的运行状态，发现 异常情况应立即停机检查 。
操作人员必须严格遵守安 全纪律，不得在设备运行 过程中进行违规操作。
顶驱培训课件演示文 稿
汇报人： 2023-12-08
目录
• 顶驱设备介绍 • 顶驱设备操作流程 • 顶驱设备维护保养 • 顶驱设备常见故障及排除方法 • 顶驱设备安全使用规范 • 顶驱设备应用案例及经验分享
01 顶驱设备介绍
顶驱设备的结构
顶部驱动钻井装置主要由动力系统、传动系统、旋转系统、 控制系统和润滑系统等组成。 动力系统主要由电动机、柴油机或燃气轮机等提供动力。
传动系统将动力传递给旋转系统，旋转系统则负责驱动钻杆 旋转。 控制系统主要控制设备的启动、停止和运行速度等。
润滑系统则确保设备的润滑和冷却。
顶驱设备的工作原理
01
顶驱设备利用动力系统产生的动力，通过传动系统和旋 转系统驱动钻杆旋转，实现钻井作业。
02
控制系统可以控制设备的运行速度和钻井深度等参数， 以满足不同的钻井需求。
03
润滑系统和冷却系统则确保设备的正常运行和使用寿命 。
顶驱设备的性能参数
1.A 顶驱设备的性能参数包括最大钻井深度、最大 扭矩、最大转速、最大功率等。
1.B 最大钻井深度是顶驱设备能够钻探的最大
深度，最大扭矩则是设备能够施加的最大 扭矩。
1.C 最大转速和最大功率则是设备能够达到的最 大转速和最大功率。
遵守顶驱设备的安全使用规 范是保障人身安全和设备正 常运行的重要前提。
顶驱安装调试培训资料共51页
Hale Waihona Puke 顶驱安装调试培训资料1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
顶驱培训资料
THANKS
相关技术
顶驱液力偶合器技术
液力偶合器作为顶驱的重要组成部分，具有降低冲击、吸收振动、传递扭矩等功能，其性 能对整个顶驱的性能和稳定性有重要影响。
顶驱控制技术
顶驱控制技术包括远程控制、本地控制和自动化控制等，需要根据不同的工况和要求进行 选择和调整。
顶驱驱动技术
顶驱驱动技术包括电力驱动、液压驱动和机械驱动等，每种驱动方式都有其特点和适用范 围。
3
控制手柄
控制操作台，使其能够控制顶部驱动器的动作 。
03
顶驱设备操作与维护
设备安装与调试
设备检查
01
在安装和调试设备前，应检查设备的完整性，包括零部件是否
完好无损，油液是否充足等。
安装步骤
02
顶驱设备的安装步骤包括基础准备、设备组装和固定、管线连
接等，需按照说明书和规范进行操作。
调试方法
03
调试时需要按照厂家提供的调试大纲进行参数设置和功能测试
技术发展趋势
01
顶驱液力偶合器技术发展趋势
液力偶合器正朝着高效率、高可靠性、长寿命、智能化方向发展，以
满足更加严格的传动效率和可靠性要求。
02
顶驱控制技术发展趋势
顶驱控制技术正朝着更加智能化、自动化、远程化方向发展，以满足
更加严格的控制精度和响应速度要求。
03
顶驱驱动技术发展趋势
顶驱驱动技术正朝着更加多样化、混合化、高效化方向发展，以满足
安全防护措施
1
使用安全帽、安全鞋等个人防护用品，避免因 操作失误或设备故障造成的伤害。
2
在设备周围设置安全护栏或警示标识，避免非 操作人员进入危险区域。
3
对设备进行定期维护和保养，确保设备的正常 运转，避免事故的发生。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
湿前不要启动驱动 • 器和其它控制电源。 • 系统主电源意外断电半小时以上重新上电时，必须确认电气控制柜
内无凝露。 • 在潮湿环境下，当电气室温度低于外界环境温度时，禁止长期或频
繁打开电气室仓 门，否则可能会在电气设备上产生凝露。
顶驱培训资料
顶驱装置研制背景
