頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)全面介紹課件

0頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(TDS)

TOPDRIVESYSTEM0頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(TDS)

TOPDRIVESYSTE1目錄

1．概述2．頂驅(qū)的歷史3．主要組成4．技術(shù)特點(diǎn)

5．技術(shù)評(píng)價(jià)6．設(shè)計(jì)制造中的一些問題7．頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)8．主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品特點(diǎn)

9．頂驅(qū)的發(fā)展1目錄1．概述21.概述頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)（TDS）是一套安裝于井架內(nèi)部空間、由游車懸持的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置。利用水龍頭與鉆井馬達(dá)相結(jié)合，配備一種結(jié)構(gòu)新型的鉆桿上卸扣裝置（管柱處理裝置），從井架的上部直接旋轉(zhuǎn)鉆柱，并沿井架內(nèi)專用導(dǎo)軌向下送進(jìn)，可完成鉆井、倒劃眼、接鉆桿、循環(huán)鉆井液、下套管等各種鉆井操作。頂部驅(qū)動(dòng)，是把鉆機(jī)動(dòng)力部分由下邊的轉(zhuǎn)盤移到鉆機(jī)上部水龍頭處，直接驅(qū)動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的驅(qū)動(dòng)方式。21.概述頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)（TDS）是一套安裝于井架內(nèi)部空間、3VARCO頂驅(qū)VARCO3VARCO頂驅(qū)VARCO4傳統(tǒng)鉆井方式鉆進(jìn)過程：破巖排屑頓鉆鉆井——鉆進(jìn)過程不連續(xù)旋轉(zhuǎn)鉆井——鉆進(jìn)過程連續(xù)轉(zhuǎn)盤鉆井下動(dòng)力4傳統(tǒng)鉆井方式鉆進(jìn)過程：5鉆井新設(shè)備與新方法鉆井新設(shè)備液控盤式剎車液壓鉆機(jī)交流變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)頂部驅(qū)動(dòng)裝置鉆井新方法地質(zhì)導(dǎo)向鉆井5鉆井新設(shè)備與新方法鉆井新設(shè)備6頂部驅(qū)動(dòng)裝置要解決的問題傳統(tǒng)鉆井工藝的薄弱環(huán)節(jié)（1）三大工作系統(tǒng)不能互濟(jì)起下鉆不能及時(shí)實(shí)現(xiàn)循環(huán)旋轉(zhuǎn)功能，遇上復(fù)雜地層，或是巖屑沉淀，往往造成卡鉆?？ㄣ@成了長(zhǎng)期困擾鉆井工人的問題。我國千臺(tái)鉆機(jī)，每年因卡鉆造成的損失難以計(jì)數(shù)。（2）方鉆桿長(zhǎng)度受限由于常規(guī)鉆機(jī)在鉆進(jìn)中依靠轉(zhuǎn)盤推動(dòng)方鉆桿旋轉(zhuǎn)送進(jìn)，方鉆桿的長(zhǎng)度限制了鉆進(jìn)深度，故每次只能接單根，因而費(fèi)工、效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。6頂部驅(qū)動(dòng)裝置要解決的問題傳統(tǒng)鉆井工藝的薄弱環(huán)節(jié)7頂驅(qū)與轉(zhuǎn)盤鉆井的比較1轉(zhuǎn)盤鉆井方式2頂驅(qū)鉆井方式7頂驅(qū)與轉(zhuǎn)盤鉆井的比較1轉(zhuǎn)盤鉆井方式2頂驅(qū)鉆井方式8TDS驅(qū)動(dòng)方式液壓驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)外形尺寸很小，液壓頂驅(qū)的本體尺寸能夠滿足小型井架的需要，該類頂驅(qū)的工作高度一般在5m以下。液壓頂驅(qū)多數(shù)用于小型鉆機(jī)上。電驅(qū)動(dòng)

AC-SCR-DCAC變頻8TDS驅(qū)動(dòng)方式液壓驅(qū)動(dòng)9AC變頻頂驅(qū)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)為：(1)AC電動(dòng)機(jī)效率高，經(jīng)濟(jì)性好；(2)AC電動(dòng)機(jī)無電刷，可防爆，鉆井安全且占空間?。?3)AC變頻驅(qū)動(dòng)，可精確調(diào)節(jié)工作轉(zhuǎn)速與輸出扭矩，具有更好的調(diào)節(jié)性能；(4)AC變頻驅(qū)動(dòng)零轉(zhuǎn)速時(shí)具有全制動(dòng)扭矩，可保證鉆井安全。過載能力強(qiáng)，短時(shí)內(nèi)可承受額定載荷的150%過載載荷?，F(xiàn)階段主要以AC變頻頂驅(qū)系統(tǒng)為主。9AC變頻頂驅(qū)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)為：(1)AC電動(dòng)機(jī)效率高，經(jīng)濟(jì)102．頂驅(qū)的歷史第一臺(tái)頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)由美國Varco公司于1982年研制成功，此后法國、挪威、加拿大和中國相繼研制成功102．頂驅(qū)的歷史第一臺(tái)頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)由美國Varco公司于111（1）美國Varco公司的研制歷程20世紀(jì)80年代。Varco公司從上世紀(jì)六十年代開始研制頂驅(qū)。在1981年年底研制出最初的TDS-l型牽引型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的系列馬達(dá)原型，并作出了頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置TDS-2型的設(shè)計(jì)。1983年生產(chǎn)了單速（速比為5.33：1）的TDS-3型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，并由此形成了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)改變了世界海洋與陸地鉆探油氣的方式。1988年研制開發(fā)了具有新標(biāo)準(zhǔn)的2速（高速比7.95：1，低速比5.08：1）的TDS-4型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，同年還生產(chǎn)了單速（速比6.67：1）的TDS-5型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，但當(dāng)時(shí)它只是作為臨時(shí)性措施而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種產(chǎn)品。11（1）美國Varco公司的研制歷程20世紀(jì)80年代。V12至20世紀(jì)80年代末，出現(xiàn)了新式高扭矩馬達(dá)，TDS-3H型及TDS-4型兩種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置由于應(yīng)用了這種新式馬達(dá)應(yīng)運(yùn)而生，并在鉆機(jī)上得以應(yīng)用。到85年Varco公司共銷售頂驅(qū)82臺(tái)。BJ公司從1985年開始生產(chǎn)銷售頂驅(qū)，到1988年共銷售頂驅(qū)8臺(tái)，隨后被Varco公司兼并，到1991年VarcoBJ公司共銷售頂驅(qū)312臺(tái)，其中300臺(tái)用于海上鉆井平臺(tái)，中國當(dāng)時(shí)有四臺(tái)全用于海上鉆井平臺(tái)。12至20世紀(jì)80年代末，出現(xiàn)了新式高扭矩馬達(dá)，TDS-3H131990年首先生產(chǎn)出了整體式水龍頭，裝配在TDS-3S、TDS-4S兩種型號(hào)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置上，得到廣泛應(yīng)用。131990年首先生產(chǎn)出了整體式水龍頭，裝配在TDS-3S141994年開發(fā)的TDS-9SA型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，起升能力為400t，為第一臺(tái)雙交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式。1996年后該公司更研制出500t的TDS-11SA型及輕便的250t的TDS-10SA型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置。其中尤以TDS-10SA型引人注目，它具有低購置成本、輕便、高可靠性及低維護(hù)費(fèi)等優(yōu)越性，其緊湊尺寸使它可用于小型修井機(jī)和輕便鉆機(jī)上。TDS-11SA型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置是為快速輕便而設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)非常緊湊，采用斜齒輪傳動(dòng)，降低了噪音，并可獲得225r/min的最高工作轉(zhuǎn)速。該頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置由2臺(tái)交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。141994年開發(fā)的TDS-9SA型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，起升能15VarcoBJ公司在1993年之后，就不再開發(fā)直流驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，而是轉(zhuǎn)向交流變頻電驅(qū)動(dòng)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置研制。如TDS-11SA（1994年），使用一對(duì)400hp的交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，重要較輕，尺寸較小，而產(chǎn)生的扭矩特性卻接近于一臺(tái)1100hp的直流電動(dòng)機(jī)。選用交流電機(jī)具有明顯的特點(diǎn)：它可靠性高，維護(hù)少，無污染、作業(yè)范圍大，滿扭矩負(fù)荷時(shí)可以達(dá)1min，而無電火花，安全性好，因此得到用戶認(rèn)可。交流電動(dòng)機(jī)既可使用鉆機(jī)自身的動(dòng)力裝置帶動(dòng)，又可使用750V直流電源，或直接用工業(yè)網(wǎng)電驅(qū)動(dòng)，這種靈活性使得它使用范圍寬廣。15VarcoBJ公司在1993年之后，就不再開發(fā)直流驅(qū)動(dòng)16VARCO公司頂驅(qū)參數(shù)16VARCO公司頂驅(qū)參數(shù)17TDS-11SA技術(shù)參數(shù)：

API提升載荷：500噸（S）整體式水龍頭雙交流電機(jī)：2×350馬力減速箱齒輪傳動(dòng)比：10.5連續(xù)工作扭矩：51.75kNm間歇工作扭矩：67.34kNm適用鉆桿尺寸：3?～5in

