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頂驅鉆機介紹演示文稿現在是1頁\一共有23頁\編輯于星期五

一、概述頂部驅動技術是轉盤鉆機問世以來的幾項重大變革(液壓盤式剎車、液壓鉆井泵、交流變頻驅動等)之一。自1981年12月美國Varco公司研制的頂部驅動系統(tǒng)(簡稱TDS、頂驅)投人使用以來,頂驅逐漸被世界各國石油鉆井界所采用。目前,淺海上鉆井船或平臺,幾乎全部裝備了頂驅,陸地石油鉆機也越來越多地裝備了頂驅,繼美國Varco公司之后,挪威的MaritimeHydraulics公司、法國的ACB-Bretbr公司和TRITEN公司、美國的National-Oilwell公司、加拿大的CANRIG公司和Tesco公司等都研制和使用頂驅。現在是2頁\一共有23頁\編輯于星期五二、頂驅裝置的結構目前,頂驅的種類很多,但在結構上不外乎由以下兒部分組成。1、動力驅動裝置動力驅動裝置有電動和液壓兩種。通常采用一臺或兩臺交流(或直流或液壓)馬達,經齒輪機構減速,提供鉆井動力。美國的Varco公司和National-Oilwell公司以及我國生產的頂驅,采用的是交流或直流電動機驅動方式,加拿大的Tesco公司生產的5OOHS、5OOHC頂驅,采用的是液壓馬達驅動方式。

現在是3頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是4頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是5頁\一共有23頁\編輯于星期五2、傾斜裝置傾斜裝置由機械臂、吊環(huán)、驅動機構組成,驅動機構又分氣動、液動兩種。氣囊或液缸使機械臂帶動吊環(huán)前擺、后擺,在接單根及從指梁取放立柱時使吊卡可自動擺到位?,F在是6頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是7頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是8頁\一共有23頁\編輯于星期五3、管子處理裝置該裝置體現了頂驅的最大優(yōu)點。它由扭矩鉗、內防噴控制閥和執(zhí)行機構組成。扭矩鉗在液壓作用下,可在任何時候、任何位置完成上卸扣作業(yè)。內防噴器控制閥在停泵情況下,可操作機械臂任意開關,這既可節(jié)約鉆井液又可實施井控?,F在是9頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是10頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是11頁\一共有23頁\編輯于星期五4、扭矩管、平衡系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)扭矩管也稱導軌,為頂驅提供了上下滑動的導軌,起扶正作用,便于接立柱時對扣和下套管時對套管扶正,同時用來抵消鉆井過程中鉆具旋轉的反扭矩,即將反扭矩傳到井架底座上,而不傳給井架。平衡系統(tǒng)采用雙液壓平衡液缸,其作用類似于大鉤彈簧。冷卻系統(tǒng)由鼓風機、交流電動機、導管組成,向鉆井電動機提供冷卻空氣?,F在是12頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是13頁\一共有23頁\編輯于星期五5.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)提供給操作者一個操作頂驅所有動作的控制臺,包括司鉆控制及儀表控制臺、電纜、液壓管線、氣管線等。6.鉆井液循環(huán)系統(tǒng)美國Varco公司生產的IDS-1型頂驅及國產DQ-60D型頂驅的鉆井液可由電動機軸上部相連的沖管總成經空心電動機軸內襯管流入鉆柱進行循環(huán)。而加拿大TESCO公司的頂驅安裝在普通鉆井水龍頭下面。前者將馬達、水龍頭、齒輪減速機構集于一體,設計緊湊。

現在是14頁\一共有23頁\編輯于星期五三、頂驅系統(tǒng)的優(yōu)點

與常規(guī)轉盤鉆機相比,頂部驅動系統(tǒng)有很多優(yōu)點。現在是15頁\一共有23頁\編輯于星期五1、起下鉆過程簡單常規(guī)轉盤鉆機接單根的鉆井過程如下:(1)打完單根后停止旋轉和循環(huán),提升系統(tǒng)上提方鉆桿,卡瓦卡住鉆具,用液壓大鉗松開鉆桿與方鉆桿的接頭連接。(2)將方鉆根與鼠洞中的單根連接,液壓大鉗上緊,提升方鉆桿。(3)將與方鉆桿連接的單根與下部鉆具對扣,液壓大鉗上緊。(4)提起卡瓦,開泵循環(huán)鉆進,放入方瓦旋轉?,F在是16頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是17頁\一共有23頁\編輯于星期五現在是18頁\一共有23頁\編輯于星期五

使用頂驅接立柱的鉆井過程如下:(1)打完立柱后停止旋轉和循環(huán),卡瓦卡住鉆具,用管子處理器的扭矩鉗松開鉆桿接頭與保護接頭的連接,動力馬達逆時針旋轉卸開連接螺紋。(2)打開吊卡,提升頂驅。(3)自二層臺接立柱,與下部鉆具對扣。(4)降低頂驅,使中心管與立柱上部接頭對扣,馬達順時針旋扣并達到規(guī)定扭矩。(5)提起卡瓦,開泵循環(huán)鉆進?,F在是19頁\一共有23頁\編輯于星期五

2、操作安全由于頂驅采用立柱鉆進,接單根總次數僅為通常的l/3,傾斜裝置可以使吊環(huán)、吊卡擺至小鼠洞或二層臺指梁,大大減少了作業(yè)者工作的危險程度。在起下鉆遇阻、遇卡時,管子處理裝置可以使中心軸與鉆桿在任何位置相接,開泵循環(huán),進行立柱劃眼作業(yè)?,F在是20頁\一共有23頁\編輯于星期五注:與轉盤鉆起下鉆遇阻、遇卡時的操作對比:采用方鉆桿與轉盤時,就得卸掉一到兩個單根,接方鉆桿劃眼,每次只能劃一個單根。在大位移井接單根劃眼,卡鉆、鱉泵的危險性較大,特別在上提遇卡和下放遇阻時,很難接方鉆桿循環(huán)。如果使用頂驅,很容易在任何時間、任何位置立即用在鉆柱上的動力水龍頭進行旋轉鉆具循環(huán)鉆井液,大大減少了卡鉆等復雜情況。在下套管遇阻時,可迅速接上大小頭,邊循環(huán)邊旋轉下放,通過遇阻井段。扭矩管及托架總成起扶正作用,保證下套管作業(yè)中套管居中。頂驅內防噴閥及其執(zhí)行機構,在發(fā)現井涌時可立即執(zhí)行井控動作,其作用類似于方鉆桿旋塞?,F在是21頁\一共有23頁\編輯于星期五3、節(jié)約輔助鉆進時間,提高鉆井效率由于頂驅采用立柱鉆進,鉆完一立柱后可直接加一立柱鉆井,因此每鉆完一立柱比常規(guī)轉盤鉆機鉆完一立柱要節(jié)約2/3以上的輔助時間,僅此一項,可提高鉆井效率15%一20%。在定向井中,由于采用立柱鉆進,減少了每次接單根后重新調整工具面角的時間。頂驅的馬達為無級調速,可達到與井底導向馬達、MWD、高效能鉆頭的最佳配合,以提高機械鉆速,準確控制井眼軌跡。在取心鉆進中,用立柱鉆進省去了許多復雜的操作,提高了取心收獲率。國內外大量實踐說明,采用頂驅可減少鉆井時間10%一30%?,F在是22頁\一共有23頁\編輯于星期五4、特別適用于鉆定向井、水平井常規(guī)轉盤鉆在提鉆時不能實現倒劃眼,提鉆時

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