顶驱装配知识1

DQ450DBZ刹车系统

DQ450DBZ顶驱刹车的作用：


1、承受井底钻具的 反扭矩； 2、当井 下遇卡时，如果电 机停止转动，钻具 将迅速反弹，此时 需要将刹车刹住， 防止钻具倒转脱扣； 3、当电机飞车时起 制动作用； 4、释 放井底钻柱反扭矩。

DQ450DBZ冲管总成

冲管安装示意图

DQ450DBZ平衡系统

DQ450DBZ顶驱平衡系统主 要由两根平衡油缸通过梨形 环来与大钩连接完成平衡系 统工作，平衡油缸下端单耳 板与提环相连，上端双耳板 通过梨形环与大钩吊耳相连。 它的主要作用是防止上卸扣 时螺纹的损坏，从而增加主 轴保护接头和钻具的使用寿 命，降低损耗和钻井成本。 其次是在卸扣末了时帮助公 扣接头从母扣接头中弹出， 不需要像传统钻机通过司钻 控制上提大钩才能实现。这 依赖于它为顶部驱动装置提 供一个类似大钩的 100mm 减 震冲程。因为即使安装了大 钩，它的弹簧也将由于顶部 驱动钻井装置的重量而拉长， 起不了缓冲作用。
16、内防喷器功能。起钻时如果有井喷的迹象即可由 司钻遥控钻杆上卸扣装置，迅速实现水龙头与钻杆的连 接，循环钻井液，避免事故的发生。
17、其他优点：采用交流电机驱动，减低维修保养费 用；特别适用于定向井和水平井，因为立根钻进能使 钻杆尽快的通过水平井段的一些横向截面。
3、顶部驱动钻井装置的结构： 顶部驱动钻井装置主要有以下部件和附件组成: 1、水龙头（关键部件）；
导轨滑车连接图
5 电气传动与控制系统 DQ450DBZ电气传动与控 制系统主要包括顶驱电控房、 司钻控制箱、外部电缆。 6 液压传动与控制系统 根据该系统在顶驱上实现的 功能不同可将其分为八个部 分，分别为液压站、平衡系 统、刹车系统、防喷器、背 钳、锁销、旋转动力头和吊 环倾斜系统。
电机装配 背钳装配 动力系统装配
12、取心。能够连续钻进28米，取心中间不需接单根。这 样可以提高取心收获率，减少起钻的次数与传统的取心作 业相比它的优点明显。污染小、质量高。
13、使用灵活。可以下入各种井下作业工具、完井工具 和其他设备，即可以正转又可以反转。 14、节约泥浆。在上部内防喷器内接有泥浆截流阀，在 接单根时保证泥浆不会外溢。 15、拆卸方便。工作需要时不必将它从导轨上移下就可 以拆下其他设备。

内防喷器总成

为了提高自动化程度及对 井涌和井喷实施更有效地 控制，DQ450DBZ 在钻井 液循环通道中设置了两个 内防喷器，上部与主轴连 接的为遥控内防喷器，下 部与保护接头连接的为手 动内防喷器，二者的区别 在与遥控内防喷器通过液 压系统可实现远程开关控 制，手动防喷器则需要使 用专用扳手人工手动操作 开关。
由于钻井液的腐蚀、橡胶老化等 因素，冲管在使用过程中会发生密封 老化、失效，需定期对冲管总成进行 检查、维护、保养。如果发现冲管发 生泥浆泄漏等现象应及时更换冲管总 成或密封。

DQ450DBZ动力旋转头


动力旋转头上端连接大齿盘，下 端通过止推轴承座在承力螺母上， 可以独立于主轴转动，通过旋转 头两侧的吊耳连接吊环及吊卡， 使吊环、吊卡正反 360°自由旋 转去鼠洞抓取单根或对准二层台 抓取立柱，其结构如图 所示。 动力旋转头的转动是靠液压马达 驱动大齿盘转动的，液压马达的 转速由调速阀调节，通常设定动 力旋转头的转速为 5～8 r/min。 动力旋转头同时也是液压油的通 道。旋转头与很多液压执行机构 相连，由于要进行 360°旋转， 所以内部装有旋转密封和环形油 道，液压油从内部流动，实现从 下筒体进油，旋转头出油，并保 证在旋转头工作时吊环倾斜、背 钳等机构液压油的正常供给。

吊环倾斜机构主要由吊环倾 斜油缸、油缸支撑板、吊环、 吊环卡等组成。吊环悬挂于 旋转头两侧吊耳上，油缸支 撑板连接与旋转头上，整个 机构可随旋转头一起做顺时 针、逆时针两个方向的旋转。 同时吊环倾斜油缸动作可推 动吊环完成前、后倾，最大 前倾（油缸活塞杆伸出）能 使吊卡抬离钻台面而不影响 顶驱装置下行，最大后倾 （油缸活塞杆缩回）能带动 吊卡至鼠洞或坡道抓取单根 及其它管柱。
2、导向滑车总成（关键部件）；
3、背钳总成（体现最大优点的部件）； 4、平衡系统； 5、液压系统； 6、顶部驱动及钻井装置控制系统；
7、可选用的附属设备。
DQ450DBZ顶驱主电机总成结构

