頂驅(qū)簡(jiǎn)介

    頂驅(qū)的全稱為頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置TDS(TOP DRIVE DRILLING SYSTEM)，是美國(guó)、法國(guó)、挪威近20年來(lái)相繼研制成功的一種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)。它可從井架上部空間直接旋轉(zhuǎn)鉆桿，沿專用導(dǎo)軌向下送進(jìn)，完成鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，循環(huán)鉆井液，接立柱，上卸扣和倒劃眼等多種鉆井操作。該系統(tǒng)顯著提高了鉆井作業(yè)的能力和效率，并已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，從世界鉆井機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)上看，為適應(yīng)鉆井自動(dòng)化的進(jìn)步需求，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置。

頂驅(qū)的特點(diǎn)

   作為當(dāng)前最新的鉆井方式，有許多不同于方鉆桿鉆井的優(yōu)點(diǎn)。同以前的方法相比，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置還有一些特定優(yōu)點(diǎn):

1.節(jié)省接單根時(shí)間

   頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置不使用方鉆桿，不受方鉆桿長(zhǎng)度限制，避免了鉆進(jìn)9米左右接單根的麻煩。取而代之的是利用立柱鉆進(jìn)，大大節(jié)省了接單根的時(shí)間，從而節(jié)約了鉆井時(shí)間。

2. 倒劃眼防止卡鉆

    頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置具有使用28米立柱倒劃眼的能力，可在不增加起鉆時(shí)間的前提下，順利地循環(huán)和旋轉(zhuǎn)將鉆具提出井眼。在定向鉆井過(guò)程中，可以大幅度地減少起鉆總時(shí)間。

3.下鉆劃眼

   頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置具有不解接方鉆桿鉆過(guò)砂橋和縮徑點(diǎn)的能力。使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置下鉆時(shí)，可在數(shù)秒內(nèi)接好鉆柱，立刻劃眼，從而減少卡鉆的危險(xiǎn)。

4. 人員安全

    頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置可減少接單根次數(shù)2/3，從而降低了事故發(fā)生率。接單根只需要打背鉗。鉆桿上卸扣裝置總成上的傾斜裝置可以使吊環(huán)、吊卡向下擺至鼠洞，大大減少了人員工作的危險(xiǎn)程度。

5. 設(shè)備安全

    頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置采用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)上扣，上扣平穩(wěn)，并可從扭矩表上觀察上扣扭矩，避免上扣扭矩過(guò)盈或不足。鉆井最大扭矩的設(shè)定，使鉆井中出現(xiàn)蹩鉆扭矩超過(guò)設(shè)定范圍時(shí)馬達(dá)會(huì)自動(dòng)停止旋轉(zhuǎn)，待調(diào)整鉆井參數(shù)后再正常鉆進(jìn)，避免設(shè)備超負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。

?微課：詳解頂驅(qū)安裝全過(guò)程

頂驅(qū)的組成

1、綜合游車

    VACRO 綜合游動(dòng)滑車組提供六個(gè)額定載荷為500T，外徑為50 in的滑輪。整個(gè)游車高。

2、鉆井裝置總成

• 鉆井電動(dòng)機(jī)是一個(gè)1000hp的分流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)是由電樞空心軸和垂直止推軸承組成。

• 單速行星變速器

        IDS 單速行星變速器由下列主要原件構(gòu)成：

        內(nèi)齒合齒輪和齒輪箱

        電機(jī)小齒輪

• 行星齒輪殼和轉(zhuǎn)軸總成。

• 主軸推軸承。

       IDS變速器是一個(gè)單速行星齒輪減速系統(tǒng)，齒輪減速系統(tǒng)齒輪齒數(shù)比為6：1。水籠頭中心管穿過(guò)載荷軸承套并將鉆井扭矩傳給鉆柱。變速器通過(guò)吊環(huán)連接游車吊耳上與整體游動(dòng)滑車相連結(jié)。齒輪箱為齒輪潤(rùn)滑提供一個(gè)油池，并將支撐管子處理裝置。潤(rùn)滑系統(tǒng)可提供飛濺潤(rùn)滑。

3、整體水籠頭總成

      IDS水籠頭作用歸并到鉆井裝置，水龍頭主止推軸承位于行星行星齒輪下面的變速器中。水籠頭中心管是一帶法蘭的鍛件，法蘭位于主止推軸承的上方，以承受鉆桿載荷。水籠頭密封裝置安裝在鉆井電動(dòng)機(jī)上端，由標(biāo)準(zhǔn)沖管、成套盤根裝置及由壬螺母構(gòu)成。因此可以作為一個(gè)裝置進(jìn)行移動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)沖管與軸襯連接，軸襯穿過(guò)電動(dòng)機(jī)軸、傳動(dòng)裝置到達(dá)外部的水籠頭中心管。