靜音斜齒輪傳動(dòng)17TDS-11SA技術(shù)參數(shù)：API提升載荷：500噸（18（2）中國的研制發(fā)展過程我國從20世紀(jì)80年代末開始跟蹤這一世界先進(jìn)技術(shù)，1993年列入原中國石油天然氣總公司重點(diǎn)科研計(jì)劃，由石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院北京石油機(jī)械研究所、寶雞石油機(jī)械廠及大港石油管理局等單位聯(lián)合承擔(dān)試制開發(fā)任務(wù)。研制中科研人員與國內(nèi)多家廠家積極合作，克服資料、材料不全等許多困難，認(rèn)真按照計(jì)劃執(zhí)行。突出的是打破了國外關(guān)于空心電動(dòng)機(jī)的壟斷，解決了一批機(jī)、電、液、氣一體化的技術(shù)難題，于1995年完成樣機(jī)，并在臺(tái)架試驗(yàn)中不斷改進(jìn)完善。18（2）中國的研制發(fā)展過程我國從20世紀(jì)80年代末開始跟蹤191997年4月樣機(jī)安裝在塔里木60501鉆井隊(duì)鉆機(jī)上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，適應(yīng)多種復(fù)雜鉆井要求，當(dāng)年勝利完成任務(wù)，完鉆井深5649m，垂深5369m，水平位移550m，井斜角70度。該井在試驗(yàn)期間，起下鉆約50次，多次遇阻遇卡，利用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置均能順利通過。國產(chǎn)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的成就，宣告了我國DQ-60D型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置已研制成功，標(biāo)志著我國鉆機(jī)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了歷史性的階段跨越，我國已經(jīng)成為世界上第五個(gè)可以制造頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的國家。191997年4月樣機(jī)安裝在塔里木60501鉆井隊(duì)鉆機(jī)上進(jìn)行201997年12月國產(chǎn)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置通過了原中國石油天然氣總公司的鑒定，鑒定書中認(rèn)為：“該裝置是結(jié)合我國實(shí)際情況，參考國外技術(shù)，自行設(shè)計(jì)并研制成功的大型機(jī)電一體化設(shè)備，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并在總體技術(shù)上達(dá)到國外90年代先進(jìn)水平。”之后，該項(xiàng)目榮獲原中國石油天然氣總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。201997年12月國產(chǎn)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置通過了原中國石油天然21我國生產(chǎn)的DQ-60D型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，名義鉆井深度6000m；最大鉤載4500KN，動(dòng)力水龍頭最大扭矩40kN·m，轉(zhuǎn)速范圍0～183r/min，無級(jí)調(diào)速；直流電機(jī)最大輸出功率940kw；傾斜臂最大傾斜角，前傾30度，后傾15度；回轉(zhuǎn)半徑1350mm；最大卸扣扭矩80kN·m；上卸扣裝置夾持鉆桿范圍φ89~φ216mm（3.5～8.5in）。在工業(yè)試驗(yàn)中，經(jīng)歷了跳鉆、蹩鉆、劃眼等多種考驗(yàn)，表明DQ-60D型產(chǎn)品的性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。21我國生產(chǎn)的DQ-60D型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，名義鉆井深度622DQ-60D型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置采用直流電驅(qū)動(dòng)，故主軸可無級(jí)調(diào)速、扭矩可任意設(shè)定，其傾斜臂為雙向的，不僅可前傾到鼠洞抓取鉆桿或排放鉆桿；而且可實(shí)現(xiàn)后傾．在下鉆時(shí)，使2個(gè)吊卡交替應(yīng)用，非常方便。DQ-60D型產(chǎn)品采用了液壓驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)頭，而且是正反轉(zhuǎn)互鎖的?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，回轉(zhuǎn)頭與傾斜臂動(dòng)作協(xié)調(diào)，操作方便、快捷，而且實(shí)現(xiàn)了上卸扣機(jī)構(gòu)的動(dòng)作與回轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)互鎖，保證了工作安全。由于上述革新，使DQ-60D型產(chǎn)品較國外產(chǎn)品更進(jìn)一步發(fā)揮了頂部驅(qū)動(dòng)的優(yōu)越性，在鉆井遇阻、遇卡時(shí)，可迅速接上鉆具劃眼或倒劃眼，避免事故發(fā)生；在井噴、井涌時(shí)可迅速關(guān)閉內(nèi)防噴器，防止井噴；在鉆井時(shí)實(shí)施立根鉆井，提高鉆井速度，使我國DQ-60D型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置趕上了90年代同類產(chǎn)品的世界先進(jìn)水平。22DQ-60D型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置采用直流電驅(qū)動(dòng)，故主軸可無23國產(chǎn)頂驅(qū)現(xiàn)在我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)從3000m到12000m的頂驅(qū)裝置，其參數(shù)符合我國鉆機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)廠家：北京石油機(jī)械廠遼河天意石油裝備有限公司寶雞石油機(jī)械集團(tuán)大慶錦宏有限公司華北石油機(jī)械廠23國產(chǎn)頂驅(qū)現(xiàn)在我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)從3000m到12000m的24國產(chǎn)部分頂驅(qū)參數(shù)

24國產(chǎn)部分頂驅(qū)參數(shù)

253．主要組成頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)組成3.1鉆井馬達(dá)-水龍頭總成3.2鉆桿上卸扣裝置3.3導(dǎo)軌-導(dǎo)向滑車總成3.4控制系統(tǒng)253．主要組成頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)組成263.1鉆井馬達(dá)-水龍頭總成鉆井馬達(dá)是頂驅(qū)的主驅(qū)動(dòng)力，目前主要有液馬達(dá)頂驅(qū)、AC-SCR-DC頂驅(qū)和AC變頻頂驅(qū)等幾大類。但不管是哪一類，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的區(qū)別僅在于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的形式，在結(jié)構(gòu)組成上沒有根本性區(qū)別。該部分可分為：電機(jī)部分和水龍頭總成；

電機(jī)冷卻系統(tǒng)；平衡系統(tǒng)263.1鉆井馬達(dá)-水龍頭總成鉆井馬達(dá)是頂驅(qū)的主驅(qū)動(dòng)力，273.1.1電機(jī)部分和水龍頭總成該總成由系列部件組成：變速箱和中心管部分；整體式水龍頭總成；鉆井電機(jī)和制動(dòng)器273.1.1電機(jī)部分和水龍頭總成該總成由系列部件組成：28（1）

變速箱和

中心管總成該裝置包括：罩體；本體和傳動(dòng)箱；電機(jī)小齒輪（34齒）；復(fù)式齒輪（63×18齒）；大齒輪（102齒）；主驅(qū)動(dòng)軸；整體式水龍頭總成；

潤(rùn)滑系統(tǒng)。28（1）變速箱和

中心管總成該裝置包括：29變速箱總成雙級(jí)減速的單速斜齒齒輪傳動(dòng)可以提供由電機(jī)到主驅(qū)動(dòng)軸的10.5：1傳動(dòng)比。本體和齒輪箱蓋體將傳動(dòng)齒輪、主止推軸承和徑向軸承罩在其中。齒輪箱蓋體蓋住上調(diào)節(jié)軸承并支撐交流電機(jī)和電機(jī)罩。大齒輪聯(lián)接在主驅(qū)動(dòng)軸的承載臺(tái)肩上通過與主體和蓋體一體的加壓系統(tǒng)給齒輪和軸承提供潤(rùn)滑。本體和傳動(dòng)裝置部分形成一個(gè)密閉的潤(rùn)滑油室，潤(rùn)滑齒輪和軸承。油泵裝在傳動(dòng)箱內(nèi)，由液壓泵驅(qū)動(dòng)向齒輪供給潤(rùn)滑油。29變速箱總成雙級(jí)減速的單速斜齒齒輪傳動(dòng)可以提供由電機(jī)到主驅(qū)30（2）整體式水龍頭裝置主軸和鵝頸管之間裝有一標(biāo)準(zhǔn)沖管盤根總成，這樣就可以使鉆柱旋轉(zhuǎn)。沖管盤根總成由電機(jī)罩體支撐并同齒箱相連，以增加水平支撐。鍛制合金鋼水龍頭提環(huán)采用銷釘固定在主體上，并與標(biāo)準(zhǔn)鉆井大鉤相聯(lián)?？梢允褂眉娱L(zhǎng)的水龍頭提環(huán)，以便在鵝頸管和大鉤之間留出足夠空間，方便操作人員加裝電測(cè)盤根裝置。30（2）整體式水龍頭裝置主軸和鵝頸管之間裝有一標(biāo)準(zhǔn)沖管盤根31（3）鉆井電機(jī)和制動(dòng)器

TDS—11SA的動(dòng)力為兩臺(tái)350馬力或400馬力交流鉆井電機(jī)。電機(jī)并排垂直安裝在傳動(dòng)齒輪箱箱蓋上，箱蓋帶有一個(gè)經(jīng)過改裝的“D”型端面，從而使電機(jī)安裝時(shí)在不需加墊片或?qū)ｉT找中。每臺(tái)電機(jī)都有一個(gè)雙端軸，軸下端安裝傳動(dòng)小齒輪，而制動(dòng)器安裝在軸上端。31（3）鉆井電機(jī)和制動(dòng)器TDS—11SA的動(dòng)32VARCO電機(jī)結(jié)構(gòu)VARCO電機(jī)結(jié)構(gòu)32VARCO電機(jī)結(jié)構(gòu)VARCO電機(jī)結(jié)構(gòu)33交流電機(jī)及特性頂驅(qū)一般使用一臺(tái)或兩臺(tái)800馬力或400×2馬力交流電機(jī)，它們安裝在齒輪箱頂部，可保證井中心線與導(dǎo)軌之間的距離最短。鉆井電機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn)：☆

可靠性高；☆維護(hù)少；☆無污染；☆作業(yè)范圍大；☆滿鈕矩負(fù)荷時(shí)可以長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)；☆能過載150%，時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)1分鐘；☆無電火花。33交流電機(jī)及特性頂驅(qū)一般使用一臺(tái)或兩臺(tái)800馬力或400×34ＶＡＲＣＯ電驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)特性可采用三相600伏的交流電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，輸入頻率0-80赫茲。每臺(tái)電機(jī)需要1100立方英尺/分鐘的冷卻空氣。?使用兩臺(tái)400馬力交流電機(jī)（總計(jì)800馬力）和10.5：1齒輪傳動(dòng)比可在0到114轉(zhuǎn)/分鐘鉆柱轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供37500英尺?磅鈕矩；保持800馬力輸出功率，可在228轉(zhuǎn)/分鐘最大鉆桿轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生18250英尺?磅鈕矩。?使用兩臺(tái)300馬力交流電機(jī)（總計(jì)700馬力）和10.5：1齒輪傳動(dòng)比可在0到114轉(zhuǎn)/分鐘鉆柱轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供32500英尺?磅鈕矩；保持700馬力輸出功率，可在228轉(zhuǎn)/分鐘最大鉆桿轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生15100英尺?磅鈕矩。電機(jī)為開放式設(shè)計(jì)，可以讓冷卻空氣流經(jīng)電機(jī)內(nèi)部，能保證轉(zhuǎn)子有效地將熱量散放在冷卻空氣中。配備有：內(nèi)部溫度傳感器；雙層漆包線圈；升級(jí)型軸承/軸密封；錐形輸出軸。34ＶＡＲＣＯ電驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)特性可采用三相600伏的交流電機(jī)來驅(qū)35VARCO特性VARCO交流電機(jī)特性35VARCO特性VARCO交流電機(jī)特性36制動(dòng)器每臺(tái)電機(jī)頂部裝有兩個(gè)液壓盤式制動(dòng)器，通過制動(dòng)器外蓋周圍可打開的蓋子很容易檢查和維護(hù)制動(dòng)器。盤式夾緊制動(dòng)器可以在定向鉆井作業(yè)中輔助鉆柱定向。制動(dòng)器由司鉆控制臺(tái)遙控控制。36制動(dòng)器每臺(tái)電機(jī)頂部裝有兩個(gè)液壓盤式制動(dòng)器，通過制373.1.2電機(jī)冷卻系統(tǒng)

