顶部驱动润滑油泵低温过载故障分析及解决方案

某海洋钻井平台顶驱润滑油泵在冬季低温环境下作业频繁出现载跳闸现象,严重影响设备的正常运行。通过故障排查、调节和测试,结合设备厂家和其他相关技术资源进行分析研究,找到故障的原因,并将过程和经验进行总结,以供同行参考借鉴。

一种新型顶部驱动修井系统的设计

随着油田服役时间的增长和油井开发的不断深入,井下技术状况日益复杂,经常出现油井停产待修的情况,为进一步提高修井作业效率,保证油井正常生产,研制了一种由液压马达直接驱动主轴的新型顶部驱动修井系统。该修井系统取消机械减速装置,将液压马达与主轴融合,液压马达直接驱动主轴工作;液压回路采用闭环方式,液压管线可自动盘卷,动力水龙头可自动翻转。厂内试验结果表明,该修井系统各项性能指标达到了设计要求。

顶部驱动钻机虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的产品设计开发和评估手段 ,在实践中已显示出优越性。研制、开发的顶驱钻机虚拟样机系统可以对顶部驱动钻机进行基于物理的三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析 ,并可对顶部驱动虚拟样机系统数据进行管理。介绍了顶部驱动钻机虚拟样机的总体技术 ,给出了顶部驱动虚拟样机的体系结构及功能结构 ,描述了顶部驱动虚拟样机建模、装配、运动分析和动力分析以及数据管理等软件模块的构成和功能 ,分析了顶部驱动虚拟样机的关键技术及其解决方案。虚拟顶部驱动钻井装置样机系统的研制将改变我国石油机械的产品研制思路 ,为新型顶部驱动钻井装置的设计和制造提供崭新的计算机平台。

DQ40BC交流变频顶部驱动钻井装置研制与应用

在借鉴DQ70BS顶驱成功经验和成熟技术的基础上,开发了DQ40BC交流变频顶部驱动钻井装置。这种装置是一种机电液信息一体化的钻井设备,由动力水龙头、管子处理装置、导轨与滑车、液压传动与控制系统、电气传动与控制系统,以及辅助装置等部分组成,满足4000m钻机的使用要求。武-1井是采用多项世界先进钻井测井技术的羽状分支井,新研制的DQ40BC顶驱在该井首次使用,在钻井作业中表现优异,经受了严峻的考验,圆满完成了钻井任务。

新型直驱式顶部驱动钻井装置

为解决顶驱因故障停机时间长而带来的系列问题,研制了新型直驱式顶部驱动钻井装置,并形成了DQ225DBZ、DQ450DBZ、DQ675DBZ和DQ900DBZ系列型号的直驱式顶驱,可达到4 000～12 000 m的钻井作业深度。该顶驱主要由动力水龙头和管子处理器组成,采用大功率交流变频电动机驱动,无级变速控制,多功能人机界面操作;提升系统采用双载荷通道隔离设计,中心管主轴设计有特殊组合轴承,可承受钩载,同时也具备抗钻柱纵向振动功能。DQ2250DBZ顶驱在国外应用13口井,经受了-30℃严寒考验,最大连续钻井扭矩达到了35 kN·m,创下日钻进1 016 m的记录。DQ450DBZ顶驱在国内川东70563钻井队现场作业,最大连续钻井扭矩28 kN·m,上卸扣扭矩30 kN·m,水平井造斜段始为4 593 m,造斜88°,总进尺达6 500 m。

钻机顶部驱动电动机的现状与展望

简述了国外钻机顶部驱动系统由直流顶驱逐步演变到变频顶驱的发展历史。结合现有电动顶驱的技术特点,对直流电动机、鼠笼式转子感应电动机、永磁无剧同步电动机和开关磁阻电动机等目前常用和正在开发的几种电动机性能做了分析对比。建议国内研究单位尽快开展开关磁阻电动机驱动方面的资料收集,为新一代顶驱的开发做一些前期工作。

9000m顶部驱动钻井装置结构选型研究

为大幅提高钻井效率,针对9 000 m钻井深度对顶驱的设计要求,通过比较顶驱装置关键部分几种典型的结构,提出适合该型号顶部驱动钻井装置的最优结构形式,为后续9 000 m钻井深度顶部驱动钻井装置的研究提供指导和借鉴。

顶部驱动钻井技术

顶部驱动钻井是80年代发展起来的一项新技术,是对传统钻井技术的重大突破。本文在回忆顶部驱动钻井技术发展的基础上重点介绍顶部驱动钻井系统的原理及组成。通过顶部驱动钻井系统与转盘方钻杆常规钻井系统的工作对比及分析,发现顶部驱动钻井技术具有:可缩短建井周期;改善了钻井工人操作条件;减少钻井事故;降低钻井成本等四方面优点。同时也存在初始投资大,增加了钻机负荷,系统复杂维修困难,不能进行钢丝绳作业等问题。最后,笔者对我国引进和推广顶部驱动钻井技术工作提出了几点建议,供同行参考。

国外顶部驱动钻井系统的最新进展

顶部驱动系统是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一.实践表明,该系统可节省钻井时间20%～25%,并可预防卡钻事故的发生,用于钻斜井、高难度定向井时经济效果尤为显著.对国外顶部驱动钻井系统的最新进展进行了介绍.

