国内研制出首台浅井钻机液压顶驱装置

顶驱装置因为具有处理事故能力强、可显著提高钻井效率的特点，已经成为现代深井钻机的标准装置。但在2000m左右的浅井钻机中，配置顶驱还较少。当前，随着勘探开发难度的加大以及小井眼钻井、煤层气井开发、海上钻井的需要等，要求浅井小钻机和大吨位修井机配备轻便小顶驱或动力水龙头装置的呼声越来越高。     

顶驱钻井技术

自８０年代初引用顶驱以来，顶驱钻井系统已明显地提高了钻井效率。直到１９９２年，随着世界上首部轻便顶驱的问世，顶驱的应用已主要集中于永久性安装的海上钻井。１９９２年以后，陆地钻机使用顶驱已成倍增长。本文论述了通过提高钻井效率顶驱钻井的开拓应用如何为作业者和承包商产生竞争性的益处。并试图建立一个基准，以确定顶驱在哪些方面能完全证明具有经济效益，文中举了两则实例。     

顶部驱动钻井装置在陆地石油钻机上的应用

顶部驱动钻井装置在陆地石油钻机上的推广前景广阔。陆地钻机钻井周期短，拆装、搬迁频繁，而且并深范围大，因此顶驱装置必须易于安装和拆卸，重量要轻，其功率和输出扭矩应满足不同并深范围的要求。为了利用陆地钻机现有井架安装顶驱装置，要尽可能缩小顶驱的横截面尺寸，降低主体部分的高度。我国第一台预驱装置已应用于钻深6000m的沙漠钻机上，在塔里木轮古1号准水平井的试用中，成功地处理了多起卡钻和蹩钻事故。该并完钻井深5590m，最大井斜71．5°，水平位移462m。     

VARCO顶驱过热保护故障诊断技术

因阿尔及利亚钻井工况复杂,钻井参数要求高,中石化阿尔及利亚项目配套的顶驱钻机在钻井中电控系统频繁出现变频器过热保护故障,造成顶驱系统停机。笔者针对故障现象经深入分析原因,提出对现有顶驱电控系统的制动单元和控制单元升级改造方案,有效解决了顶驱电控系统频繁过热保护故障。该方案的实施,降低了顶驱系统的故障率,避免了较大的经济损失。     

DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究

阐述了我国顶驱钻井装置的研究状况及存在的问题,分析了顶驱装置的实际工况。根据钻机对顶驱装置的要求,探讨了DQ70型顶驱钻井装置的动力驱动系统方案,设计了顶驱电机及其减速机构,并在实验室进行了试验。结果表明,该系统性能稳定,运行平稳,可靠性高。     

国外顶部驱动钻井系统的技术发展趋势

初期的顶部驱动钻井系统（简称顶驱）结构复杂，用途单一，形体高而质量大，驱动模式简单，输出扭矩小。现今的顶驱已实现系列化，结构更合理，可应用于大中小型石油钻机，完成陆地、沙漠、极地及更复杂地层的钻井；大扭矩、双速传动顶驱可实施定向井、丛式并、水平井和斜井钻井。顶驱结构由固定式向可拆卸式发展，高度和外形尺寸的减小，质量的减轻和反扭矩梁的采用，以及驱动型式向AC电驱动的发展等，都使预驱具备更好的适应性、经济性、可靠性和先进性。     

我国首台直驱顶驱钻井装置诞生于辽河油田

正2009年3月20日,辽河油田天意公司完成了DQ-30LHTY-Z直驱顶驱样机装配和各项调试试验工作,试验结果表明,各项技术指标达到设计要求。有关专家称,这是中国首台直驱顶部驱动钻井装置,标志着我国顶驱制造技术达到国际领先水平。DQ-30LHTY-Z直驱顶驱是我国第一台适用于2000米钻机、车载钻机     