TDS—11SA的電機(jī)冷卻系統(tǒng)為一就地吸氣式的離心鼓風(fēng)機(jī)，配備有兩臺(tái)安裝在鉆井電機(jī)頂部的5馬力交流電電機(jī)。冷卻系統(tǒng)經(jīng)過制動(dòng)器抽進(jìn)空氣，經(jīng)過剛性氣道將空氣排送到每臺(tái)鉆井電機(jī)頂部的風(fēng)口。冷卻空氣然后通過開放型鉆井電機(jī)內(nèi)部，最后從電機(jī)底部的百葉窗風(fēng)口排出。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)保證了強(qiáng)制通風(fēng)的可靠性。373.1.2電機(jī)冷卻系統(tǒng)TDS—11SA的電383.1.3平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)的功能相當(dāng)于大鉤補(bǔ)償彈簧，可防止在使用頂驅(qū)上卸鉆桿時(shí)損壞接頭絲扣。它兩個(gè)液缸及連接元件、液壓蓄能器和液壓管匯組成。液缸安裝在整體式水龍頭吊環(huán)和大鉤吊耳之間。與液壓蓄能器相連。蓄能器可保持一個(gè)預(yù)設(shè)的壓力，其值由液壓控制系統(tǒng)主管匯中的平衡回路預(yù)先設(shè)定。司鉆控制臺(tái)上的遙控閥可以操作液缸伸縮以輔助頂驅(qū)拆卸和安裝。383.1.3平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)的功能相當(dāng)于大鉤補(bǔ)償393.2滑動(dòng)架和導(dǎo)軌TDS—11SA鉆井系統(tǒng)借助于與齒輪箱相連的滑動(dòng)架沿懸立式導(dǎo)軌游動(dòng)。導(dǎo)軌懸掛在天車，并一直延伸到距鉆臺(tái)不到7英尺處。在此，與安裝在井架下部的扭矩反作用梁相聯(lián)。鉆井扭矩通過滑動(dòng)架作用到導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌可分成20英尺一段（132磅/英尺）并懸掛于天車的孔板眼內(nèi)。導(dǎo)軌各段用銷子固定在一起，為方便安裝多采用鉸接連接。可以在鉆臺(tái)上依次聯(lián)結(jié)起來，然后用絞車將導(dǎo)軌整體吊起與天車聯(lián)接。393.2滑動(dòng)架和導(dǎo)軌TDS—11SA鉆井系統(tǒng)借助于與40滑動(dòng)架和導(dǎo)軌滑動(dòng)架和導(dǎo)軌40滑動(dòng)架和導(dǎo)軌滑動(dòng)架和導(dǎo)軌413.3管子處理裝置

管子處理裝置由以下重要部件組成：（1）動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭/吊環(huán)聯(lián)接環(huán)；（2）雙向吊環(huán)傾斜裝置；（3）承載法蘭盤；（4）遙控式上內(nèi)防噴閥啟動(dòng)器；（5）鈕矩背鉗。413.3管子處理裝置管子處理裝置由以下重要部件組成：42管子處理裝置管子處理裝置42管子處理裝置管子處理裝置433.3.1動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭和旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭/旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)作用是當(dāng)起鉆或吊環(huán)傾斜裝置定位、鉆桿處理裝置隨鉆柱部件一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，使液壓管匯能保持連通動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭/吊環(huán)聯(lián)接環(huán)有一個(gè)液壓泵，可以雙向旋轉(zhuǎn)。液壓泵由司鉆控制臺(tái)上的電磁閥操縱。液壓泵可驅(qū)動(dòng)裝在旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)頂部的定位齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在作業(yè)和制動(dòng)過程中，管子處理裝置通過選定夾緊方式將旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)鎖定于24個(gè)刻度的任一刻度位置。當(dāng)液壓泵停止工作時(shí)，吊環(huán)聯(lián)接環(huán)能自由旋轉(zhuǎn)。吊環(huán)傾斜裝置液缸和扭矩平衡架懸掛在旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)上。吊環(huán)聯(lián)接環(huán)連在主軸底座上，主軸內(nèi)的液壓通路與旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)的相應(yīng)液壓油通道相連。液壓油沿主軸的導(dǎo)流槽，供給管子處理裝置的啟動(dòng)器。無論旋轉(zhuǎn)還是處于任意靜止?fàn)顟B(tài)，液壓油都可在兩個(gè)部件之間流動(dòng)。433.3.1動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭和旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭/旋轉(zhuǎn)吊環(huán)44動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭和

旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭和旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)44動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭和

旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭和旋轉(zhuǎn)吊環(huán)聯(lián)接環(huán)453.3.2雙向吊環(huán)傾斜裝置

吊環(huán)傾斜裝置由兩個(gè)液缸組成，并通過夾緊裝置提升能力為350噸的吊卡吊環(huán)相連。液缸的閂鎖限制了吊卡只能移動(dòng)到井架工的位置，井架工位置可調(diào)。松開閂鎖，可將吊卡移動(dòng)到小鼠洞位置。司鉆控制臺(tái)上有一個(gè)3擋開關(guān)來操縱吊環(huán)傾斜器。當(dāng)置于TILT（傾斜）檔，吊環(huán)向前移至小鼠洞或井架工位置；當(dāng)置于DRILL（鉆井）檔，吊環(huán)向后傾斜，脫離鉆桿并提升吊卡，便于鉆進(jìn)到鉆臺(tái)面。有一個(gè)單獨(dú)的浮動(dòng)開關(guān)可用于自由懸掛吊環(huán)。吊環(huán)可以停留在任一中間位置。操縱司鉆臺(tái)的FLOAT鈕，吊環(huán)可以復(fù)位到井中心位置。453.3.2雙向吊環(huán)傾斜裝置吊環(huán)傾斜裝置由兩個(gè)液缸組成46雙向吊環(huán)傾斜裝置雙向吊環(huán)傾斜裝置46雙向吊環(huán)傾斜裝置雙向吊環(huán)傾斜裝置473.3.3承載法蘭盤吊卡提升的載荷由吊卡經(jīng)吊環(huán)傳遞到安裝在主軸的承載法蘭盤上。473.3.3承載法蘭盤吊卡提升的載荷由吊卡經(jīng)吊環(huán)傳遞到安裝483.3.4遙控上內(nèi)防噴閥啟動(dòng)器兩個(gè)球型內(nèi)防噴閥為全尺寸、內(nèi)開口安全閥。遙控式上閥和手動(dòng)式下閥構(gòu)成了井控系統(tǒng)。額定工作壓力15000psi。司鉆控制臺(tái)有一個(gè)兩檔開關(guān)操縱上內(nèi)防噴閥的開啟和關(guān)閉。483.3.4遙控上內(nèi)防噴閥啟動(dòng)器兩個(gè)球型內(nèi)防噴閥為全尺寸493.3.5扭矩背鉗扭矩背鉗安裝在保護(hù)接頭下臺(tái)肩的下方，包括兩個(gè)鑲塊夾爪和一個(gè)夾緊液缸，當(dāng)與保護(hù)接頭相連時(shí)，夾緊鉆柱母扣端。懸掛于旋轉(zhuǎn)吊環(huán)吊卡的扭矩平衡架上來支撐扭矩背鉗液缸。液缸與扭矩平衡架之間采用柔性連接，可以上下移動(dòng)，方便松緊扣和在上卸扣時(shí)承受反作用扭矩。493.3.5扭矩背鉗扭矩背鉗安裝在保護(hù)接頭下臺(tái)肩的下方，503.4頂驅(qū)的控制系統(tǒng)

頂驅(qū)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，如正常鉆進(jìn)時(shí)，要控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，必要時(shí)還要?jiǎng)x住鉆柱，在時(shí)還可能要關(guān)閉防噴器；起下鉆時(shí)，要完成夾緊、上卸扣、吊環(huán)旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)等動(dòng)作，同時(shí)還要有保護(hù)系統(tǒng)以保證系統(tǒng)正常工作，還要防止誤操作等。因此頂驅(qū)的控制是非常復(fù)雜的，目前采用的是電、液聯(lián)合控制（或電氣液聯(lián)合控制）。503.4頂驅(qū)的控制系統(tǒng)頂驅(qū)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，如正常鉆進(jìn)51頂驅(qū)的控制系統(tǒng)

組成液壓控制系統(tǒng)頂驅(qū)司鉆臺(tái)控制柜51頂驅(qū)的控制系統(tǒng)組成523.4.1液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)完全安裝頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，可提供全部液壓動(dòng)力，這樣就不需要其它的液壓管匯。液壓控制系統(tǒng)由性能可靠的標(biāo)準(zhǔn)件組成，用來控制和操作下列裝置：平衡系統(tǒng)；交流電機(jī)制動(dòng)器；潤(rùn)滑系統(tǒng)；動(dòng)力旋轉(zhuǎn)頭；遙控式內(nèi)防噴閥；扭矩背鉗；吊環(huán)傾斜裝置523.4.1液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)完全安裝頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5353液壓系統(tǒng)液壓油濾子平衡系統(tǒng)儲(chǔ)能器上IBOP延時(shí)儲(chǔ)能器齒輪油濾子油壓開關(guān)系統(tǒng)儲(chǔ)能器IBOP壓力開關(guān)上IBOP執(zhí)行液缸平衡系統(tǒng)閥塊主液壓系統(tǒng)閥塊吊環(huán)閥塊吊環(huán)液缸平衡液缸液壓油箱旋轉(zhuǎn)頭馬達(dá)和鎖銷總成電機(jī)和泵總成液壓電機(jī)10hp,1,800rpm油箱容量25加侖特性5353液壓系統(tǒng)液壓油濾子平衡系統(tǒng)儲(chǔ)能器上IBOP延時(shí)儲(chǔ)能器54液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)54液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)55液壓控制系統(tǒng)備有一臺(tái)功率為10馬力、轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘的交流電機(jī)，以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)液壓泵。用一臺(tái)固定排量式泵驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，而用一臺(tái)可變排量式泵驅(qū)動(dòng)其它裝置。整體式液壓閥匯安裝在頂驅(qū)本體上，其中裝有各種電磁閥、壓力控制閥和流量控制閥。液壓油貯存在一個(gè)無縫不銹鋼油缸內(nèi)。這樣，鉆機(jī)搬遷時(shí)，不需要將液壓油抽干和重新加滿。油缸安裝在兩臺(tái)鉆井電機(jī)之間，配有過濾器和油面觀測(cè)計(jì)。內(nèi)防噴閥、壓力控制閥和平衡系統(tǒng)均由液動(dòng)-氣動(dòng)蓄能器來啟動(dòng)。55液壓控制系統(tǒng)備有一臺(tái)功率為10馬力、轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分563.4.2頂驅(qū)司鉆控制臺(tái)司鉆控制臺(tái)由300號(hào)不銹鋼制成，采用全尺寸油密開關(guān)和指示燈。可以進(jìn)行內(nèi)加壓爆，以滿足危險(xiǎn)地區(qū)作業(yè)的需要。Varco公司還能按照用戶要求提供帶Pyle-National快速接頭的控制臺(tái)。563.4.2頂驅(qū)司鉆控制臺(tái)司鉆控制臺(tái)由300號(hào)不銹鋼制成57頂驅(qū)司鉆控制臺(tái)司鉆控制臺(tái)還具備能與其它控制系統(tǒng)直接配套的控制手段。司鉆控制臺(tái)還可通過安裝在環(huán)境受到控制的變頻房中的司鉆PLC控制盤與變頻器和頂驅(qū)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和操作命令的交換57頂驅(qū)司鉆控制臺(tái)司鉆控制臺(tái)還具備能與其它控制系統(tǒng)直接配套的58頂驅(qū)司鉆控制臺(tái)寶雞TRSCO司鉆控制臺(tái)58頂驅(qū)司鉆控制臺(tái)寶雞593.4.3交流電機(jī)控制系統(tǒng)控制柜中主要有大功率變頻裝置、PLC控制器等組成，用以完成對(duì)頂驅(qū)的全面控制。593.4.3交流電機(jī)控制系統(tǒng)控制柜中主要有大功率變頻裝置60ＶＡＲＣＯ控制交流變頻驅(qū)動(dòng)最大的優(yōu)點(diǎn)之一是轉(zhuǎn)速和鈕矩能夠得到高質(zhì)量的控制，使操作人員能在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)準(zhǔn)確地控制鉆桿轉(zhuǎn)速60ＶＡＲＣＯ控制交流變頻驅(qū)動(dòng)最大的優(yōu)點(diǎn)之一是轉(zhuǎn)速和613.5頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)可完成鉆井、倒劃眼、接鉆桿、循環(huán)鉆井液、下套管等各種鉆井操作。613.5頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)可完成鉆井、倒劃眼623.5.1鉆進(jìn)1.接立根鉆進(jìn)