4、平衡系統(tǒng)

       當(dāng)鉆井裝置進(jìn)行連接時(shí)，平衡裝置可抵消IDS的重量，并為其提供軟著陸。液壓缸總成把電動(dòng)機(jī)殼與游動(dòng)滑車連接在一起。用IDS連接或卸開(kāi)鉆柱時(shí)，平衡系統(tǒng)避免了對(duì)管柱連接螺紋的損壞，它提供的8-inch緩沖行程與大鉤提供的緩沖相似。

5、托架總成與扭矩管

      IDS托架總成在反扭矩管上移動(dòng)。它還對(duì)鉆井馬達(dá)起支持作用。兩個(gè)反扭矩托架臂和12個(gè)獨(dú)立潤(rùn)滑的驅(qū)動(dòng)滾輪，將高達(dá)38000ft-lbs的鉆井扭矩傳輸?shù)脚ぞ亓骸?/span>鉆井電動(dòng)機(jī)裝置通過(guò)電機(jī)的兩個(gè)耳軸與托架扭矩反抗臂連接。當(dāng)上、下移動(dòng)移動(dòng)扭矩管時(shí)，耳軸能使電動(dòng)機(jī)與鉆桿成一直線。扭矩梁通過(guò)扭矩臂和托架反抗IDS的轉(zhuǎn)矩。

6、有延伸入口的現(xiàn)場(chǎng)谷風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。

      該系統(tǒng)向鉆井電動(dòng)機(jī)提供現(xiàn)場(chǎng)冷卻空氣。該系統(tǒng)由帶有導(dǎo)管的標(biāo)準(zhǔn)型局部鼓風(fēng)機(jī)和一根向馬達(dá)方向的延伸的軟管組成，鼓風(fēng)機(jī)上的導(dǎo)管能將進(jìn)口安裝在大鉤和游動(dòng)滑車上。

7、管子處理裝置

    管子處理裝置包括

• 整體吊卡

• 安全閥（IBOPS)

    a.上IBOP安全閥

    b.下IBOP安全閥

• 保護(hù)、轉(zhuǎn)換及隔離接頭。

• 安全閥驅(qū)動(dòng)器

• 扭矩鉗

• 傾斜吊環(huán)裝置

?管子處理裝置向IDS鉆井系統(tǒng)提供了兩項(xiàng)基本功能：

1)、起下93英尺長(zhǎng)的鉆桿立柱。

2)、為在井架任何高度上連接和斷開(kāi)鉆柱提供了高達(dá) 60000ft-lbs 的扭矩管子處理裝置能配成與各種鉆桿接頭連接。它包括一整體吊卡和VACRO專用扭矩鉗，還包括一安全閥遙控器和傾斜吊環(huán)驅(qū)動(dòng)器。不使用時(shí)，保持靜止鉆柱可以自由通過(guò)。起下鉆和進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)，管子處理裝置能自由旋轉(zhuǎn)360度，模擬標(biāo)準(zhǔn)大鉤的作用。

• 整體吊卡

   整體吊卡與吊環(huán)、緩沖缸一起工作，將提起的重物輸送到驅(qū)動(dòng)桿。鉆井時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿在整體吊卡內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。

• 安全閥

    VACRO/BJ管子處理裝置包括兩個(gè)防噴安全閥(IBOP)。上IBOP的額定工作壓力15000psi.如發(fā)現(xiàn)井涌，司鉆可遙控關(guān)閉IBOP，手動(dòng)關(guān)閉下IBOP。

頂驅(qū)操作前檢查

1、檢查齒輪油箱油位是否符合要求。當(dāng)?shù)谝淮螁?dòng)或在存放后啟動(dòng)時(shí)，檢查潤(rùn)滑油泵是否處于工作狀態(tài)，泵需開(kāi)啟十五分鐘后停泵近五分鐘再一次檢查油位是否符合要求，檢查潤(rùn)滑油是否變質(zhì)。

2、檢查泵站油箱油位是否符合要求。當(dāng)?shù)谝淮螁?dòng)或在存放后啟動(dòng)時(shí)，檢查油泵工作狀態(tài)是否良好，泵需開(kāi)啟十五分鐘后停泵近五分鐘再一次檢查油位是否符合要求，檢查液壓油是否變質(zhì)。

3、檢查并確認(rèn)各連接部位、液壓缸等位置恰當(dāng)以及螺栓、管線均已適當(dāng)擰緊。

4、打開(kāi)液壓、空氣管線的所有閥門。

5、檢查油泵壓力是否合適。

頂驅(qū)操作

1 、啟動(dòng)頂驅(qū)冷卻風(fēng)機(jī)。

2、在司鉆操作臺(tái)通過(guò)指配開(kāi)關(guān)選定可控硅與頂驅(qū)電機(jī)組合并選定操作位置。

3、啟動(dòng)頂驅(qū)，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)電位器手輪，待確認(rèn)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再逐漸增加頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速。