顶部驱动装置是一种新型的石油钻井机械 顶驱装置将动力置于钻机、修井机水 龙头的上部， 驱动钻具旋转，同时配备一 套管子处理装置，自 身具有上卸扣功能， 能在井架中的任何高度作业， 是一种新型的石油钻井机械。
精品资料
主要优点
先进性 （1）自动化程度高 （2）功能齐全 安全性 （1）减少避免钻井事故发生 （2）提高现场操作安全性，减轻劳动强度 （3）在欠平衡钻井作业中，大大减少对防喷器密封件的磨损 （4）发生井涌井喷时，可迅速关闭内防喷器 实用性 （1）拆装、运移性好，适用范围宽 （2）提高井眼质量 （3）操作简单，维护保养方便 （4）性能价格比高
轴向柱塞变量泵的排气
液压源轴向柱塞变量泵压力的设定
液压源溢流阀压力的设定
液压系统工作介质过滤
液压系统工作介质加热
液压系统工作介质压力及温度传输
液压系统工作介质的卸荷
液压源辅泵系统
液压源油箱工作介质的循环过滤
液压源油箱工作介质的循环过滤
液压源油箱工作介质的独立冷却
液压源油箱工作介质的独立冷却
北石顶驱液压系统介绍 （ BPM Top Drive hydraulic
system ）
液压系统概述、结构与工作原理
• 液压系统概述、结构与工作原理 顶部驱动钻井装置除主旋转运动由主电机驱动外，其它功能如主 体重量平衡、背钳夹紧与松开、吊环前倾与后倾、吊环中位、旋 转头回转与锁紧、IBOP打开与关闭、主电机制动与松开等均由液 压传动控制实现。为实现这些功能，由各种液压元件构成的组合, 叫做液压回路。液压回路按给定的用途和要求组成的整体，叫做 液压系统。
液压源控制装置
液压控制系统
液压控制系统外形图
液压控制系统外形图
吊环倾斜控制系统
吊环倾斜控制系统外形
回转控制系统
回转控制系统外形
刹车控制系统
刹车控制系统外形
IBＯＰ控制系统
IBＯＰ油缸
IBＯＰ控制系统外形
回转锁紧系统
回转锁紧油缸
回转锁紧系统外形
背钳控制系统
背钳控制系统外形
液压系统辅助动力部分基本性能参数
• 齿轮泵最高连续压力 25MPa • 齿轮泵最高尖峰压力：27.5MPa
齿轮泵的结构特点
泵工作压力为2.5MPa，属于低压齿轮泵
液压是如何工作
简单实例
当缸1活塞杆 伸至某位置 时行程阀4 被压下上位 工作
通 电
液压系统控制部分外形及机能符号
• 一、方向阀外形、机能符号
安全须知
• 每台电机和控制箱必须正确连接到PE母排或PE线上。 • 禁止解除任何软件和硬件中的安全连锁，必须解除时，在清除故障
后，要尽快恢复功 能允许的被旁路连锁。 • 禁止非专业人员修改整流器和逆变器中设置的参数，否则可能损坏
机械或电气设备， 或者影响系统的正常操作。 • 在温度大于40℃，湿度大于95%或有凝露时，在启动空调降温、降
液压系统控制部分外形及机能符号 双液控单向阀
液压系统控制部分外形及机能符号
二、压力阀的外形、基本性能参数及机能符号
溢流阀
减压溢流阀
液压系统控制部分外形及机能符号
液压系统控制部分外形及机能符号
三、流量阀外形、基本性能参数及机能符号
液压系统辅助部分基本性能参数
液压系统启动前的准备工作
液压系统启动前的准备工作
作业时间比较
起下钻 30% 非生产 纯钻进 40% 30%
起下钻 25% 纯钻进 非生产 40% 35%
北石顶驱系列产品
风冷装置
阀组
刹车总成
减速箱
冲管总成
挂在游车上 第一种方式
第二种方式
倾斜油缸
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50°。摆动的水平距离与吊环长度有关
能。 • 辅助部分：管道、蓄能器、过滤器、油箱、冷却器、压力表等。 液压系统的型式：
开式—泵从油箱吸油输入管路，油完成工作后排回油箱。
顶部驱动钻井装置液压系统
液压系统主动力部分基本性能参数