接立根鉆進(jìn)是TDS常用的鉆進(jìn)方式。采用立根鉆進(jìn)的場(chǎng)合很多。對(duì)鉆叢式井的滑軌鉆機(jī)和可帶立根移動(dòng)的鉆機(jī)，鉆桿立根可排放在井架上不動(dòng)，留待下一口井接立根鉆進(jìn)使用。如沒有現(xiàn)存的立根，推薦采用下面兩種方法：第一種方法是下鉆時(shí)在井架內(nèi)留下一部分立根，接單根下鉆到底，留下的立根數(shù)量應(yīng)足以鉆完預(yù)計(jì)的鉆頭進(jìn)尺；第二種方法在鉆進(jìn)期間或鉆機(jī)空閑時(shí)，在小鼠洞內(nèi)接好立根。為安全起見，小鼠洞最好要垂直，以保證在垂直平面內(nèi)對(duì)扣，簡(jiǎn)化接單根程序。應(yīng)注意單根只要旋進(jìn)鉆柱母扣既可，因?yàn)轫敳框?qū)動(dòng)電機(jī)還要施加緊扣鈕矩上緊接頭。623.5.1鉆進(jìn)1.接立根鉆進(jìn)631.接立根鉆進(jìn)1.接立根鉆進(jìn)631.接立根鉆進(jìn)1.接立根鉆進(jìn)642.接單根鉆進(jìn)通常有兩種情況需要接單根鉆進(jìn)。一種是新井鉆井，井架上沒有接好的立根；另一種是用井下動(dòng)力馬達(dá)造斜時(shí)，每30英尺必須測(cè)斜一次。642.接單根鉆進(jìn)通常有兩種情況需要接單根鉆進(jìn)。一種是新653.倒劃眼頂驅(qū)可以倒劃眼，來防止鉆柱粘卡和減少井下鍵槽卡鉆，倒劃眼并不影響正常起下鉆排放立根。這是因?yàn)轫敳框?qū)動(dòng)和背鉗能在井架內(nèi)卸開93英尺立根。653.倒劃眼頂驅(qū)可以倒劃眼，來防止鉆柱粘卡和減663.5.2井控程序頂驅(qū)可在井架任一高度與鉆柱連接。鉆進(jìn)時(shí)，遙控式上內(nèi)防噴閥總是接在鉆柱中，一旦需要即可立即投入使用。下內(nèi)防噴閥需用扳手手動(dòng)操作，除此之外它與上內(nèi)防噴閥相同。兩個(gè)防噴閥始終接在鉆柱上，因此，只要頂驅(qū)與鉆桿相連，內(nèi)防噴閥就能馬上投入使用。為了將井控設(shè)備接到鉆柱上，打開背鉗液缸，將反扭矩架提離鉆柱。將下防噴閥拆離上防噴閥后，下防噴閥仍接在鉆柱上以便采取井控措施，頂驅(qū)使用轉(zhuǎn)換接頭連接鉆柱和下防噴閥。663.5.2井控程序頂驅(qū)可在井架任一高度與鉆柱連接。鉆進(jìn)時(shí)67二、井控程序井控程序67二、井控程序井控程序68二、井控程序井控程序68二、井控程序井控程序694.頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的特點(diǎn)頂驅(qū)將動(dòng)力向上放置，取消了方鉆桿，增加鉆進(jìn)過程的活動(dòng)空間。起升、旋轉(zhuǎn)、循環(huán)三大工作系統(tǒng)可以同時(shí)工作，豐富了鉆井操作。694.頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的特點(diǎn)70頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的特點(diǎn)頂驅(qū)的主要優(yōu)越性在起下鉆及遇阻遇卡時(shí)，能及時(shí)旋轉(zhuǎn)鉆桿和循環(huán)泥漿。既提高了井眼質(zhì)量，又減少了事故發(fā)生?？山恿⒏@井，減少三分之二的泥漿循環(huán)時(shí)間，明顯提高鉆井效率。吊環(huán)前后傾斜、旋轉(zhuǎn)，上卸扣動(dòng)作全部由電液控制來實(shí)現(xiàn)，可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，自動(dòng)化程度高?？呻S時(shí)關(guān)閉內(nèi)防噴器，提高了鉆井作業(yè)的安全性。鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)盤不旋轉(zhuǎn)，鉆臺(tái)操作更安全。據(jù)國外測(cè)算，比常規(guī)鉆井方式提高效率15~30%70頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的特點(diǎn)頂驅(qū)的主要優(yōu)越性714.1節(jié)省接單根時(shí)間立根鉆進(jìn)利用轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，方鉆桿一面被轉(zhuǎn)盤推動(dòng)旋轉(zhuǎn)，一方面又可通過轉(zhuǎn)盤上的方補(bǔ)心向下送進(jìn)。方鉆桿長(zhǎng)約9m，故方鉆桿鉆完一根桿長(zhǎng)行程后，就需將它取下再接一單根才能繼續(xù)鉆進(jìn)。而頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置不使用方鉆桿，不受方鉆桿長(zhǎng)度約束，也就避免了鉆進(jìn)9m左右接一單根的麻煩。代之而起的是利用立根鉆進(jìn)。這種使用立根鉆進(jìn)的能力大大節(jié)省了接單根的時(shí)間。714.1節(jié)省接單根時(shí)間立根鉆進(jìn)72在定向井中，由于采用立柱鉆進(jìn)，減少了每次接單根后重新調(diào)整工具面角的時(shí)間。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的馬達(dá)為無級(jí)調(diào)速，可達(dá)到與井底導(dǎo)向馬達(dá)、MWD、高效能鉆頭的最佳配合，以提高機(jī)械轉(zhuǎn)速，準(zhǔn)確控制井眼軌跡。在取心鉆進(jìn)中，用立柱鉆進(jìn)省去了許多復(fù)雜的操作，提高了取心收獲率。國內(nèi)外大量的實(shí)踐說明，采用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置可減少鉆井時(shí)間10％～30％。72在定向井中，由于采用立柱鉆進(jìn)，減少了每次接單根后重新調(diào)整734.2倒劃眼防止卡鉆由于具有可使用28m立根倒劃眼的能力，所以該裝置可在不增加起鉆時(shí)間的前提下，順利的循環(huán)和旋轉(zhuǎn)鉆具提出井眼。鉆桿上卸扣裝置可以在井架中間卸扣，使整個(gè)立根排放在井架上。在定向鉆井中，它具有的倒劃眼起鉆能力可以大幅度地減少起鉆總時(shí)間。734.2倒劃眼防止卡鉆744.3下鉆劃眼該裝置具有不接方鉆桿鉆過砂橋和縮徑點(diǎn)的能力。下鉆中接水龍頭和方鉆桿劃眼需要時(shí)間做準(zhǔn)備工作，而鉆井人員往往忽視時(shí)間的重要性導(dǎo)致卡鉆事故的發(fā)生。使用TDS下鉆時(shí)，可在數(shù)秒內(nèi)接好鉆柱，然后立即劃眼。這樣不花費(fèi)時(shí)間，也沒有多余的工作要做，從而減少卡鉆的危險(xiǎn)。744.3下鉆劃眼754.4節(jié)省定向鉆進(jìn)時(shí)間該裝置可以通過28m立根循環(huán)，相應(yīng)減少井下馬達(dá)定向時(shí)間。754.4節(jié)省定向鉆進(jìn)時(shí)間764.5人員安全TDS可減少接單根次數(shù)2/3，從而大大的降低事故發(fā)生率。接單根時(shí)只需要打背鉗。此外，鉆桿上卸扣裝置總成上的傾斜裝置可以使吊環(huán)、吊卡向下擺至小鼠洞或向上至二層臺(tái)指梁，大大減少了作業(yè)者工作的危險(xiǎn)程度。764.5人員安全774.6井下安全在起下鉆遇阻、遇卡時(shí)，管子處理裝置可以在任何位置相接，開泵循環(huán)，進(jìn)行立柱劃眼作業(yè)。采用方鉆桿與轉(zhuǎn)盤時(shí)，就得卸掉l～2個(gè)單根，接方鉆桿劃眼，每次只能劃1個(gè)單根。在大位移井接單根劃眼、卡鉆、憋泵的危險(xiǎn)性較大，特別在上提遇卡，下放遇阻時(shí)，很難接方鉆桿循環(huán)、如使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，很容易在任何位置立即進(jìn)行循環(huán)，大大減少了卡鉆等復(fù)雜情況。在下套管遇阻時(shí)，可迅速接上大小頭，邊循環(huán)邊旋轉(zhuǎn)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)套管居中。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置內(nèi)防噴閥及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在發(fā)現(xiàn)并涌時(shí)可立即執(zhí)行井控動(dòng)作，其作用類似于方鉆桿旋塞。774.6井下安全在起下鉆遇阻、遇卡時(shí)，管子處理裝置可以在784.7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)。這樣也達(dá)到了用好鉆柱和延長(zhǎng)鉆柱使用壽命的目的。784.7設(shè)備安全794.8井控安全在不穩(wěn)定井眼中采用TDS起鉆時(shí)，關(guān)泵停止循環(huán)，同時(shí)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置主軸與鉆柱分離。在用吊卡提升鉆柱的過程中，若發(fā)現(xiàn)井下異常，例如出現(xiàn)井噴征兆，需要接泵循環(huán)，鉆桿上卸扣裝置可在井架任何高度將主軸插人鉆柱，數(shù)秒內(nèi)遙控完成旋扣和緊扣，恢復(fù)循環(huán)。雙內(nèi)防噴器可安全控制鉆柱內(nèi)壓力。當(dāng)在一不穩(wěn)定油井里進(jìn)行提升作業(yè)時(shí)，采用頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上扣連接和遠(yuǎn)距離循環(huán)遙控，立根排放器在數(shù)秒中之內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)水龍頭中心管的輸出端同鉆柱在任一位置的快速對(duì)接。對(duì)鉆柱防噴閥能夠保持對(duì)鉆柱內(nèi)部壓力的安全控制。794.8井控安全在不穩(wěn)定井眼中采用TDS起鉆時(shí)，關(guān)泵停止804.9便于維修鉆井馬達(dá)清晰可見，因此比單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的馬達(dá)更易維修。單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的馬達(dá)常常覆蓋著泥漿，位于鉆臺(tái)下方看不見。熟練的現(xiàn)場(chǎng)人員約12h就可將其組裝、拆卸。整個(gè)系統(tǒng)由安裝在司鉆面前的控制盤控制，故操作方便、簡(jiǎn)單、可靠。804.9便于維修814.10使用常規(guī)水龍頭部件頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置使用常規(guī)的水龍頭止推軸承和沖管密封盤根?，F(xiàn)場(chǎng)更換維修沒有提高。814.10使用常規(guī)水龍頭部件824.11下套管頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置可采用常規(guī)方法下套管。在套管和主驅(qū)動(dòng)軸之間加入一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭（又稱大小頭）就可在套管中進(jìn)行壓力循環(huán)，無須再接入鋼制水龍頭旋轉(zhuǎn)接頭。套管可以旋轉(zhuǎn)和循環(huán)入井，從而減少縮徑井段的摩阻力，這樣套管就容易通過井徑縮小的井眼。824.11下套管834.12取心能夠連續(xù)取心鉆進(jìn)28m，取心中間不需接單根。這樣可以提高取心收獲率，減少起鉆次數(shù)，與傳統(tǒng)的取心作業(yè)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，污染小，質(zhì)量高。834.12取心844.13使用靈活頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置使鉆機(jī)具有前所未有的靈活性，可以下入打撈工具、完井工具和其他設(shè)備，既可正轉(zhuǎn)又可反轉(zhuǎn)。844.13使用靈活854.14節(jié)約泥漿在上部?jī)?nèi)防噴器球閥下面接有泥漿截流閥，截流閥起保留鉆井液的作用。常規(guī)鉆井中，鉆井液滯留在方鉆桿中，卸扣后溢出漏失，除非花時(shí)間手動(dòng)操作泥漿截流閥才能止流。854.14節(jié)約泥漿864.15便于拆下VarcoBJ頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置很容易拆下，如果需要的話，不必將它從導(dǎo)軌上移下即可拆下其它設(shè)備。電、液、氣管線不需拆卸。864.15便于拆下874.16內(nèi)部防噴器功能該裝置具有內(nèi)部防噴器的功能，起鉆時(shí)如有井噴跡象，可由司鉆遙控鉆桿上卸扣裝置，迅速實(shí)現(xiàn)水龍頭與鉆桿柱的連接，循環(huán)鉆井液壓井，避免事故發(fā)生，這是因?yàn)樗堫^在起鉆時(shí)不必拆下。874.16內(nèi)部防噴器功能88

