頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)

頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)是20世紀(jì)末期，美國、法國、挪威等國家研制應(yīng)用的一種新型的鉆井系統(tǒng)?，F(xiàn)在已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。它適用性極廣，從2000米到9000米的井深都可以使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng);從世界鉆井機(jī)械的發(fā)展趨勢上看，它符合21世紀(jì)鉆井自動(dòng)化的歷史潮流?，F(xiàn)在，我國赴國外打井的隊(duì)伍，如果沒有安裝該系統(tǒng)將不允許在投標(biāo)競爭中中標(biāo)，由此可見，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)已經(jīng)到了非用不可的地步。

?頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的缺點(diǎn)

頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)從1982年問世以來，世界范圍內(nèi)的使用數(shù)字逐年增加。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)也日益得到完善與改進(jìn)，但各陸上與海上用戶在使用過程中，也發(fā)現(xiàn)這種新式裝備存在一些問題。

1.管理不善停機(jī)

如果不能很好的加以管理，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置將會(huì)造成鉆機(jī)停機(jī)。據(jù)美國Varco公司調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在1995年前的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置電路故障占其停機(jī)修理的42%，而機(jī)械故障占其停機(jī)修理的58%。

2.切斷鉆井鋼絲繩

以TDS一3型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)為例，用它鉆三口井總重量為21216 kg，其中包括游動(dòng)滑車和水龍頭，些附加的重量相對于傳統(tǒng)的方鉆桿--轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)來說增加了切斷鉆井鋼絲繩的頻率。

3.海上作業(yè)颶風(fēng)疏散

一個(gè)不利的維護(hù)方面就是井架上的鉆桿必須在颶中疏散。如果那些鉆桿在下套管時(shí)不能事先坐定，則須將其放下去。用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)下放作業(yè)與方鉆桿一轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)大體上相同，兩者之間唯一的差別就是用方鉆桿一轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)時(shí)在裸眼井中其進(jìn)尺數(shù)決不會(huì)超過2m鉆桿，而頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)在裸眼井中隨時(shí)都可保持預(yù)期的進(jìn)尺數(shù)。舉例來說，井架上包括1219 m套管5486 m鉆桿需要12到14個(gè)小時(shí)才能部被放下來。

因此，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置在實(shí)踐中仍有繼續(xù)改進(jìn)。

頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置主要有以下部件和附件組成

1、水龍頭--鉆井馬達(dá)總成(關(guān)鍵部件);

2、馬達(dá)支架/導(dǎo)向滑車總成(關(guān)鍵部件);

3、鉆桿上卸扣總成(體現(xiàn)最大優(yōu)點(diǎn)的部件);

4、平衡系統(tǒng);

5、冷卻系統(tǒng);

6、頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置控制系統(tǒng);

7、可選用的附屬設(shè)備。

頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的主體部件，主要包括:

1、鉆井馬達(dá);

2、齒輪箱;

3、整體水龍頭;

4、平衡器。

鉆井馬達(dá)的冷卻系統(tǒng):

馬達(dá)的冷卻為風(fēng)冷。

1、近距離安裝鼓風(fēng)機(jī)

2、加高進(jìn)氣口的近距離安裝鼓風(fēng)機(jī)

3、遠(yuǎn)距離安裝鼓風(fēng)機(jī)近距離就是近距離向馬達(dá)提供冷卻風(fēng)，取風(fēng)高度在馬達(dá)行程最低點(diǎn)距離鉆臺(tái)6米以上。

遠(yuǎn)距離安裝鼓風(fēng)機(jī):

在不能保證提供安全冷卻空氣的情況下，例如:井架為密閉式的即可采用直徑8in軟管冷卻系統(tǒng)，且鼓風(fēng)機(jī)馬達(dá)為40hp(比近距離安裝提高了一倍)，馬達(dá)安在二層平臺(tái)，從井架外吸進(jìn)空氣，增加的馬力用于驅(qū)使空氣流過較長的進(jìn)氣軟管。

導(dǎo)向滑車總成

整個(gè)導(dǎo)向滑車總成沿著導(dǎo)軌與游車導(dǎo)向滑車一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)鉆井馬達(dá)處于排放立根的位置上時(shí)，導(dǎo)向滑車則可作為馬達(dá)的支撐梁。導(dǎo)軌有單軌和雙軌兩種。

鉆桿上卸扣裝置

主要組成部件:

1、扭矩扳手

2、內(nèi)防噴器和啟動(dòng)器

3、吊環(huán)連接器和限扭器

4、吊環(huán)傾斜裝置

5、旋轉(zhuǎn)頭

扭矩扳手總成提供鉆桿的上卸扣的手段。他位于內(nèi)防噴器下部的保護(hù)接頭一側(cè)，他有兩個(gè)液缸在扭矩管和下鉗頭之間。

鉗頭有一直徑為10in的夾緊活塞，用以夾持與保護(hù)接頭相連接的鉆桿母扣。范圍:3½in--7?in。

鉆桿上卸扣裝置另有兩個(gè)緩沖液缸，類似大鉤彈簧，可提供絲扣補(bǔ)償行程125mm。

內(nèi)防噴器是全尺寸、內(nèi)開口、球型安全閥式的。帶花鍵的遠(yuǎn)控上部內(nèi)防噴器和手動(dòng)的下部內(nèi)防噴器形成井控防噴系統(tǒng)，內(nèi)防噴器采用6?in正規(guī)扣，工作壓力為105MPa。

吊環(huán)傾斜裝置:

有兩種功用:

1、吊鼠洞中的單根。

2、接立柱時(shí)，不用井架工在二層臺(tái)上將大鉤拉靠到二層臺(tái)上。若行程1.3米的傾斜裝置不能滿足要求則可選擇2.9米的長行程吊環(huán)傾斜裝置。

平衡系統(tǒng)的主要作用是防止上卸接頭扣時(shí)螺紋的損壞，其次在卸扣時(shí)可幫助公扣接頭從母扣接頭中彈出，這依賴于它為頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置提供了一個(gè)類似于大鉤的152 毫米的減震沖程。是因?yàn)槭褂庙敳框?qū)動(dòng)鉆井裝置后沒有再安裝大鉤了;退一步說，即使裝有大鉤，它的彈簧也將由于頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的重量而吊長，起不了緩沖作用。