顶部驱动钻井装置.ppt
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国外顶驱的发展概况
CANRIG公司
自91年开始生产第一台顶驱以来， Canrig公司已销售了260多台电顶驱，其 中包括交流变频顶驱30多台，主要品种：
直流电顶驱-单速： 6027E、8035E、 1050E、1165E
直流电顶驱-双速： 6027E-2SP、 6017E-2SP-HELI、 1050E-2SP、1165E-2
顶部驱动钻井装置
问题
一．什么是顶驱？顶驱是由几大系统组 成的？
二．与常规钻井设备相比，顶驱的优越 性在哪？
三．你认为顶驱还需有哪些方面的改进？
2
讲义提纲
顶驱概述 顶驱现场应用的优越性 顶驱钻井装置与钻井常规设备的比较 顶驱排除故障的一般原则 顶驱作业的现场应用 顶驱装置的改进方向
3Байду номын сангаас
概述
• 顶部驱动钻井装置是当今石油钻井的前沿技术与装备，是近代 钻井装备的三大技术成果（交直流变频电驱系统和井下钻头增压 系统）之一。 • 顶部驱动钻井系统是20世纪末期，美国、法国、挪威等国家研 制应用的一种新型的钻井系统。现在已成为石油钻井行业的标准 产品。它适用性极广，从2000米到9000米的井深都可以使用顶部 驱动钻井系统；从世界钻井机械的发展趋势上看，它符合21世纪 钻井自动化的历史潮流。现在，我国赴国外打井的队伍，如果没 有安装该系统将不允许在投标竞争中中标，由此可见，顶部驱动 钻井系统已经到了非用不可的地步。
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国外顶驱的发展概况
SOILMEC HTD200型液压顶驱
现有数量：1台 额定载荷：200T 额定功率：420HP 重量：6.5T 作业空间4.45m 最大钻井扭矩：35.25KN.M 最大上扣扭矩：44KN.M 最大卸扣扭矩：59.25KN.M 最高转速：200rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.85mx1.32mx4.45m 动力单元 柴油机型号：CATERPILLAR 3408 功率：420HP 重量：8.25T 长度：6100 mm 宽度：1700 mm
通风电机 主电机 一体化动 力水龙头 管子处 理装置
执行机构
11
国外顶驱的发展概况
美 国： NOV 、LEWCO、
意大利：DRILLMEC
加拿大：TESCO、Canrig
挪 威：MH 中 国：中国石油勘探开发研究院设计北 石
厂、 华北石油机械厂制造、盘锦辽河油田天 意石油装备有限公司
12
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
7
阀组 热交换器
电机
减速箱
动力水龙头
电机冷却系统 刹车装置 提环
冲管总成 管线支座
8
管子处理装置
旋转头 IBOP
环形背 钳
吊卡
倾斜机 构 导入环
9
顶驱的结构组成及功能
国外顶驱的发展概况
NOV公司产品
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国外顶驱的发展概况
TDS-10SA型电动顶驱 4.57m 最大钻井扭矩 额定载荷：250T 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：：27.6KN.m 最大间断扭矩：50.37KN.m 最高转速：180rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：1.2mx1.1mx4.57m
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顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
20
顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
21
顶驱的工作界面
机械部分 齿轮传动
采用渐开线硬齿 面齿轮。 特殊材质经磨齿 修形处理。 进口SKF轴承。
适用于额定载荷158t及以上的修井机
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国内顶驱的发展概况
DQ-350型电动顶驱 厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ350 现有数量：3台 额定载荷：315T 额定功率：350KW 重量：13.5T 作业空间：5.6m 最大钻井扭矩：36KN.m 最大间断扭矩(包括上扣、卸扣)： 50KN.m 最高转速：180rpm 适用于额定载荷158t及以上的修井机
交流电顶驱-单速： 5027E、7035E、 9050E
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国内顶驱的发展概况
DQ-250型电动顶驱
厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ250电动顶驱 额定载荷：225T 现有数量1台 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：5.2m 最大钻井扭矩：26KN.m 最大间断扭矩（包括上卸扣）：39KN.m 最高转速：180rpm
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国外顶驱的发展概况
TESCO HMIS250型液压顶驱
额定载荷 ：250T 额定功率： 475hp 重量：3.628T 作业空间：4390mm 最大钻井扭矩：28.47KN.m 最大上扣扭矩：28.47KN.m 最大卸扣扭矩：31.95KN.m 最高转速：170rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.83mx1.28mx4.39m 动力单元 柴油机型号：Caterpillar 3406 功率：475 HP 重量：7.37T 长度：7200 mm 宽度：1400 mm
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
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顶驱系统构成图
柴油发 电机组
变压器
3相 380V 交流
3相 600V 交流
VFD
0～750V 直流电
VFD+Invert
控制阀组
Ｐ
Ｌ
司钻
Ｃ
操作台
液压 动力源
4
顶驱简介
顶驱装置是将动 力从井架的顶部直接 驱动钻具旋转钻进， 并能完成循环钻井液、 接立根、上卸扣和倒 划眼等多种钻井操作 的钻井装置。
5
6
顶驱的结构组成及功能
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作
国外顶驱的发展概况
CANRIG公司
自91年开始生产第一台顶驱以来， Canrig公司已销售了260多台电顶驱，其 中包括交流变频顶驱30多台，主要品种：
直流电顶驱-单速： 6027E、8035E、 1050E、1165E