4.17其它優(yōu)點(diǎn)交流馬達(dá)除了比直流馬達(dá)輕以外，由于沒有電刷、刷狀齒輪和整流子，因此，降低了保養(yǎng)費(fèi)用。另外，交流馬達(dá)里沒有放電裝置。884.17其它優(yōu)點(diǎn)交流馬達(dá)除了比直流馬達(dá)輕以外，由于沒89采用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是在水平鉆井中體現(xiàn)出來。這向操作者和承包商提出了挑戰(zhàn)。由于油井越鉆越深，選擇合適的方法進(jìn)行鉆井和起下作業(yè)變得尤為重要。鉆桿進(jìn)入水平段越深，所受的摩擦力越大，在這種情況下，采用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)進(jìn)行立根操作的優(yōu)點(diǎn)變的更加明顯，主要表現(xiàn)在能使鉆桿盡可能光滑和快速的通過這些橫向截面。89采用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是在水平鉆井中體現(xiàn)出來。這90大港油田在張巨河灘海地區(qū)鉆的張17-1、張19-l和張18-30大位移井，其中后2口井在同一井場(chǎng)，張17-1和張19-1并采用轉(zhuǎn)盤鉆施工，張18-30井采用頂部驅(qū)動(dòng)裝置施工。在條件基本相同的情況下，用轉(zhuǎn)盤鉆施工的2口井平均機(jī)械轉(zhuǎn)速不到9m/h，且都發(fā)生過卡鉆事故。而用頂部驅(qū)動(dòng)裝置施工的井，平均機(jī)械鉆速為12.68m/h，全沒有發(fā)生過井下事故。90大港油田在張巨河灘海地區(qū)鉆的張17-1、張19-l和張191中原油田在橋口地區(qū)部署的兩口滾動(dòng)開發(fā)井橋72、橋73同時(shí)開鉆，橋72井采用上海三高公司的50D新鉆機(jī)完井深度4580m，鉆井周期50天，而橋73井由于施工中采用了頂驅(qū)，僅用了37天8小時(shí)就完成了4482m的設(shè)計(jì)井深，比橋72井提前13天完鉆，扣除多鉆100m的三天時(shí)間，橋73與橋72相比較，節(jié)約了近9天的鉆井時(shí)間。91中原油田在橋口地區(qū)部署的兩口滾動(dòng)開發(fā)井橋72、橋73同時(shí)925．參數(shù)評(píng)價(jià)5.1最大鉤載與最大鉆柱重量5.2公制單位與英制單位5.3等功率與等扭矩5.4頂驅(qū)參數(shù)意義925．參數(shù)評(píng)價(jià)935.1最大鉤載與最大鉆柱重量TDS-11SA935.1最大鉤載與最大鉆柱重量94最大鉤載與最大鉆柱重量最大鉤載——使用于下套管、解卡符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（國標(biāo)、API、ISO）最大鉆柱重量

——使用于正常鉆進(jìn)、起下鉆94最大鉤載與最大鉆柱重量最大鉤載95石油鉆機(jī)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB1806-79石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)GB1806-86石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)SY/T5609-93石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)SY/T5609-1999石油鉆機(jī)型式與基本參數(shù)GB/T23505-2009石油鉆機(jī)和修井機(jī)95石油鉆機(jī)的國家標(biāo)準(zhǔn)96GB/T23505-2009石油鉆機(jī)和修井機(jī)GB/T23505-2009石油鉆機(jī)和修井機(jī)96GB/T23505-2009石油鉆機(jī)和修井機(jī)GB/T2975.2公制單位與英制單位英寸1in=25.4mm英尺1ft=12in磅1lb=0.4536kg短噸1st=2000lb1st=907.2kg=0.9072t（噸）API標(biāo)準(zhǔn)采用英制單位975.2公制單位與英制單位英寸1in=25.98TDS-11SATDS-11SA500st450t350st315t98TDS-11SATDS-11SA995.3恒功率與恒扭矩TDS-11SA連續(xù)轉(zhuǎn)速連續(xù)扭矩995.3恒功率與恒扭矩TDS-11SA100恒功率與恒扭矩n1-電機(jī)額定轉(zhuǎn)速n2-電機(jī)超頻轉(zhuǎn)速（功率不降）n1-n2恒功率區(qū)間N=Mω100恒功率與恒扭矩n1-電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1015．4頂驅(qū)參數(shù)意義TDS-11SA技術(shù)參數(shù)特性曲線1015．4頂驅(qū)參數(shù)意義TDS-11SA102TDS-11SA特性曲線間歇扭矩制動(dòng)扭矩鉆井扭矩102TDS-11SA特性曲線間歇扭矩1036．設(shè)計(jì)制造中的一些問題6.1基本特點(diǎn)6.2散熱問題6.3頂驅(qū)制動(dòng)6.4上卸扣的位移補(bǔ)償6.5管柱聯(lián)接問題6.6頂驅(qū)安裝6.7下套管1036．設(shè)計(jì)制造中的一些問題6.1基本特點(diǎn)1046.1基本特點(diǎn)（1）功率密度大（2）功能齊全（3）系統(tǒng)復(fù)雜1046.1基本特點(diǎn)1056.2散熱問題大的功率密度，獨(dú)立的散熱系統(tǒng)1056.2散熱問題1066.3頂驅(qū)制動(dòng)制動(dòng)電機(jī)，液控盤式剎車1066.3頂驅(qū)制動(dòng)1076.4上卸扣的位移補(bǔ)償平衡缸浮動(dòng)支承1076.4上卸扣的位移補(bǔ)償1086.5管柱聯(lián)接問題內(nèi)防噴器旋向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償1086.5管柱聯(lián)接問題1096.6頂驅(qū)安裝導(dǎo)軌安裝與連接，夾板，螺栓，焊接1096.6頂驅(qū)安裝1106.7下套管可同時(shí)循環(huán)泥漿，連接與密封1106.7下套管1117.頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)7.1一般經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)7.2有形鉆井操作與無形鉆井操作評(píng)價(jià)1117.頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)1127.1一般經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)（1）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置和常規(guī)鉆進(jìn)設(shè)備的比較（2）使用頂驅(qū)與未使用頂驅(qū)其輔助工時(shí)的比較1127.1一般經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)113（1）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置和常規(guī)鉆進(jìn)設(shè)備的比較

1.鉆井效率明顯提高

1）從鉆井到起下鉆或起下鉆恢復(fù)鉆進(jìn)狀態(tài)下，鉆井裝置不存在常規(guī)鉆機(jī)的上、卸扣水龍頭和造成的時(shí)間損失。

2）不存在常規(guī)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤方補(bǔ)心蹦出所造成的停工。

3）不用鉆鼠洞。

4）定向鉆井時(shí)，以整個(gè)立柱底端連接上扣，從而減少了常規(guī)鉆井接單根上提鉆柱需從新定工具面角的時(shí)間。

5）在井下純作業(yè)時(shí)間更多，上扣、起下鉆、測(cè)量和其它非純鉆業(yè)時(shí)間減少。113（1）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置和常規(guī)鉆進(jìn)設(shè)備的比較1.鉆井114

2．立柱鉆進(jìn)節(jié)省大量時(shí)間

1）減少了坍塌頁巖層擴(kuò)眼或清洗井底的時(shí)間。2）在擴(kuò)眼和套管下擴(kuò)眼作業(yè)中，減少了鉆進(jìn)時(shí)間。

3）在井徑不足需擴(kuò)眼或首次下入足尺寸穩(wěn)定器進(jìn)行擴(kuò)眼時(shí)，減少了鉆井時(shí)間。

4）在同一平臺(tái)鉆叢式井，不用甩鉆具或卸立柱。

5）不需換單根就能回收最大長(zhǎng)度的巖心。

6）定向鉆井時(shí)，每次連接立柱后減少了定向時(shí)間。1142．立柱鉆進(jìn)節(jié)省大量時(shí)間115

3．連續(xù)旋轉(zhuǎn)和循環(huán)降低風(fēng)險(xiǎn)