国外钻机顶部驱动钻井装置的发展趋势

随着机电液一体化的控制技术、变流变频、PLC程序控制技术的不断发展,以及现代钻井技术要求的不断提高,对顶驱的结构、控制系统功能提出了新的要求。为了改进钻机顶驱装置的设计,提高钻井能力、可靠性、可操作性和安全性,着重从安装远程监控系统的顶驱、轻型电动机顶驱、大功率顶驱、取消齿轮箱的顶驱以及国外的TDS-3和TDS-4顶驱几个方面,介绍了其发展情况,并对顶驱制造厂家提出建议,以使制造的顶驱能充分满足钻井工艺要求,同时保证顶驱的先进性、经济性和可靠性。     

国外500t顶驱装置技术性能分析

为满足国内石油勘探、开发高难度井、疑难井钻井和国际钻井市场竞争的需要 ,顶驱装置逐步在国产陆上深井钻机上配套和应用 ,而且还有逐年上升的趋势。由于国产顶驱装置尚未成熟 ,所以在国产深井钻机上配套的顶部驱动装置基本上都是进口产品 ,如 :Varco、Conrig、NationalOilwell和AkerKvaerner等欧美国家和地区产品 ,其中以 5 0 0t顶驱装置居多。本文阐述了上述几家国外 5 0 0t顶驱装置的性能特点 ,并进行了对比分析。     

顶部驱动装置在轻型钻机上的应用研究

在分析轻型钻机应用顶部驱动装置的可行性的基础上,讨论了3000～4000m钻机加装顶驱的必要性;针对轻型钻机井架的结构型式特点,建议配套轻型液压顶驱或电动顶驱装置,并提出顶驱选型的2项原则;根据前开口井架不能承受大扭矩的特点,对顶驱导轨及扭矩传递支架型式进行了结构设计,既满足导轨及支架的安装及拆卸要求,又能将导轨承受的反扭矩最大限度地传递到底座上,减少井架在钻井过程中的扭震。南阳石油机械厂与意大利Soilmec公司合作制造的HTD—200液压顶驱成功应用于3000m车装钻机上,顶驱的安装及拆卸时间均不超过4h。     

新型小型化顶驱关键技术研究与应用

随着页岩油气非常规资源勘探开发不断深入和智能钻井技术的不断发展,对钻井动力设备的要求越来越高,文章研发了适用于40钻机的新型小型化顶驱设备,对小尺寸顶驱主机设计、低故障率的电液控制系统设计、主轴旋转控制技术等关键技术开展了攻关与研究。首创采用单编码器双通道的控制方式,建立了矢量调速闭环控制模型,创新的设计了承载梁扶正机构新型提升系统,实现了顶驱小型化、扁平化的目标,减少了0.55 m的顶驱高度。通过在47口井的现场应用,验证了装备的可靠性。相比于常规钻机顶驱提高了约30%的钻完井综合作业效率,提高了40钻机作业能力,已成为大庆油田中浅层定向井、页岩油气藏水平井施工的重要钻井动力设备,具有较好的推广应用前景。     

ZJ40CDY斜井齿轮齿条钻机液压顶驱的研制

为满足斜井齿轮齿条钻机的特殊作业要求,研制了ZJ40CDY斜井齿轮齿条钻机。其中配置的DQ250Y液压顶驱采用低速大扭矩空心轴马达直接驱动主轴进行钻井作业,配备管子处理系统以高效完成管具处理。其主马达液压控制采用闭式系统,两挡切换,可实现转速和扭矩的精确控制。另外还通过增加吊环倾斜支撑臂,有效解决了斜井作业时顶驱吊环后摆问题。现场试验结果表明,该顶驱的各项性能指标均符合设计要求,能很好地满足斜井齿轮齿条钻机的工况要求。该产品的研制成功为特种作业钻机配置适用顶驱提供了新选择。     