直流电顶驱-双速： 6027E-2SP、 6017E-2SP-HELI、 1050E-2SP、1165E-2
顶部驱动钻井装置
问题
一．什么是顶驱？顶驱是由几大系统组 成的？
二．与常规钻井设备相比，顶驱的优越 性在哪？
三．你认为顶驱还需有哪些方面的改进？
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讲义提纲
顶驱概述 顶驱现场应用的优越性 顶驱钻井装置与钻井常规设备的比较 顶驱排除故障的一般原则 顶驱作业的现场应用 顶驱装置的改进方向
3Байду номын сангаас
概述
• 顶部驱动钻井装置是当今石油钻井的前沿技术与装备，是近代 钻井装备的三大技术成果（交直流变频电驱系统和井下钻头增压 系统）之一。 • 顶部驱动钻井系统是20世纪末期，美国、法国、挪威等国家研 制应用的一种新型的钻井系统。现在已成为石油钻井行业的标准 产品。它适用性极广，从2000米到9000米的井深都可以使用顶部 驱动钻井系统；从世界钻井机械的发展趋势上看，它符合21世纪 钻井自动化的历史潮流。现在，我国赴国外打井的队伍，如果没 有安装该系统将不允许在投标竞争中中标，由此可见，顶部驱动 钻井系统已经到了非用不可的地步。
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国外顶驱的发展概况
SOILMEC HTD200型液压顶驱
现有数量：1台 额定载荷：200T 额定功率：420HP 重量：6.5T 作业空间4.45m 最大钻井扭矩：35.25KN.M 最大上扣扭矩：44KN.M 最大卸扣扭矩：59.25KN.M 最高转速：200rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.85mx1.32mx4.45m 动力单元 柴油机型号：CATERPILLAR 3408 功率：420HP 重量：8.25T 长度：6100 mm 宽度：1700 mm
通风电机 主电机 一体化动 力水龙头 管子处 理装置
执行机构
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国外顶驱的发展概况
美 国： NOV 、LEWCO、
意大利：DRILLMEC
加拿大：TESCO、Canrig
挪 威：MH 中 国：中国石油勘探开发研究院设计北 石
厂、 华北石油机械厂制造、盘锦辽河油田天 意石油装备有限公司
12
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
7
阀组 热交换器
电机
减速箱
动力水龙头
电机冷却系统 刹车装置 提环
冲管总成 管线支座
8
管子处理装置
旋转头 IBOP
环形背 钳
吊卡
倾斜机 构 导入环
9
顶驱的结构组成及功能
国外顶驱的发展概况
NOV公司产品
13
国外顶驱的发展概况
TDS-10SA型电动顶驱 4.57m 最大钻井扭矩 额定载荷：250T 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：：27.6KN.m 最大间断扭矩：50.37KN.m 最高转速：180rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：1.2mx1.1mx4.57m
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顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
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顶驱的工作界面
顶驱工作界面
1、机械部分 2、电控部分 3、液压部分
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顶驱的工作界面
机械部分 齿轮传动
采用渐开线硬齿 面齿轮。 特殊材质经磨齿 修形处理。 进口SKF轴承。
适用于额定载荷158t及以上的修井机
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国内顶驱的发展概况
DQ-350型电动顶驱 厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ350 现有数量：3台 额定载荷：315T 额定功率：350KW 重量：13.5T 作业空间：5.6m 最大钻井扭矩：36KN.m 最大间断扭矩(包括上扣、卸扣)： 50KN.m 最高转速：180rpm 适用于额定载荷158t及以上的修井机
交流电顶驱-单速： 5027E、7035E、 9050E
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国内顶驱的发展概况
DQ-250型电动顶驱
厂家：辽河油田天意石油装备有限公司 型号：DQ250电动顶驱 额定载荷：225T 现有数量1台 主电机功率：257KW 重量：11T 作业空间：5.2m 最大钻井扭矩：26KN.m 最大间断扭矩（包括上卸扣）：39KN.m 最高转速：180rpm
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国外顶驱的发展概况
TESCO HMIS250型液压顶驱
额定载荷 ：250T 额定功率： 475hp 重量：3.628T 作业空间：4390mm 最大钻井扭矩：28.47KN.m 最大上扣扭矩：28.47KN.m 最大卸扣扭矩：31.95KN.m 最高转速：170rpm 外形尺寸(宽x厚x高)：0.83mx1.28mx4.39m 动力单元 柴油机型号：Caterpillar 3406 功率：475 HP 重量：7.37T 长度：7200 mm 宽度：1400 mm
液压传动与控制系统 提供液压动力，传动与控制各执行机构
导轨 承受顶驱主体反扭矩
其他：井口扶正器、下套管装置、测井装置、检测工具与仪表等
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顶驱系统构成图
柴油发 电机组
变压器
3相 380V 交流
3相 600V 交流
VFD
0～750V 直流电
VFD+Invert
控制阀组
Ｐ
Ｌ
司钻
Ｃ
操作台
液压 动力源
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顶驱简介
顶驱装置是将动 力从井架的顶部直接 驱动钻具旋转钻进， 并能完成循环钻井液、 接立根、上卸扣和倒 划眼等多种钻井操作 的钻井装置。
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顶驱的结构组成及功能
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作
顶驱主体 ➢ 动力水龙头：驱动主轴旋转钻进 ➢ 管子处理装置：抓放钻杆，上卸扣，控制IBOP
电气控制系统 ➢ VFD或SCR：为主电机提供动力，并对扭矩、转速进行调控 ➢ PLC：对转速、扭矩和各执行机构动作等进行控制操作与监测，并 按逻辑编程控制、互锁与保护。 ➢ 操作台：司钻控制操作各部分动作