1）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置鉆井最重要的特征就是能夠整立柱劃眼或倒劃眼，連續(xù)旋轉(zhuǎn)和開泵循環(huán)，連續(xù)旋轉(zhuǎn)意味著能大大降低定向井或水平井中起出或下入鉆柱時(shí)的摩阻。

2）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置允許使用較少、也許較便宜的潤(rùn)滑劑、鉆井液或添加劑。

3）由于減少使用粘土，使其顆粒較少進(jìn)入產(chǎn)層而降低對(duì)地層的損害。

4）減少了鉆柱或昂貴的井下工具卡鉆的機(jī)率。1153．連續(xù)旋轉(zhuǎn)和循環(huán)降低風(fēng)險(xiǎn)1164．在鉆臺(tái)任何位置上可換立柱，有利于井控1）由于可在井架任何位置把內(nèi)防噴閥接上，司鉆在任何時(shí)候都可進(jìn)行有效的井控。2）當(dāng)井眼遇到問題時(shí)，可立刻實(shí)施鉆柱旋轉(zhuǎn)和井內(nèi)循環(huán)。3）鉆柱被卡時(shí)，可消除鉆臺(tái)卸方鉆桿的危險(xiǎn)性作業(yè)程序。1164．在鉆臺(tái)任何位置上可換立柱，有利于井控117

5．安全性提高

1）絕大多數(shù)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置實(shí)施上扣和卸扣，這樣，減少了使用大鉗和鏈鉗的危險(xiǎn)性。

2）有些頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置具有“伸長(zhǎng)”功能，管子處理機(jī)采用液壓活塞和遙控啟動(dòng)提升機(jī)將鉆機(jī)和鉆挺吊往于“V”型門和二層臺(tái)，這就減少了笨重的工作，提高了管子裝卸的安全性。

3）司鉆操作自動(dòng)吊卡，從而消除了人工操作吊卡常出現(xiàn)的事故。1175．安全性提高118

4）在欠平衡作業(yè)期間，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置通過降低BOP磨損，允許BOP旋轉(zhuǎn)頭封閉圓形管柱而不是六角方鉆桿，從而提高了作業(yè)的安全性。

5）在井架任何高度位置都可把井控設(shè)備安裝在鉆柱上，以循環(huán)鉆井液，這樣就大大提高了井控能力。

6）有些頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置上可遙控內(nèi)防噴閥，防止了泥漿濺落到鉆臺(tái)上。

7）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)允許井隊(duì)“自動(dòng)作業(yè)”，因?yàn)槎鄶?shù)管子裝卸機(jī)功能可在司鉆臺(tái)遙控作業(yè)。1184）在欠平衡作業(yè)期間，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置通過降低BO119通過對(duì)比可以看出，在高效、安全、風(fēng)險(xiǎn)、井控、純鉆進(jìn)時(shí)間等主要方面，使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置明顯優(yōu)于常規(guī)設(shè)備鉆井。119通過對(duì)比可以看出，在高效、安全、風(fēng)險(xiǎn)、井控、純鉆進(jìn)時(shí)120（2）使用頂驅(qū)與未使用頂驅(qū)其輔助工時(shí)的比較對(duì)利用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置作業(yè)和不用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置而進(jìn)行輔助作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性加以對(duì)比研究。圖7-1普通鉆井作業(yè)時(shí)間分配表圖7－2利用頂驅(qū)后鉆井時(shí)間分配120（2）使用頂驅(qū)與未使用頂驅(qū)其輔助工時(shí)的比較對(duì)利用頂部121把鉆井活動(dòng)分成三大部分，說明使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置和不使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置時(shí)的時(shí)間分配，圖中說明在普通鉆井作業(yè)中井下鉆井作業(yè)占用約40％的時(shí)間。其它時(shí)間用于起下鉆或非鉆井生產(chǎn)時(shí)間，它包括鉆機(jī)搬遷、維修、測(cè)量、測(cè)井、固井、候凝、安裝防噴器、回堵等。121把鉆井活動(dòng)分成三大部分，說明使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置和不使122由于頂驅(qū)的使用，提高了機(jī)械鉆速，節(jié)約了鉆井時(shí)間，鉆井施工中純鉆井所用時(shí)間從40％降到了30%或更少，起下鉆和非鉆井生產(chǎn)時(shí)間所占的比例相應(yīng)的增加了。頂驅(qū)的使用雖然減少了起下鉆的時(shí)間，但相對(duì)于整個(gè)鉆井施工來說，由于純鉆井時(shí)間的減少，節(jié)約了整個(gè)鉆井施工時(shí)間，起下鉆在鉆井施工中所占的比例卻增加了。122由于頂驅(qū)的使用，提高了機(jī)械鉆速，節(jié)約了鉆井時(shí)間，鉆井施1237.2有形鉆井操作與無形鉆井操作評(píng)價(jià)1）鉆柱連接時(shí)間；2）起下鉆時(shí)間；3）洗井和擴(kuò)眼時(shí)間；4）取放方鉆桿操作時(shí)間；5）擴(kuò)套管眼和擴(kuò)井；6）下鉆時(shí)間；7）倒劃眼操作時(shí)間；8）頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置維護(hù)時(shí)間。1237.2有形鉆井操作與無形鉆井操作評(píng)價(jià)1）鉆柱連接時(shí)間124（1）鉆柱連接時(shí)間連接時(shí)間應(yīng)該限定在上卸扣時(shí)間上，這主要是由于鉆井環(huán)境有差異，大量的時(shí)間被用在了連接完后下鉆的過程中。在分析了幾口用方鉆桿連接的井所用的時(shí)間后得出，其平均連接時(shí)間是3min，而用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的平均連接時(shí)間則是2.5min。124（1）鉆柱連接時(shí)間125（2）起下鉆時(shí)間頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)和方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)的最主要區(qū)別就是頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)淘汰了方鉆桿以及與之相應(yīng)的操作裝置。卸鉆桿時(shí)，頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)運(yùn)用扭矩扳手或液壓鉗擰松鉆桿柱，并將鉆桿柱提升起來。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的另一個(gè)特征就是其吊環(huán)聯(lián)接器或吊環(huán)傾斜裝置。通過它的操作使吊環(huán)、吊卡擺至小鼠洞或二層臺(tái)指梁。這種便利的傾斜裝置使得井架工人不必站在二層臺(tái)指梁上伸出扳手裝卸立根了。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的導(dǎo)軌能阻止游車和吊卡的晃動(dòng)，使得它能在惡劣的天氣環(huán)境下裝卸鉆桿柱。125（2）起下鉆時(shí)間126（3）洗井和擴(kuò)眼時(shí)間下鉆過程中用熟悉的方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)操作時(shí)，必須接上2到3根單根，然后用幾分鐘循環(huán)鉆井?dāng)?shù)去洗井和擴(kuò)井。然而頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)只需將最后一根立根接入就可立刻洗井和擴(kuò)井。在一個(gè)行程中，如果遇到卡鉆事故，則可立刻停止下鉆，同時(shí)用循環(huán)鉆井液和頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置驅(qū)動(dòng)鉆桿去解決。頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置在起鉆遇卡時(shí)，也能立刻將鉆桿打反車，這種操作對(duì)于只能用單根下鉆的方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)會(huì)消費(fèi)大量的時(shí)間。即使不考慮遇卡時(shí)下放鉆桿，處理方鉆桿時(shí)間和接單根的循環(huán)時(shí)間，在進(jìn)行一次洗井和擴(kuò)眼操作時(shí)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)（相對(duì)于方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)來說）也能平均節(jié)省30min。126（3）洗井和擴(kuò)眼時(shí)間127（4）取放方鉆桿操作時(shí)間頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)淘汰了方鉆桿和卡瓦，這使得在將鉆桿下放到井底去洗井時(shí)再也不需要對(duì)方鉆桿進(jìn)行兩次操作了。通過對(duì)三口井的評(píng)價(jià)得出，每次起下鉆有個(gè)平均時(shí)間，而且所有的起下鉆操作在整個(gè)過程中都會(huì)被循環(huán)操作。而用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)取代方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)則每次進(jìn)行一次該操作就可以節(jié)省15min。因此在所有起下鉆中都可以節(jié)省30min時(shí)間用來下鉆到井底洗井。此外，如果所有的下鉆從頭到尾需要幾個(gè)循環(huán)的話，則節(jié)省的時(shí)間更會(huì)大增。127（4）取放方鉆桿操作時(shí)間頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)淘汰了方鉆桿和128（5）擴(kuò)套管眼和擴(kuò)眼時(shí)間無論何時(shí)要對(duì)井眼進(jìn)行修補(bǔ)操作，方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)則必須將與之長(zhǎng)度相等的鉆桿放下去重新鉆出該并限。如果沒有輔助的下鉆桿裝置，則其下放鉆桿速度為1000ft/h。然而，用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)進(jìn)行同樣的操作時(shí)，所有的時(shí)間僅為前者的三分之一，這還沒有考慮連接時(shí)間的循環(huán)時(shí)間。128（5）擴(kuò)套管眼和擴(kuò)眼時(shí)間無論何時(shí)要對(duì)井眼進(jìn)行修補(bǔ)操作，129（6）下鉆時(shí)間當(dāng)使用多井平臺(tái)打井時(shí)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置能使鉆桿放在完井后的井架上去打另一口井，對(duì)于方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)來說，當(dāng)打多口井時(shí)，其平均下鉆的速度為1000ft/h也可以節(jié)省大量的時(shí)間。然而用它打一口井時(shí)，因?yàn)殂@桿柱在一開始時(shí)必須被一根根接起來，最后還需放到二層指梁的下面，故不可能節(jié)省時(shí)間。在打第一口井的實(shí)際操作中，用絞車將鉆桿從地面提起來，接上接頭，成為鉆桿柱，倘若在同一地方打三口井，如果有兩口斜井，由于鉆桿不需要被放下來，故可使平均鉆井速度明顯提高，如果不考慮下鉆桿時(shí)間的話，其減少的時(shí)間將會(huì)更多。即使在緊急撤離時(shí)，也需要下鉆桿時(shí)間，這正是問題的不利方面。129（6）下鉆時(shí)間當(dāng)使用多井平臺(tái)打井時(shí)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置130（7）倒劃眼操作時(shí)間無論用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置還是方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)起鉆，都是按立根數(shù)去取出井內(nèi)鉆柱，故花費(fèi)時(shí)間在正常情況下基本一致。但頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置優(yōu)于方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)之處在于：起鉆時(shí)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置可倒劃眼，邊旋轉(zhuǎn)邊起鉆通過小井徑地段及“狗腿”段等，這將節(jié)省不少時(shí)間，而后者不能實(shí)現(xiàn)這種倒劃眼的操作，必須分別進(jìn)行。130（7）倒劃眼操作時(shí)間無論用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置還是方鉆桿轉(zhuǎn)131（8）維護(hù)時(shí)間頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)比普通的方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)有更多的運(yùn)動(dòng)部件，需要每天都進(jìn)行維護(hù)，據(jù)報(bào)道井B-l至B-3的維護(hù)時(shí)間分別為18.5h、10h和32h，這些時(shí)間相當(dāng)于12～18min/d。許多需要的維修和加油潤(rùn)滑在鉆井過程中或?qū)υ撗b置的維護(hù)中已經(jīng)被做了，因而比每天用專門時(shí)間去維護(hù)該裝置的時(shí)間少。131（8）維護(hù)時(shí)間頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)比普通的方鉆桿轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)132還要注意在維護(hù)設(shè)備時(shí)任何改進(jìn)或變動(dòng)都應(yīng)按照制造廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。例如由于制造廠家的部件和服務(wù)成本高，故在使用頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置時(shí)安全接頭就常由另一個(gè)單獨(dú)的廠商制造，這種安全接頭會(huì)比原制造廠家接頭長(zhǎng)50.8mm，因此，工作面在實(shí)際工作中會(huì)被扭矩扳手損壞。由于在安全接頭中多出的部分增高了扭矩扳手在鉆桿內(nèi)的位置，從而導(dǎo)致了工作面在拆卸時(shí)被損壞。132還要注意在維護(hù)設(shè)備時(shí)任何改進(jìn)或變動(dòng)都應(yīng)按照制造廠家的技1338．主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品特點(diǎn)8.1美國Varco公司8.2挪威MH公司8.3法國Acb公司8.4加拿大Tesco公司8.5加拿Canrig公司8.6美國National-Oilwell公司8.7美國Bowen公司8.8中國頂驅(qū)系統(tǒng)1338．主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品特點(diǎn)8.1美國Varco公1348.1美國Varco公司美國Varco公司是世界上第一個(gè)研制頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)的公司，80年代到90年代初研制了多種規(guī)格的AC-SCR-DC常規(guī)電驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)系統(tǒng)。如TDS-3（1983），TDS-4和TDS-5（1988），TDS-3H和TDS-4H（1989），TDS-3S、TDS-4S和TDS-6S（1991）。額定承載能力350tf，500tf，650tf，采用GE752直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。1348.1美國Varco公司美國Varco公司135