液压泵的分类及图形符号
液压泵
齿轮泵
按结构形式
叶片泵 轴塞泵
定量泵
按输出流量能否变化
变量泵
符号 符号
轴向泵的工作原理
液压系统通常由三个功能部分和辅助装置组成： • 动力部分：液压泵—用以将机械能转换成液体压力能。蓄能器作
为紧急或辅助动力源。 • 控制部分：各类压力、流量、方向等控制阀—用以实现对执行元
件的运动速度、方向、作用力等的控制，也用于实现过载保护。 • 执行部分：液压缸、液压马达等—用以将液体压力能转换成机械
平衡控制系统
平衡控制系统外形
平衡控制系统外形
液压管线
各种管接头油口端拧紧力矩
管路维修中的附件
电控部分
安全须知
• 禁止带电作业，不要带电打开具有高电压处的安全遮挡物、不要带 电维修或拆除任 何电气元件、不要带电插电缆插头。
• 不要在有可燃气体环境下带电打开接线箱或操作台。 • 在整流器运行或直流母线电压降到安全范围以下（DC 24V）前，
打开后用 面团清洗
•
液压系统启动前的准备工作
液压系统启动前的准备工作
• 四、氮气瓶 备有三个氮气瓶以便向蓄能器中充装氮气。
液压系统启动前的准备工作
顶驱液压源的组成和型式
液压系统主动力部分的组成和型式
液压源外形图
液压源外形图
系统压力 表
A电机压 力表
B电机压 力表
液压源外形图
液压源启动及压力设定
不要试图更换直流 母线与逆变器之间的直流保险，否则会危及人 身和设备安全。 • 需要对整流器或逆变器或电机维修时，请将主开关（3WL）上的钥 匙开关向右旋转 （锁定位），以避免错误操作。 • 整流器和逆变器不能用高阻表检测绝缘，否则高测试电压会损坏设 备。 • 司钻台在通电时必须保持保护气体压力，在司钻台保护气体失压时， 要尽快恢复压 • 力或停钻并切断司钻台控制电源。
内无凝露。 • 在潮湿环境下，当电气室温度低于外界环境温度时，禁止长期或频
繁打开电气室仓 门，否则可能会在电气设备上产生凝露。
顶驱培训资料
顶驱装置研制背景
顶部驱动装置是一种新型的石油钻井机械 顶驱装置将动力置于钻机、修井机水 龙头的上部， 驱动钻具旋转，同时配备一 套管子处理装置，自 身具有上卸扣功能， 能在井架中的任何高度作业， 是一种新型的石油钻井机械。
精品资料
主要优点
先进性 （1）自动化程度高 （2）功能齐全 安全性 （1）减少避免钻井事故发生 （2）提高现场操作安全性，减轻劳动强度 （3）在欠平衡钻井作业中，大大减少对防喷器密封件的磨损 （4）发生井涌井喷时，可迅速关闭内防喷器 实用性 （1）拆装、运移性好，适用范围宽 （2）提高井眼质量 （3）操作简单，维护保养方便 （4）性能价格比高
轴向柱塞变量泵的排气
液压源轴向柱塞变量泵压力的设定
液压源溢流阀压力的设定
液压系统工作介质过滤
液压系统工作介质加热
液压系统工作介质压力及温度传输
液压系统工作介质的卸荷
液压源辅泵系统
液压源油箱工作介质的循环过滤
液压源油箱工作介质的循环过滤
液压源油箱工作介质的独立冷却
液压源油箱工作介质的独立冷却
北石顶驱液压系统介绍 （ BPM Top Drive hydraulic
system ）
液压系统概述、结构与工作原理
• 液压系统概述、结构与工作原理 顶部驱动钻井装置除主旋转运动由主电机驱动外，其它功能如主 体重量平衡、背钳夹紧与松开、吊环前倾与后倾、吊环中位、旋 转头回转与锁紧、IBOP打开与关闭、主电机制动与松开等均由液 压传动控制实现。为实现这些功能，由各种液压元件构成的组合, 叫做液压回路。液压回路按给定的用途和要求组成的整体，叫做 液压系统。
液压源控制装置
液压控制系统
液压控制系统外形图
液压控制系统外形图
吊环倾斜控制系统
吊环倾斜控制系统外形
回转控制系统
回转控制系统外形
刹车控制系统
刹车控制系统外形