DQ450DBZ顶驱工作由 一台580kW的交流变频 电机直接驱动主轴进行 工作，配合了两台 5.5kW 冷却风机多通道 强制冷却散热。主轴输 出在 0~220r/min 转速 范围内连续可调，其中 0—108r/min 为主电机 恒扭矩调速段，在该转 速范围内主电机可提供 50000N· m 连续扭矩， 108—220r/min转速范围 内为恒功率调速段。
装配工艺培训
四川工艺研究所 刘 宾 2014年6月
前言
顶部驱动钻井装置是当今石油钻井的前沿技术与装备， 是近代钻井装备的三大技术成果（交直流变频电驱系统 和井下工具）之一。 顶部驱动钻井系统是20世纪末期，美国、法国、挪威 等国家研制应用的一种新型的钻井系统。现在已成为石 油钻井行业的标准产品。它适用性极广，从2000米到 9000米的井深都可以使用顶部驱动钻井系统；从世界钻 井机械的发展趋势上看，它符合21世纪钻井自动化的历 史潮流。现在，我国赴国外打井的队伍，如果没有安装 该系统将不允许在投标竞争中中标，由此可见，顶部驱 动钻井系统已经到了非用不可的地步。
9、便于维修。钻井马达清晰可见。熟练的现场人员约12小 时就能将其组装和拆卸。 10、使用常规的水龙头部件。顶部驱动装置可使用650吨常 规水龙头的一些部件，特殊设计后维修难度没有增加。 11、下套管。顶部驱动钻井装置的提升能力很大（650吨）， 在套管和主轴之间加一个转换头（大小头）就可以在套管 中进行压力循环。套管可以旋转和循环入井，从而减少缩 径井段的摩阻力。
5、人员安全。顶部驱动钻井装置，是钻井机械操作自 动化的标志性产品，终于将钻井工人从繁重的体力劳动中 解救出来。接单根的次数减少了2/3，并且由于其自动化 的程度高，从而大大减少了作业者工作的危险程度，进而 大大降低了事故的发生率。
6、井下安全。在起下钻遇阻、遇卡时， 管子处理装置可以在任何位置相连，开泵 循环，进行立根划眼作业。
目录驱安装
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顶驱的维护与保养
1、什么是顶部驱动钻井系统？
所谓的顶驱，就是可以直接从井 架空间上部直接旋转钻柱，并沿井 架内专用导轨向下送进，完成钻柱 旋转钻进，循环钻井液、接单根、 上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的 钻井机械设备。
吊环倾 斜机构
橡胶垫 或木垫
液压站
提环
2、倒划眼防止卡钻。由于不用接方钻杆就 可以循环和旋转，所以在不增加起下 钻时 间的前提下，顶部驱动钻井装置就能够非常 顺利的将钻具起出井眼，在定向钻井中，这 种功能可以节约大量的时间和降低事故发生 的机率。
3、下钻划眼。顶部驱动钻井装置具有不 接方钻杆钻过砂桥和缩径点的能力。
4、节省定向钻进时间。该装置可以通 过28米立根钻进、循环，这样就相应的 减少了井下马达定向的时间。
平衡系统
冲管组件 鹅颈管
背钳
防喷器 总成
2、顶部驱动钻井装置的优越性
1、节省接单根时间。顶部驱动钻井装置不 使用方钻杆，不受方钻杆长度的限制也就 避免了钻进9米左右接一个单根的麻烦。取 而带之的是利用立根钻进，这样就大大减 少了接单根的时间。按常规钻井接一个单 根用3—4min计算，钻进1000米就可以节省 4-5h。
7、井控安全。该装置可以在井架的 任何位置钻具的对接，数秒钟内恢复循环， 双内防喷器可安全控制钻柱内压力。
8、设备安全。顶部驱动钻井装置采用马 达旋转上扣，操作动作平稳、可以从扭矩 表上观察上扣扭矩，避免上扣过赢或不足。 最大扭矩的设定，使钻井中出现憋钻扭矩 超过设定范围时马达就会自动停止旋转， 待调整钻井参数后再进行钻进。这样就避 免了设备长时间超负荷运转，增加了使用 寿命。
背钳总体结构图

背钳是顶驱管子处 理机构的核心部件， 主要完成对管子的 夹紧操作，以便顶 驱能够对管子进行 上卸扣、旋扣、卸 保护接头等操作。 背钳主要是由悬挂 部分、夹紧系统、 修正系统、和导向 系统组成。其结构 如图
4 导轨与滑动小车 导轨采用锁块自动定位式单导 向板结构，便于安装和拆卸。 导轨共分5段，每段长约7米， 导轨各段通过销轴连接，锁芯 锁块定位。整个导轨采用单导 向板式。
总 试 发
部 件 装 配
防喷器装配
吊环倾斜装配 平衡系统装配 滑车装配 刹车装配
运 装
车
其余零部件装配
背钳的装配

夹紧系统

扶正系统
导向系统 悬挂系统