Varco公司也是AC變頻頂驅(qū)系統(tǒng)的大廠家，生產(chǎn)系列的AC變頻頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)，如TDS-9S，TDS-10S，TDS-11S，以及額定提升能力為650tf的TDS-7S。Varco公司的TDS-10S，TDS-9S和TDS-11S等3種AC變頻頂驅(qū)系統(tǒng)的額定提升能力分別為250tf，400tf和500tf。

135Varco公司也是AC變頻頂驅(qū)系統(tǒng)的大廠家，生產(chǎn)系列136Varco公司產(chǎn)品Varco公司產(chǎn)品136Varco公司產(chǎn)品Varco公司產(chǎn)品137Varco公司頂驅(qū)系統(tǒng)主要技術(shù)特性參數(shù)Varco公司頂驅(qū)系統(tǒng)主要技術(shù)特性參數(shù)137Varco公司頂驅(qū)系統(tǒng)主要技術(shù)特性參數(shù)Varco公司頂138

8.2挪威MH公司挪威MH（MaritimeHydraulics）公司從1984年開始研制海上鉆井平臺(tái)用的DDM系列重型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，如DDM-650型、DDM-HY-650型、DDM-HY-500型、DDM-EL-500型多種頂部驅(qū)動(dòng)鉆并裝置，為適應(yīng)陸地鉆井的要求，MH又研制了PTD系列的輕便式頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置。AkerKvaernerMH1388.2挪威MH公司挪威MH（MaritimeHy139

（1）DDM-650型頂驅(qū)系統(tǒng)原產(chǎn)品為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可改用AC變頻驅(qū)動(dòng)。139（1）DDM-650型頂驅(qū)系統(tǒng)140DDM-650

DDM-650型產(chǎn)品就是MH公司首先研制的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)。DDM-650型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)由15個(gè)部件組成：1）水龍頭。Wirth公司6500kN水龍頭;2）電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)，采用調(diào)頻變速。也可用直流電動(dòng)機(jī)；3）齒輪減速器：是根據(jù)Wirth公司轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的；4）機(jī)械齒輪銷。由遙控進(jìn)行操作；5）鉆桿操縱接頭。氣動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)均可；6）鉆桿操縱旋轉(zhuǎn)環(huán)。帶有滾動(dòng)軸承；140DDM-650DDM-650型產(chǎn)品就是MH公司首先研141DDM-6507)吊卡定位電動(dòng)機(jī)?？蓪@桿操縱裝置自動(dòng)退回到預(yù)定位置；8）液壓缸。液壓缸具有兩種功能，一是提升懸掛器，另一個(gè)功能是提升伸縮接頭；9）懸掛器。名義載荷為6500kN，帶有凸臺(tái)懸掛吊環(huán)，其懸掛器桿可以垂直移動(dòng)600mm；10）吊卡游動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。用于鼠洞（放方鉆桿用）上扣聯(lián)接鉆桿接頭；11）伸縮接頭。在垂直方向可以伸縮500mm，主要用于公接頭進(jìn)入母接頭或者提出工具接頭；12）伸縮接頭支撐組。用于支撐防噴器操作器和扭矩扳手以及垂直伸縮運(yùn)動(dòng)伸縮接頭；141DDM-6507)吊卡定位電動(dòng)機(jī)?？蓪@桿操縱裝置自142DDM-65013）遠(yuǎn)距離控制閥。由液壓操作器進(jìn)行控制；14）扭矩扳手。適用于φ120.65~φ196.85的鉆桿卸扣，卸扣扭矩為82.95kN·m15）鉆桿吊卡。MH型氣動(dòng)吊卡。

DDM-650型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)額定載荷為6500kN，最高工作轉(zhuǎn)速為290r/min，交流電動(dòng)機(jī)功率為760kW，利用變頻調(diào)速（直流電動(dòng)機(jī)功率為740kW）。液壓動(dòng)力裝置550kW，油壓16MPa，排量160L/min。142DDM-65013）遠(yuǎn)距離控制閥。由液壓操作器進(jìn)行控制143（2）液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)系列產(chǎn)品近些年來，挪威MH公司利用本公司擅長(zhǎng)的液壓技術(shù)又研制了液壓驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，目前已發(fā)展成為3種系列產(chǎn)品。1）DDM-HY-650型頂驅(qū)是一種大扭矩結(jié)構(gòu)形式頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，最大載荷為6500kN，液壓驅(qū)動(dòng)，工作扭矩為55kN·rn，最大為63.5kN·m，工作轉(zhuǎn)速為l30～230r/min，液壓動(dòng)力壓力為33MPa，排量1600L/min,水龍頭吊環(huán)口到吊卡上平面的距離為6.79m。143（2）液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)系列產(chǎn)品144（2）液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)系列產(chǎn)品2)DDM-HY-500型。是一種標(biāo)準(zhǔn)扭矩結(jié)構(gòu)形式頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，最大載荷為5000kN，液壓驅(qū)動(dòng)，工作扭矩為對(duì)42.1KN·m，最大為50KN·m，工作轉(zhuǎn)速為125～225r/min,液壓動(dòng)力壓力為33MPa，排量1600L/min,水龍頭吊環(huán)口到吊卡上平面的距離為5.04m，質(zhì)量為15t。3）DDM-EL-500型。最大載荷為5000kN，采用AC-SCR-DC電驅(qū)動(dòng)，工作扭矩為42.3kN·m,最大為48.9KN·m,工作轉(zhuǎn)速為160～197r/min,齒輪速比為5.84,水龍頭吊環(huán)口到吊卡上平面的距離為6.65m,質(zhì)量為19t。144（2）液壓頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)系列產(chǎn)品145（3）PTD系列輕便頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置

在PTD系列頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置中近幾年研究開發(fā)的PTD-410型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，取消了原來PTD-HY-500型和PTDEL2PA44-500W型兩種頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，形成了PTD-410型和PTD-500型等4種規(guī)格系列頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，全部采用液壓驅(qū)動(dòng)。145（3）PTD系列輕便頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置在PTD系列頂部1468.3法國Acb公司法國Alsthom公司的子公司Acb公司，研究開發(fā)了BRETFOR500型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，分為液馬達(dá)和直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩大類。在水龍頭-鉆井馬達(dá)總成中不同類型的鉆井馬達(dá)位置各異，不僅馬達(dá)，而且相關(guān)的氣動(dòng)剎車、鼓風(fēng)機(jī)等都改變了。1468.3法國Acb公司法國Alsthom公司的子公司Ac147法國Acb公司

