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顶驱控制系统 交流电传动控制系统 交流电传动控制系统 顶驱控制系统 一、顶驱介绍 顶部驱动装置（简称顶驱）实现钻 井工艺中的钻井、上扣、卸扣等各 种功能的装备。 机械液压部分 电气部分 二、顶驱的机械和液压部分 主电机和风机电机系统 减速箱部分 主轴 提环部分 鹅颈管部分 单导轨和滑车部分 IBOP装置 背钳部分 刹车装置 回转装置 倾斜油缸装置 液压源电机 平衡油缸 储能器及移运架等 下面一一介绍其结构组成和功能。 1、主电机和风机电机系统 两台主电机并排安装在齿轮箱上，电机为双轴伸 结构，下端联结主传动小齿轮，上端联接刹车装置。 每个主电机可以通过变频调速系统无级调速。 主电机 为交流变频专用电机，可承受6g 的振动。采用牢固的 铸钢机座外壳结构，强度大，减小了电机运行时的振 动。电机绝缘采用Class F绝缘材料以及100 ％环氧树 脂的真空压力浸渍，并采用开式脂润滑防磨轴承。 在 主电机的上方装有风冷电机，由功率为5.5 kW 的隔爆 三相交流异步电机驱动。风机转动后将风从盘式刹车 外壳处的吸风口吸入（该吸风口也是减速箱润滑系统 的热交换器，这样就同时给润滑油散热了），通过风 道压至主电机上部的入风口内，然后通过电机内部， 由下部的出风口通过双层金属网排出，从而实现对主 电机的强制风冷。 在主电机内部装有温度传感器，用 于监测和保护主电机。 2、减速箱机构 减速箱在顶驱中是非常重要的部件。该减 速箱采用二级齿轮传动，传动比大，为10.5： 1。两对齿轮均为斜齿轮，传递扭矩大，噪音 低，以适应电机崩扣时大扭矩的要求。减速箱 的润滑系统采用油泵强制润滑。润滑泵为摆线 齿轮结构，可逆式，由一个主电机输出轴驱动 ，正反转都可输出润滑油。 3、主轴 主轴系统是顶驱的主要组成部分，通 与减速箱中的齿轮和主轴上齿轮的咬合， 由主电机驱动其转动，从而实现主轴带动 钻杆打井的各种工况。 4 、提环部分 提环为整体式水龙头提环，在 顶驱中是非常重要的承载零部件。 顶驱的总体重量都由提环负担。提 环通过提环销与减速箱相连，上面 吊在游车大钩上。 5、鹅颈管部分 鹅颈管是钻井液的通 道，安装在冲管支架上。鹅 颈管下端与冲管相连，上端 打开后可以进行打捞和测井 等工作。鹅颈管鹅嘴端通过 S型管与水龙带相连，是钻 井液的入口。 6、IBOP装置 内防喷器（Internal Blowout Prevent ,即IBOP ）的作用是：当井内压 力高于钻柱内压力时， 可以通过关闭内防喷器 切断钻柱内部通道，从 而防止井涌或者井喷的 发生。 7、背钳机构 背钳主要由夹紧系统、悬挂系统和扶正部分组成。 夹紧系统是背钳的功能部分，它由液压缸、前后端盖、活塞、钳牙座 和钳体等 零部件组成，夹紧时，液压缸进油，推动活塞向前移动，当钳牙接触到 钻杆后，活塞停止运动，液压力推动液缸向后移动，带动前侧钳牙夹住 钻杆。主轴旋转完成上/卸扣的动作。 8、回转机构 回转头上端与减速箱相接 ，独立于主轴运动，其结构见 图所示。回转头的转动是靠液 马达带动大齿轮驱动的，回转 头可以作顺时针、逆时针两个 方向的运动，带动吊环吊卡转 动，以便适应去鼠洞抓取单根 ，以及在主体上移至二层台时 对准钻杆排放架。 9、倾斜机构 由倾斜油缸推动 吊环吊卡作两个方 向的运动，可实现 前倾、后倾，并具 有自动复位功能使 吊环吊卡自动复位 到中位。前倾可伸 向鼠洞或二层台抓 放钻杆；后倾的作 用是使吊卡回