**部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)

**部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)是取代轉(zhuǎn)盤(pán)鉆進(jìn)的新型石油鉆井系統(tǒng)，英文縮寫(xiě)為tds(top driv-edrilingsystem)。**驅(qū)鉆井系統(tǒng)自20世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái)發(fā)展*，尤其在深井鉆機(jī)和海洋鉆機(jī)中獲得了廣泛應(yīng)用。**驅(qū)鉆井系統(tǒng)現(xiàn)在已發(fā)展到較**的一體化**部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，該系統(tǒng)顯著提高了鉆井作業(yè)的能力和效率，并已成為鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。通常，人們把配備了**驅(qū)鉆井系統(tǒng)的鉆機(jī)稱為**驅(qū)鉆機(jī)，考慮到**驅(qū)鉆井系統(tǒng)的主要功用是鉆井水龍頭和鉆井馬達(dá)功用的組合，故將其列為鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)備。
1、**驅(qū)鉆井系統(tǒng)的特點(diǎn)
**驅(qū)鉆井系統(tǒng)是一套安裝于井架內(nèi)部空間，由游車(chē)懸持的**部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置。常規(guī)水龍頭與鉆井馬達(dá)相結(jié)合，并配備一種結(jié)構(gòu)新穎的鉆桿上卸扣裝置，從井架空間上部直接旋轉(zhuǎn)鉆柱，并沿井架內(nèi)**導(dǎo)軌向下送進(jìn)，可完成旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、倒劃眼、循環(huán)鉆井液、接鉆桿(單根、立根)、下套管和上卸管柱絲扣等各種鉆井操作。與轉(zhuǎn)盤(pán)—方鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆井法相比較，**驅(qū)鉆井系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：
(1)節(jié)省接單根時(shí)間
**部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置不使用方鉆桿，直接采用立根(28m)鉆進(jìn)而不受方鉆桿長(zhǎng)度限制，避免了鉆進(jìn)9m左右接單根的麻煩，節(jié)省了近2／3的接單根時(shí)間，從而提高了鉆井效率。
(2)減少鉆井事故
起下鉆時(shí)，**部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置具有使用28m立柱倒劃眼的能力，可在不增加起鉆時(shí)間的前提下，順利地循環(huán)和旋轉(zhuǎn)將鉆具提出井眼。在定向鉆井過(guò)程中，可以大幅度地減少起鉆總時(shí)間。使用**部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置下鉆時(shí)，可在數(shù)秒內(nèi)接好鉆柱，立刻劃眼，從而減少了卡鉆的危險(xiǎn)。系統(tǒng)具有遙控內(nèi)部防噴器，鉆進(jìn)或起鉆中如有井涌跡象，可在數(shù)秒內(nèi)完成旋扣和緊扣，恢復(fù)循環(huán)，并安全可靠地控制鉆柱內(nèi)壓力。
(3)提高鉆定向井速度
**驅(qū)系統(tǒng)以28m立根鉆水平井、叢式井、斜井時(shí)，不僅節(jié)省鉆柱連接時(shí)間，而且減少了測(cè)量次數(shù)，*控制井底馬達(dá)的造斜方位，明顯提高了鉆井效率。
(4)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度
**驅(qū)系統(tǒng)配備了鉆桿上卸扣裝置，實(shí)現(xiàn)了鉆桿上卸扣操作機(jī)械化，接單根時(shí)只需要打背鉗，減少了接單根鉆井的頻繁常規(guī)操作，既節(jié)省時(shí)間，又大大減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，鉆桿上卸扣裝置總成上的傾斜裝置可以使吊環(huán)、吊卡向下擺至鼠洞，大大降低了人身事故的發(fā)生機(jī)率。
(5)設(shè)備安全
**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(guò)盈或不足。鉆井較大扭矩的設(shè)定，使鉆井中出現(xiàn)蹩鉆扭矩**過(guò)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**負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)提高取芯質(zhì)量
系統(tǒng)以28m立根進(jìn)行取芯鉆進(jìn)，改善了取芯條件，提高了取芯收獲率，減少了巖芯污染，提高了巖芯質(zhì)量。
2、**驅(qū)鉆井系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
**驅(qū)鉆井系統(tǒng)主要包括：鉆井馬達(dá)—水龍頭總成、鉆桿上下卸扣裝置、導(dǎo)軌—導(dǎo)向滑車(chē)總成、平衡系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和附屬設(shè)備等，如圖2-5所示。
2.1．鉆井馬達(dá)—水龍頭總成
(1)鉆井馬達(dá) 鉆井馬達(dá)是**驅(qū)鉆井系統(tǒng)的動(dòng)力源，根據(jù)馬達(dá)的類型可將**驅(qū)分為液馬達(dá)**驅(qū)、ac—scr—dc**驅(qū)和ac-vf-ac變頻**驅(qū)。圖2-5所示為varco公司生產(chǎn)的tds—11sa型**驅(qū)系統(tǒng)(ac—scr—dc驅(qū)動(dòng))，馬達(dá)上裝有雙頭電樞軸和垂直止推軸承。氣剎車(chē)用于馬達(dá)的慣性剎車(chē)，承受鉆柱扭矩，并有利于定向鉆井的定向工作。氣剎車(chē)由一個(gè)遠(yuǎn)控電磁閥控制，其氣源來(lái)自于鉆機(jī)氣控制系統(tǒng)。
(2)齒輪箱總成 tds—11sa型**部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置的單速變速箱主要由大齒齒輪、小齒齒輪、箱體、主軸和鉆井馬達(dá)等部件組成。變速箱是一個(gè)單速齒輪減速裝置，水龍頭主止推軸承裝在齒輪箱內(nèi)，主軸由主止椎軸承支撐，主軸通過(guò)一個(gè)錐形襯套連接大齒輪，并支撐鉆桿上卸扣裝置。通過(guò)3~4hp的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油泵，潤(rùn)滑油通過(guò)主止推軸承、上軸承，再經(jīng)齒輪間隙、水冷或風(fēng)冷的熱交換器連續(xù)循環(huán)，并對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑。油泵、油熱交換器和油濾清器安裝在傳動(dòng)箱外殼上。
(3)整體水龍頭 水龍頭主止推軸承位于大齒圈上方的變速箱內(nèi)部。主軸的上部臺(tái)階座落在主止推軸承上，用以支承鉆柱的負(fù)荷。水龍頭密封總成裝在鉆井馬達(dá)上方，由標(biāo)準(zhǔn)沖管、組合盤(pán)根、聯(lián)管螺母組成。聯(lián)管螺母使密封總成作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)，使水龍頭密封總成能夠承受42mpa的工作壓力。盤(pán)根盒為快速裝卸式，與普通水龍頭相同，只要松開(kāi)上、下壓緊盤(pán)根帽，即可快速拆裝、更換沖管和盤(pán)根。
(4)鉆井馬達(dá)冷卻系統(tǒng) 鉆井馬達(dá)冷卻系統(tǒng)為風(fēng)冷，馬達(dá)的冷卻是借助于鼓風(fēng)機(jī)和空氣進(jìn)氣管道來(lái)實(shí)現(xiàn)的，鼓風(fēng)機(jī)由一臺(tái)20hp、3450r／rain的防爆交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
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