BRETFOR500型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置額定載荷為5000kN，在50r/min時(shí)載荷為3350kN，鉆井中液壓力為351MPa，水龍頭沖管直徑為76.2mm，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)，鉆柱最高工作轉(zhuǎn)速為240r/min,最大上扣扭矩為55.30kN·m，利用液壓油缸進(jìn)行卸扣，最大扭矩為127.19kN·m，如果利用液壓油缸和液壓馬達(dá)同時(shí)卸扣，最大扭矩達(dá)182.49kN·m。方鉆桿閥通徑為φ76.2mm，利用遙控液壓元件進(jìn)行控制。147法國Acb公司BRETFOR500型頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝148法國Acb公司Acb公司認(rèn)為：采用液壓驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛性較好，使用壽命長(zhǎng)，特別適用于鉆井時(shí)的振動(dòng)工藝要求。液壓驅(qū)動(dòng)在0r/min時(shí)還具有全扭矩。工作時(shí)沒有火花，輸出扭矩較大等，確保鉆井安全可靠，處理事故能力強(qiáng)。148法國Acb公司Acb公司認(rèn)為：采用液壓驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆1498.4加拿大Tesco公司加拿大Tesco公司從1993年開始研制陸地鉆井井架使用的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，原來只生產(chǎn)150HMI型、500HS型、500HC型等三種規(guī)格的液壓驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，到2003年共生產(chǎn)312臺(tái)。由于電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置具有更好的鉆井性能和適應(yīng)性，從1996年開始生產(chǎn)AC變頻電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，采用美國Kaman公司PA44型永磁同步電動(dòng)機(jī)。產(chǎn)品銷路很好,上市后一年多就售出9臺(tái)。目前，Tesco公司生產(chǎn)的液壓驅(qū)動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置已經(jīng)基本上形成了150HMI型、500HC/HCI型、650HC/HCI型、500ECI型和650ECI型等5種規(guī)格系列。1498.4加拿大Tesco公司加拿大Tesco公司從199150Tesco公司150Tesco公司151Tesco公司加拿大Tesco公司生產(chǎn)的500ECI型650ECI型AC變頻電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置，分別均采用美國Kaman公司兩臺(tái)PA44型永磁同步電動(dòng)機(jī)。其電動(dòng)機(jī)和AC變頻調(diào)速系統(tǒng)是由美國M-1型坦克電力拖動(dòng)系統(tǒng)移植而來,屬于成熟、先進(jìn)的軍工技術(shù)。該電動(dòng)機(jī)具有單位功率質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)子用鈦合金制造，殼體用鋁合金制造，總體質(zhì)量較輕，從而減輕了頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置質(zhì)量。151Tesco公司加拿大Tesco公司生產(chǎn)的500ECI型152Tesco公司質(zhì)量輕轉(zhuǎn)動(dòng)慣性較小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換時(shí)不需要制動(dòng)器，由全速到靜止只需5S，由靜止到全速小于5S。電動(dòng)機(jī)外型尺寸因此也減少了三分之一，對(duì)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置總體布置也很有利。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用銣鐵硼磁性材料制造，形成恒定的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用，其磁場(chǎng)強(qiáng)度與外界旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速無關(guān)，允許定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速較低；也就是電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速條件下，也具有很好的調(diào)節(jié)與使用性能。例如該電動(dòng)機(jī)在0～lr/min時(shí)仍具有額定扭矩。152Tesco公司質(zhì)量輕轉(zhuǎn)動(dòng)慣性較小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換時(shí)不需要制153Tesco公司該電動(dòng)機(jī)沒有換向器，在工作時(shí)不發(fā)生火花，提高了鉆氣井或天然氣較多的油井的安全性。該電動(dòng)機(jī)將輸入電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率為95％。每個(gè)電動(dòng)機(jī)各有一個(gè)獨(dú)立的液體、空氣冷卻系統(tǒng)，將電機(jī)發(fā)生的熱量帶走，以確保電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。減速齒輪箱的齒輪速比為14.66和18.33，用壓力噴油方式進(jìn)行潤(rùn)滑，并對(duì)潤(rùn)滑油的油溫進(jìn)行監(jiān)控。153Tesco公司該電動(dòng)機(jī)沒有換向器，在工作時(shí)不發(fā)生火花，154Tesco公司AC變頻控制系統(tǒng)的逆變器．將電動(dòng)機(jī)的電感負(fù)載與電網(wǎng)隔開，與AC-SCR-DC電驅(qū)動(dòng)形式相比，提高了電網(wǎng)的功率因素。此外，逆變器在整流之后，不采用SCR可控硅器件進(jìn)行變頻，采用最先進(jìn)的IGBT電子器件進(jìn)行控制，可在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行多次開關(guān)控制。與用SCR可控硅器件進(jìn)行變頻相比，其工作轉(zhuǎn)速和工作扭矩調(diào)節(jié)控制更加精確。供給電動(dòng)機(jī)可變頻率最高可達(dá)30KHz，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)2860r/min，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制精度可達(dá)＜±10r/min。154Tesco公司AC變頻控制系統(tǒng)的逆變器．將電動(dòng)機(jī)的電感155Tesco公司根據(jù)已投入運(yùn)行的AC變頻電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置統(tǒng)計(jì)結(jié)果，系統(tǒng)累計(jì)停機(jī)率＜0．4％，AC變頻控制系統(tǒng)運(yùn)行良好，可靠性較高，但價(jià)格與AC-SCR-DC電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置相比，要高5％。155Tesco公司根據(jù)已投入運(yùn)行的AC變頻電驅(qū)動(dòng)頂部驅(qū)動(dòng)鉆156Tesco公司Tesco電動(dòng)頂驅(qū)采用的永磁、無碳刷、同步電機(jī)，具有以下特點(diǎn)：1、體積小、重量輕，每臺(tái)電機(jī)僅重395磅（179公斤），是交流感應(yīng)電機(jī)重量的八分之一到十分之一左右。2、抗震擊性能好，曾經(jīng)在加拿大肯廷鉆井公司進(jìn)行打井時(shí)經(jīng)歷了39天連續(xù)震擊（跳鉆），電機(jī)及整個(gè)頂驅(qū)的載荷通道均未受到任何影響。產(chǎn)生永磁電機(jī)的Kaman電磁公司還成功的為荷蘭皇家海軍進(jìn)行了60倍于重力加速度的三軸（三維）滿負(fù)荷沖擊試驗(yàn)，結(jié)果證明對(duì)永磁電機(jī)沒有損害，沒有性能降級(jí)。這一點(diǎn)采用交流感應(yīng)電機(jī)的其他廠家是無法相比的。156Tesco公司Tesco電動(dòng)頂驅(qū)采用的永磁、無碳刷、同157Tesco公司3、Tesco電機(jī)中的轉(zhuǎn)子上無線圈，因此電機(jī)產(chǎn)生的熱量比交流感應(yīng)電機(jī)要少。4、Tesco電機(jī)中的轉(zhuǎn)子僅83磅重，故電機(jī)能以較低的啟動(dòng)電流啟動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)動(dòng)力要求較低。另外，電機(jī)從最高轉(zhuǎn)速2860rpm在不到5秒鐘之內(nèi)就可以停住，因此電機(jī)無需慣性剎車。永磁電機(jī)不需外接交流電產(chǎn)生它的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子周圍有28塊釹鐵硼永久磁鐵。因此，當(dāng)定子磁場(chǎng)以1rpm這樣慢的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子也能以1rpm的轉(zhuǎn)速同步跟進(jìn)。而交流感應(yīng)電機(jī)屬于異步電機(jī)，其中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度總略慢于磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的速度。其特性決定了此類電機(jī)適合恒速大扭矩輸出，在低電機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下，它很難準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)速以及非常穩(wěn)定的控制扭矩。157Tesco公司3、Tesco電機(jī)中的轉(zhuǎn)子上無線圈，因此158Tesco公司當(dāng)永磁電機(jī)處于零轉(zhuǎn)速時(shí)，它可向鉆柱施加全扭矩，而且能夠連續(xù)施加全扭矩持續(xù)無限長(zhǎng)的時(shí)間。這一特點(diǎn)對(duì)于特殊作業(yè)非常有幫助：在倒扣作業(yè)的時(shí)候，不僅需向被卡鉆柱施加很大的反扭矩，而且需要持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間。而交流感應(yīng)電機(jī)在零轉(zhuǎn)速下持續(xù)施加全扭矩時(shí)，它所施加的扭矩小于最大扭矩，它所施加的扭矩只能持續(xù)有限時(shí)間，不足以完成倒扣作業(yè)，因此必須借助抓握器（背鉗）來代替它的電機(jī)鎖定反扭矩，但這樣一來就無法測(cè)定反扭矩的數(shù)值，且不便釋放扭矩。而Tesco的電機(jī)由控制系統(tǒng)慢慢的釋放反扭矩。158Tesco公司當(dāng)永磁電機(jī)處于零轉(zhuǎn)速時(shí)，它可向鉆柱施加全159Tesco公司5、Tesco電機(jī)為全密閉式，無論電閃雷鳴，刮風(fēng)下雨均不會(huì)受影響。而普通電機(jī)的控制電纜易受雨水影響。6、Tesco的頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)采用冗余的MD500系統(tǒng)，即每臺(tái)電機(jī)都有一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，這就比原來的一對(duì)二系統(tǒng)多了一套控制系統(tǒng)，更確保了頂驅(qū)系統(tǒng)不中斷作業(yè)的能力。7、Tesco的電機(jī)采用乙二醇/水（50/50）的混合液進(jìn)行冷卻，其效率比空氣冷卻高得多，密封性很好，從未出現(xiàn)任何滲漏現(xiàn)象。所以Tesco的電機(jī)可以在-60°C到55°C的惡劣環(huán)境下工作，最高工作溫度為180°C，而其他廠家電機(jī)的工作溫度僅為160°C。159Tesco公司5、Tesco電機(jī)為全密閉式，無論電閃雷160Tesco公司8、Tesco頂驅(qū)擁有兩項(xiàng)世界專利：扭矩導(dǎo)軌系統(tǒng)和水平位移機(jī)構(gòu)。扭矩導(dǎo)軌沒有采用滾動(dòng)性部件，而是用高分子量聚氨脂作扭矩襯套。這種方式的好處是無需保養(yǎng)，無需上潤(rùn)滑脂。水平位移機(jī)構(gòu)只有Tesco頂驅(qū)才具備，而其他廠家的水平位移機(jī)構(gòu)需要移動(dòng)整個(gè)導(dǎo)軌，而且移動(dòng)后的導(dǎo)軌與鉆臺(tái)面不垂直，故從小鼠洞連接不容易對(duì)扣，而且容易損壞鉆具絲扣。160Tesco公司8、Tesco頂驅(qū)擁有兩項(xiàng)世界專利：扭矩161Tesco公司9、Tesco將輔助液壓系統(tǒng)放置在地面，而其他廠家將整個(gè)輔助液壓系統(tǒng)甚至包括油箱以及所有的管線均放置在頂驅(qū)殼體內(nèi)部，這種布局有兩缺點(diǎn)：頂驅(qū)工作時(shí)頂驅(qū)內(nèi)部工作條件惡劣，在跳鉆、震擊時(shí)表現(xiàn)的更加突出，這種環(huán)境會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)的管線、接頭和閥件造成威脅，更是生產(chǎn)的故障隱患。這種布局的頂驅(qū)，只有在停機(jī)的情況下才能對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維修。相比之下，Tesco的液壓系統(tǒng)的布局更加合理安全，并可以在不中止頂驅(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行維護(hù)維修。有的頂驅(qū)將液壓動(dòng)力源及油箱均裝在頂驅(qū)主體內(nèi)，由于頂驅(qū)本體較小，因此勢(shì)必會(huì)以犧牲液壓動(dòng)力源的效率為代價(jià)，且極容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，其液壓系統(tǒng)的工作壓力僅為1,500psi,而Tesco的液壓系統(tǒng)的工作壓力達(dá)2,000psi,且從未產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。161Tesco公司9、Tesco將輔助液壓系統(tǒng)放置在地面，162Tesco公司10、Tesco的頂驅(qū)中心管可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)就可拆卸下來，對(duì)于技術(shù)較熟練的機(jī)械工人來說，僅需2–3個(gè)小時(shí)的時(shí)間即可完成這項(xiàng)工作。這對(duì)于需對(duì)頂驅(qū)進(jìn)行無損探傷試驗(yàn)而言無疑是一大優(yōu)點(diǎn)。有的頂驅(qū)需先將頂驅(qū)齒輪箱拆卸后才能將中心管取出，甚至需要花費(fèi)至少一整天的時(shí)間。162Tesco公司10、Tesco的頂驅(qū)中心管可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)163Tesco公司11、Tesco