4、可以在頂驅(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)中撥動(dòng)按鈕檢查考克活動(dòng)是否正常。

5、逐漸增加頂驅(qū)的轉(zhuǎn)速直到所要求的轉(zhuǎn)速。

6、當(dāng)與絞車、泥漿泵配合使用時(shí)，注意觀察泵壓是否正常，用吊卡起下鉆具時(shí)不要使頂驅(qū)主軸旋轉(zhuǎn)。

7、使用管子處理器時(shí)，在油泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，先搬動(dòng)頂驅(qū)上的閥手柄選擇進(jìn)行上扣或卸扣，確認(rèn)各液壓缸在正確位置，按動(dòng)按鈕直到上、卸扣整個(gè)動(dòng)作完成，松開(kāi)按鈕液壓缸自動(dòng)復(fù)位，在完全復(fù)位后方可進(jìn)行重復(fù)動(dòng)作。

8、使用擺臂時(shí)，提醒其它人員，撥動(dòng)按鈕氣囊充氣，吊臂擺出；撥回按鈕氣囊放氣，吊臂靠重力回位。

9、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意檢查

• 各個(gè)螺栓緊固情況。

• 頂驅(qū)水龍帶、沖管、由壬接頭有否泄漏，刺裂情況。

• 檢查液壓泵、氣源壓力是否正常。

• 檢查頂驅(qū)各部分振動(dòng)情況。

• 潤(rùn)滑油、液壓油、氣管線是否泄漏，油溫是否正常。

• 注意傾聽(tīng)頂驅(qū)工作時(shí)的聲響有無(wú)異常。

• 檢查上下考克是否在正確位置使用，開(kāi)關(guān)是否靈敏。

• 檢查潤(rùn)滑油泵的運(yùn)行情況。
  

頂驅(qū)保養(yǎng)

• 每日檢查頂驅(qū)齒輪箱的油位。油位在油標(biāo)玻璃管的中間為合格，該項(xiàng)工作需在頂驅(qū)停止?fàn)顟B(tài)下檢驗(yàn)為準(zhǔn)；

• 每班給頂驅(qū)的沖管盤根注黃油保養(yǎng)；

• 每10天對(duì)頂驅(qū)調(diào)整桿的兩端軸承注黃油保養(yǎng)；

• 每日對(duì)頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)頭的黃油嘴注黃油保養(yǎng)，并檢查旋轉(zhuǎn)頭的下部軸承的密封是否有泄漏現(xiàn)象。

• 每日對(duì)IBOP驅(qū)動(dòng)桿及其附件的黃油嘴注黃油保養(yǎng)，并檢查其各部件連接螺栓及開(kāi)口銷的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；

• 每10日對(duì)IBOP的閥芯注高壓黃油10~15下，并開(kāi)關(guān)3~5次，使其動(dòng)作靈活；

• 每次起鉆之前對(duì)頂驅(qū)滑車的12個(gè)滾輪、2個(gè)扭矩桿的軸銷和2個(gè)力臂滾輪注黃油保養(yǎng)；

• 每10日對(duì)頂驅(qū)下部支撐部件的黃油嘴注油保養(yǎng)；

• 每日對(duì)機(jī)械手扭矩鉗的黃油嘴注油保養(yǎng)；

• 每日對(duì)頂驅(qū)齒輪箱的上部密封注黃油保養(yǎng)；

• 每10天給頂驅(qū)的實(shí)心吊卡的黃油嘴注黃油保養(yǎng)；
  

• 每日檢查機(jī)械手油柜的油位，不足時(shí)補(bǔ)充N32抗磨液壓油頂驅(qū)每日在運(yùn)轉(zhuǎn)情況下檢查機(jī)械手泵站濾器的工作情況，當(dāng)阻濾表的指示超過(guò)綠限時(shí)，即更換回油濾器；

• 每3個(gè)月對(duì)頂驅(qū)齒輪箱的潤(rùn)滑油進(jìn)行更換，油品標(biāo)號(hào)為MOBIL626。油量為12加侖；

• 每3個(gè)月對(duì)機(jī)械手泵站的液壓油進(jìn)行更換，油品為N32抗磨液壓油，油量32加侖；

• 每日對(duì)頂驅(qū)的各個(gè)連接螺栓及開(kāi)口銷進(jìn)行檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理。

 ?電動(dòng)驅(qū)動(dòng)介紹視頻