渤海装备小顶驱叫响煤层气钻井

顶驱装置是现代深井钻机的标准装置。渤海装备注重小市场,研制出适应煤层气浅层钻井急需而又经济实用的小顶驱装置。渤海钻探30606A钻井队称赞其DQ20Y1顶部驱动钻井装置性能稳定、运行可靠,确保了煤层气羽状水平井钻井优质高效完成。     

浅述我国石油钻井装备现状及发展

我国石油钻井装备已经走出国门，初步进入国际市场的竞争行列，电驱动钻机，丛式井钻机，斜井钻机和顶部驱动钻井装置等国产钻井装备，都基本上满足了高压喷射钻井，定向钻井，丛式钻井和水平钻吉等先进钻井工艺的需要，石油钻井用钻头也达到了国际先进水平，但是装备配件和配套产品可靠性差，寿命短，功率低，以及先进技术推广进程慢等因素，制约着钻井装备的发展和钻井水平的提高，为顺应钻井装备的向大型化，橇装儿，机电液一体化方向发展的趋势，我国应加强电驱动钻机，顶驱装置，钻井泵和井下增压器等装备的研究开发力度。     

浮式钻井平台主要钻井设备选型分析

由于受各种因素的影响和约束,深水钻井设备的选型成为一个难题。主要分析了浮式钻井平台钻井设备参数与钻井深度的关系,包括钻机最大钩载及顶驱、绞车、转盘等参数计算,为深水平台钻井设备选型提供理论依据。     

顶驱型钻杆水泥头的研制及应用

随着钻井技术发展,顶驱钻机应用得到推广,特别是深井、超深井及海洋平台钻井,而固井作业配套顶驱式钻杆水泥技术相对滞后,为解决顶驱固井技术高效、安全及旋转技术难题,研制了顶驱型钻杆水泥头,该水泥头主要由旋转密封单元、胶塞预置及投放单元、憋压球投放单元、胶塞指示单元等组成。地面性能试验结果表明,顶驱型钻杆水泥头满足现场应用需求。顶驱型钻杆水泥头在巴基斯坦EUP油田进行了现场应用,带压旋转6h,不停泵投球,胶塞投掷及指示动作均顺利完成,满足了现场使用需求。顶驱型钻杆水泥头的研制,为满足当前固井作业需求提供了保障。     

支持套管钻井的液压钻机

用油田套管边钻边封隔井眼,是一项能够降低钻井成本的重大技术进步。文中概述适合套管钻井的液压钻机及其设计特点和相关设备,包括：（１）套管钻井系统以及４台新一代钻机／操作系统的改进情况;（２）采用模块化和液压动力系统的３台混合型钻机和１台套管钻钻机;（３）可编程逻辑控制系统;（４）绞车、顶驱装置、泥浆泵驱动系统,转盘及电力系统。最后回顾４台新一代钻机的现场作业情况。     

交流变频顶部驱动钻井装置

顶部驱动钻井装置是20世纪80年代以来世界石油钻井工程界的重大前沿技术之一，代表了当今石油钻机和机电液一体化石油机械制造的最高水平。由于顶驱装置具有自动化程度高、安全性能好、钻井速度快、建井周期短、便于优化钻井参数、提高钻井质量，实现高难度的优快钻井、大幅度降低卡钻等钻井事故的发生等诸多优点，在深井、水平井、欠平衡井、     

钻井平台顶驱钻机液压系统的维护

以胜利三号平台为例介绍了顶驱钻机的维护系统及其重要性。该系统包括原油入口的过滤装置，热油过滤冷却装置和钻井马达变速箱过滤冷却循环装置等三在部分。为了保证钻井工作能不间断地正常运行，对这些液压系统的经常性维护，避免内压污染的侵入十分重要。     

配用可变交流电动机的新型顶驱钻井装置

美国LEW公司（Le Tourneau Ellis Williams Company）新近开发出一种称为Direct Drive的新型顶驱钻井装置。这种新型顶驱钻井装置采用可变交流电动机，性能较之常规顶驱钻井装置大大提高，并可缩短维修时间。