IBＯＰ控制系统
IBＯＰ油缸
IBＯＰ控制系统外形
回转锁紧系统
回转锁紧油缸
回转锁紧系统外形
背钳控制系统
背钳控制系统外形
液压系统辅助动力部分基本性能参数
• 齿轮泵最高连续压力 25MPa • 齿轮泵最高尖峰压力：27.5MPa
齿轮泵的结构特点
泵工作压力为2.5MPa，属于低压齿轮泵
液压是如何工作
简单实例
当缸1活塞杆 伸至某位置 时行程阀4 被压下上位 工作
通 电
液压系统控制部分外形及机能符号
• 一、方向阀外形、机能符号
安全须知
• 每台电机和控制箱必须正确连接到PE母排或PE线上。 • 禁止解除任何软件和硬件中的安全连锁，必须解除时，在清除故障
后，要尽快恢复功 能允许的被旁路连锁。 • 禁止非专业人员修改整流器和逆变器中设置的参数，否则可能损坏
机械或电气设备， 或者影响系统的正常操作。 • 在温度大于40℃，湿度大于95%或有凝露时，在启动空调降温、降
液压系统控制部分外形及机能符号 双液控单向阀
液压系统控制部分外形及机能符号
二、压力阀的外形、基本性能参数及机能符号
溢流阀
减压溢流阀
液压系统控制部分外形及机能符号
液压系统控制部分外形及机能符号
三、流量阀外形、基本性能参数及机能符号
液压系统辅助部分基本性能参数
液压系统启动前的准备工作
液压系统启动前的准备工作
作业时间比较
起下钻 30% 非生产 纯钻进 40% 30%
起下钻 25% 纯钻进 非生产 40% 35%
北石顶驱系列产品
风冷装置
阀组
刹车总成
减速箱
冲管总成
挂在游车上 第一种方式
第二种方式
倾斜油缸
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50°。摆动的水平距离与吊环长度有关
能。 • 辅助部分：管道、蓄能器、过滤器、油箱、冷却器、压力表等。 液压系统的型式：
开式—泵从油箱吸油输入管路，油完成工作后排回油箱。
顶部驱动钻井装置液压系统
液压系统主动力部分基本性能参数
液压泵的分类及图形符号
液压泵
齿轮泵
按结构形式
叶片泵 轴塞泵
定量泵
按输出流量能否变化
变量泵
符号 符号
轴向泵的工作原理
液压系统通常由三个功能部分和辅助装置组成： • 动力部分：液压泵—用以将机械能转换成液体压力能。蓄能器作
为紧急或辅助动力源。 • 控制部分：各类压力、流量、方向等控制阀—用以实现对执行元
件的运动速度、方向、作用力等的控制，也用于实现过载保护。 • 执行部分：液压缸、液压马达等—用以将液体压力能转换成机械
平衡控制系统
平衡控制系统外形
平衡控制系统外形
液压管线
各种管接头油口端拧紧力矩
管路维修中的附件
电控部分
安全须知
• 禁止带电作业，不要带电打开具有高电压处的安全遮挡物、不要带 电维修或拆除任 何电气元件、不要带电插电缆插头。
• 不要在有可燃气体环境下带电打开接线箱或操作台。 • 在整流器运行或直流母线电压降到安全范围以下（DC 24V）前，
打开后用 面团清洗
•
液压系统启动前的准备工作
液压系统启动前的准备工作
• 四、氮气瓶 备有三个氮气瓶以便向蓄能器中充装氮气。
液压系统启动前的准备工作
顶驱液压源的组成和型式
液压系统主动力部分的组成和型式
液压源外形图
液压源外形图
系统压力 表
A电机压 力表
B电机压 力表
液压源外形图
液压源启动及压力设定
不要试图更换直流 母线与逆变器之间的直流保险，否则会危及人 身和设备安全。 • 需要对整流器或逆变器或电机维修时，请将主开关（3WL）上的钥 匙开关向右旋转 （锁定位），以避免错误操作。 • 整流器和逆变器不能用高阻表检测绝缘，否则高测试电压会损坏设 备。 • 司钻台在通电时必须保持保护气体压力，在司钻台保护气体失压时， 要尽快恢复压 • 力或停钻并切断司钻台控制电源。