DQ-60型顶部驱动钻井装置中的液压系统

液压系统是ＤＱ－６０ 型顶驱装置的重要组成部分，文章介绍了该系统的设计要求、工作原理及其特点。经工业应用表明，该系统满足石油钻井工艺要求，具有性能可靠、维修方便、防污染能力强等特点。

国外钻机顶部驱动钻井装置的发展趋势

随着机电液一体化的控制技术、变流变频、PLC程序控制技术的不断发展,以及现代钻井技术要求的不断提高,对顶驱的结构、控制系统功能提出了新的要求。为了改进钻机顶驱装置的设计,提高钻井能力、可靠性、可操作性和安全性,着重从安装远程监控系统的顶驱、轻型电动机顶驱、大功率顶驱、取消齿轮箱的顶驱以及国外的TDS-3和TDS-4顶驱几个方面,介绍了其发展情况,并对顶驱制造厂家提出建议,以使制造的顶驱能充分满足钻井工艺要求,同时保证顶驱的先进性、经济性和可靠性。

顶部驱动钻井系统再凝析

对顶部驱动这种新型的钻井设备进行了综合分析 ,并结合钻井生产的实际情况 ,对这种新型设备的优缺点进行了评价。

顶部驱动钻井装置中旋转头设计

现有的顶部驱动装置中的旋转头主要有单负荷通道和双负荷通道2种传递形式。分析了2种结构形式的优缺点,采用回转支承和芯轴结构,设计了新的旋转头,具有单负荷通道的简单结构,又延续了双负荷通道的传递形式,能有效延长了主轴的使用寿命。

DQ—30Y钻修两用顶部驱动装置

DQ－30Y钻修两用顶驱装置是一种液压驱动的顶部驱动装置，既可用于钻井，也可用于修井，装置采用了液压增扭器，增加了扭矩输出能力，并有多种扭矩输出，可以满足各种钻井工况的需要，在不影响整机性能的前提下，简化了装置的结构，取消了多道旋转密封，提高了装置的可靠性，介绍了DQ－30Y顶驱装置的主要结构和技术参数，提出这种装置具有结构合理，功能完善，适用性强和可靠性好等特点。

顶部驱动钻井装置(一)

2 0多年来世界上蓬勃发展的顶部驱动钻井装置 ,实现了钻机现代化的历史性跨越。现文阐明了它的工作原理及优越性 ,对于其主要部件的技术参数、结构和工作性能等作了详细的介绍。指明了它在钻井、修井业方面的广阔应用前景。

顶部驱动钻机的虚拟样机开发

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的产品设计开发和评估手段。顶驱虚拟样机系统可以对顶驱进行基于物理的三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析 ,并可对顶驱虚拟样机系统数据进行管理。介绍了顶驱虚拟样机的总体技术 ,给出了顶驱虚拟样机的体系结构及功能结构 ;描述了顶驱虚拟样机建模、装配、运动分析和动力分析以及数据管理等软件模块的构成和功能及其解决方案。对虚拟顶驱钻井装置样机系统的研制将改变我国石油机械的产品研制思路 ,为新型顶驱钻井装置的设计、制造提供崭新的计算机平台。

顶部驱动液压尾管悬挂器研制与现场试验

为解决常规液压尾管悬挂器高温高压环境下易出现密封失效和耐压能力不足等问题,文章开展了顶部驱动的液压尾管悬挂器及其关键技术研究。通过将液压驱动机构转移至送入工具,改变了尾管悬挂器坐挂方式,并优化设计了悬挂机构和高承载卡簧等关键机构,研制了Ф244.5 mm×Ф177.8 mm顶部驱动的液压尾管悬挂器,该悬挂器承载能力达到1 800 kN,套管内表面腐蚀状态对其坐挂性能影响较小,适用的上层套管壁厚为10.03~11.99 mm;液压驱动机构可在固井结束后随送入工具回收,整体密封能力达到70 MPa。目前,在四川和陕西地区现场试验应用4口井,均成功实现尾管悬挂坐挂,最大应用井深3 500 m,尾管最长1 546 m。经现场试验验证顶部驱动的液压尾管悬挂器性能可靠性,消除了常规工具潜在的风险点,为尾管悬挂器耐温耐压能力提升提供了一个新的方案。

国外顶部驱动钻井系统的技术发展趋势

初期的顶部驱动钻井系统（简称顶驱）结构复杂，用途单一，形体高而质量大，驱动模式简单，输出扭矩小。现今的顶驱已实现系列化，结构更合理，可应用于大中小型石油钻机，完成陆地、沙漠、极地及更复杂地层的钻井；大扭矩、双速传动顶驱可实施定向井、丛式并、水平井和斜井钻井。顶驱结构由固定式向可拆卸式发展，高度和外形尺寸的减小，质量的减轻和反扭矩梁的采用，以及驱动型式向AC电驱动的发展等，都使预驱具备更好的适应性、经济性、可靠性和先进性。

国外顶部驱动钻井系统的最新进展

文章介绍了美国Ｖａｒｃｏ 公司、Ｎａｔｉｏｎａｌ－ Ｏｉｌｗｅｌｌ 公司、Ｂｏｗｅｎ 公司、ＢＪ公司，加拿大Ｔｅｓｃｏ 公司、ＣＡＮＲＩＧ公司，挪威ＭＨ 公司，法国Ａｃｂ 公司顶部驱动近两年来的最新进展，以及各公司最新顶驱系列。指出最新进展的特点是开发了新产品，形成了顶部驱动系列，研究开发了ＡＣ变频电驱动顶驱。美国Ｖａｒｃｏ 公司形成了ＡＣ变频电驱动顶部驱动系列。提出了发展我国顶部驱动要形成系列和研制ＡＣ变频电驱动顶部驱动的建议。