文档介绍：全液压钻机顶部驱动钻井装置
一. 顶部驱动钻井装置概述
顶部驱动钻井装置TDS(TOP DRIVEDRILLI SNGYSTEM),是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统,取代了转盘带动方钻杆钻井的钻井技术。全液压传动( 主绞车、转盘、泥浆泵均采用) 的石油钻机将成为常规机械传动钻机的换代产品之一。
全液压传动钻机的主要优点如下:
a) 可方便与电脑相联接, 通过微电-电-液放大, 实现整套钻机的回转、升降和泥浆供应量的无级调节, 以实现钻井、升降电脑程序自动控制, 并可以大大减少井场操作人员。
b) 由于钻机旋转、升降和冲洗液的供给, 均可实现无级调速、调排量, 有优越的转速-扭矩、压力-排量性能曲线, 从而可通过电脑优选参数, 指令实现优选参数的钻进和提升时的恒功率调节, 提高工作效率, 并充分利用动力。
c) 可在钻井工艺的全过程实现安全操作。这是由于液压系统优越的压力—力矩指示和过载自动保护所决定的( 过载即超液压、通过溢流阀卸荷) 。
d) 明显减轻设备质量和节约占用空间。
e) 对于全液压传动的泥浆泵还省去了一整套曲轴、齿轮传动机构和经常需要更换活塞的时间。对于全液压传动的绞车, 还具有下钻时的安全制动, 没有转动时的运转惯性和具有大直径滚筒可使快绳平滑地运动和减少磨损等优点。
f) 可以与全液压顶部驱动、铁钻工、自动排放钻具、液压机械手和天车型液压钻柱运动补偿器组合而成全部钻井工艺过程的自动化操作系统。

顶驱系统(TDS)开始从海洋石油钻机向陆地钻机发展;从直流电动机驱动为主向液压传动和交流变频电动机驱动方向发展;向简单化轻便化方向发展,质量减轻,尺寸减小,满足修井机和轻型钻机的要求。而国内外正在对全液压驱动顶驱进行深入的研究。加拿大
Tesco公司套管钻机、挪威MH公司Ram Rig钻机和意大利Drillmec公司推出的HH系列全液压钻机已形成980~2 942 kN钩载系列产品。
液压驱功钻机更适合于采用新的钻井工艺。如套管钻井新工艺,采用全液压驱动套管钻机是最合适最经济的。液压驱动钻机向全新模式钻机发展。如Ram Rig钻机绞车和提升系统超出了常规钻机模式,采用液压驱动,体积小,质量轻,成本低,使绞车和提升系统结构更简单。液压驱动钻机向多个小功率液压马达传动发展。挪威MH公司生产的海洋2013kW液压驱动单轴绞车,采用多个小功率液压马达通过滚筒两侧的内齿轮传动滚筒轴,用4个小功率液压马达传动转盘,用2个液压马达传动顶驱。德国Wirth公司用多个液压马达传动绞车,用2个液压马达传动转盘。加拿大Tesco公司采用2个液压马达传动顶驱。
挪威 Maritime Hydraulics 公司产品(PTD轻便式顶部驱动钻井系统)
A、系统组成
PTD轻便式顶部驱动钻井系统主要由水龙头(借用钻机原配的常规水龙头);液控钻具防喷器;钻井马达总成钻杆上卸扣装置,液压动力系统五部分组成。
B、顶部驱动装置总成
液压顶部驱动装置结构原理图
水龙头中心管经锥管螺纹与主轴连接。主轴与从动大齿轮固连。两个液压马达的输出轴通过花键与主动小齿轮轴固连。钻杆上卸扣装置悬挂在主轴下台肩上。导向滑车通过四个铰链与减速箱壳体固连。
C、驱动装置减速箱总成
顶驱减速器结构原理图