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。
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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
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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
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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
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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。
逆变2 逆变
逆变1 逆变
逆变2 逆变
M1
M2
电机1 电机
电机2 电机
电机1 电机
电机2 电机
Type I
Type A
Type H
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DQ70BS 主要技术参数
7000 m 4500kN 50kN.m 0～220rpm 400HP×2 前30º，后50º 75kN.m φ87 ~φ203mm 11.5 t 6.1 m 600 VAC ～120Hz
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分项报警功能
• 控制台增加分项目报警灯功能，方便查找故障 控制台增加分项目报警灯功能， 加分项目报警灯功能
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北石顶驱技术特点
• 采用PLC可编程控制器进行全面智能控制，具有安全 采用 可编程控制器进行全面智能控制， 可编程控制器进行全面智能控制 互锁、监控等多项功能，保证系统工作安全可靠； 互锁、监控等多项功能，保证系统工作安全可靠； • 采用先进的 采用先进的ProfiBus现场总线控制技术，光缆传输， 现场总线控制技术， 现场总线控制技术 光缆传输， 安装维护简单，可靠性高，抗干扰能力强； 安装维护简单，可靠性高，抗干扰能力强； • 配置工控计算机，可以对运行参数、报警信息等进行 配置工控计算机，可以对运行参数、 监测和记录，同时具有自诊断功能，配合WINCC系统 监测和记录，同时具有自诊断功能，配合 系统 可快速查找故障。 可快速查找故障。 • 能够实现远程通讯，提供远程技术支持 能够实现远程通讯，
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司钻操作台
本体
导轨
DQ70BS顶驱装置 顶驱装置
电控系统 液压源
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阀组 热交换器
电机冷却系统 刹车装置 提环
电机 冲管总成 管线支座 减速箱 动力水龙头
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旋转头 IBOP 环形背钳 导入环 倾斜机构
吊卡 管子处理装置（环形背钳） 管子处理装置（环形背钳）
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旋转头
IBOP
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北石顶驱型号说明
目前已开发研制3种型号的顶驱：
DQ70BS(450t) DQ90BS(750t) DQ40B (250t)
北石顶驱电机控制方式
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VFD control of Top Drive
一对一 整流 一对一 整流1 整流 整流2 整流
一对二
Rectifier
Inverter
逆变1 逆变
名义钻深 最大钩载 连续输出扭矩 转速范围 输出功率 倾臂最大倾斜角 最大卸扣扭矩 背钳夹持范围 主体重量 总体长度 输入电压 频率范围
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北石顶驱技术特点
标准化：执行API 、 GB、SY等标准规范 信息化：运行数据监测，远程技术支持 自动化：机电液一体化控制，减少劳动强度 人性化：操作界面友好，使用维修方便 个性化：尊重客户，按需设计
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顶驱项目指导思想
利用CNPC自有知识产权的成 利用CNPC自有知识产权的成 CNPC 熟的顶驱技术， 熟的顶驱技术，选择国内和国外 最好的供货商， 最好的供货商，采用全球采购方 在北石厂设计、制造、 式，在北石厂设计、制造、组装 和调试， 和调试，研制出具有国际水平的 顶部驱动装置
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环形背钳
环形背钳结构组成
环形背钳
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侧挂式背钳
背钳支架 背钳托座 悬挂销 后挡环 后端盖 液压缸 后扶正环 挡板 销 活塞 限位环 前 挡 板 弹簧 前 端 盖 弹簧芯 轴 后牙座 后导向环 前牙座 前钳体 扶正销 扶正销盖 板
钳牙压板 钳 牙 扶正套 前扶正环
前导向环
侧挂式背钳结构组成
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主要优点
• 实用性
（1）拆装、运移性好，适用范围宽 拆装、运移性好， （2）提高井眼质量 操作简单， （3）操作简单，维护保养方便 （4）性能价格比高
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中国石油集团公司顶驱产业化项目
中国石油勘探开发研究院组织实施
中国石油勘探开发研究院 北 京 石 油 机 械 厂 设计制造
2003年1月5日立项生产
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北石顶驱技术特点
• 提升系统为双负荷通道，延长主轴承。 提升系统为双负荷通道，延长主轴承。 • 回转头轴向负荷采用大负荷推力轴承，可以在承载时 回转头轴向负荷采用大负荷推力轴承， 旋转，方便现场作业。 旋转，方便现场作业。
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北石顶驱技术特点
• 四大运输模块，采用 英尺标准集装箱，运移方便 四大运输模块，采用20英尺标准集装箱 英尺标准集装箱， 本体（敞顶箱） － 本体（敞顶箱） 导轨电缆（敞顶箱） － 导轨电缆（敞顶箱） 电控房（标准箱加长） － 电控房（标准箱加长） 工具房（标准箱） － 工具房（标准箱）
按国际化运作模式制造北石顶驱
中国智慧 加全球最佳资源 打造北石顶驱
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北石顶驱技术特点
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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) 顶部驱动钻井装置（DingQu）
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主要技术指标与Varco产品相当： • 刹车扭矩（试验达到55kN.m) • 最大卸扣扭矩（试验达到76kN.m） • 额定扭矩@零转速（连续） • 总体高度（5.9m）
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谢
谢
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北石顶驱介绍
（ BPM Top Drive ）
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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 顶驱装置将动力移至钻机、 顶驱装置将动力移至钻机、修井机水 龙头的上部，驱动钻具旋转， 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， 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， 能在井架中的任何高度作业，是一种新型 的石油钻井机械。 的石油钻井机械。
回转头
环形背钳回转头
侧挂式背钳回转头
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内防喷器
卡顶 上下下下顶 支支顶
上上支 下下下下顶 手曲支 手曲内 浮浮
操操手曲
下上支
上轮
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遥控内防喷器控制装置
油缸支架
油油
油缸
导盖
内套
支支 轴
螺螺
滚轮
轴内
轴套
转转 曲曲 盖盖 曲曲转 螺螺
转销
滚轮
轴
导板
支座
螺螺
螺栓
吊吊
套筒
曲柄 盖板
螺栓
遥控内防喷器控制机构环形背钳用
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北石顶驱机械结构及工作原理
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主电机和风冷电机
主电机与风冷电机
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刹车装置
刹刹刹盖 解解解
刹刹刹
刹刹刹 刹刹刹 刹刹刹盖 内套
刹刹刹盖
散散解
刹车安装
刹车钳
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减速箱
减速箱
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减速箱
减速箱结构
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冲管与鹅颈管总成
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冲管总成
冲管总成
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提环
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DQ70BS/03003 顶部驱动钻井装置
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主要优点
• 先进性 • 安全性
（1）自动化程度高 （2）功能齐全 （1）减少避免钻井事故发生 提高现场操作安全性， （2）提高现场操作安全性，减轻劳动强度 在欠平衡钻井作业中， （3）在欠平衡钻井作业中，大大减少对防喷 器密封件的磨损 发生井涌井喷时， （4）发生井涌井喷时，可迅速关闭内防喷器
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北石顶驱技术特点
• 采用具有独立知识产权的滑动式环形背钳技术。 采用具有独立知识产权的滑动式环形背钳技术。 － 360°旋转，无需旋转定位 °旋转， 三点卡紧， － 三点卡紧，安全可靠
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侧挂式背钳
• 采用侧挂式背钳，夹持范围大：2 7/8”～6 5/8” 采用侧挂式背钳，夹持范围大： ～ • 可沿背钳吊架上下移动，方便拆卸保护接头以及手 可沿背钳吊架上下移动， 动IBOP、遥控 、遥控IBOP