DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究.docxVIP

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2024-12-20 发布于山东
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DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究.docx

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2011年第40卷第9期第21页2011,40(9):21～26石油矿场

2011年第40卷第9期第21页

2011,40(9):21～26

OILFIELDEQUIPMENT

文章编号：1001-3482(2011)09-0021-06

DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究

韩兵奇，李连峰，高栋梁，王发元

(中国石油大学(华东)机电装备教学实习总厂，山东东营257061)

摘要：阐述了我国顶驱钻井装置的研究状况及存在的问题，分析了顶驱装置的实际工况。根据钻机对顶驱装置的要求，探讨了DQ70型顶驱钻井装置的动力驱动系统方案，设计了顶驱电机及其减速机构，并在实验室进行了试验。结果表明，该系统性能稳定，运行平稳，可靠性高。

关键词：顶驱钻井装置；电动机；动力水龙头；控制系统中图分类号：TE922文献标识码：A

StudyingonPowerSystemofDQ70TopDriveDrillingSystem

HANBing-qi,LILian-feng,GAODong-liang,WANGFa-yuan

(MechanicalElectlicalEquipmentFactory,ChinaUniversityofPetroleum,Dongying257061,China)

Abstract:TheproblemsandthedevelopmentsituationabouttheTDSinourcountryarede-scribed,andtheoperationalmodeisanalyzed.ThepowersystemofDQ70topdrivedrillingsystemwasprobedinto,andthemotorandthereducinggearinthelightoftherequirementofthedrillingrigwasdevise.Atestwasmadeinthelab,andtheeffectprovesthatthepowersystemhadasta-bleperformance,agoodreliability,anditcouldrunsmoothly.

Keywords:topdrivedrillingsystem;electricmotor;powerswivel;controlsystem

顶驱钻井装置是20世纪80年代以来钻井设备发展的四大新技术之一，代表着钻井工艺技术、机电液一体化石油专用设备的最高水平和21世纪钻井设备的发展方向，它对钻井技术的进步有着巨大的影响，已成为深井、复杂井钻井以及出国钻井作业的必配设备之一。我国从20世纪80年代末开始顶驱钻井装置的研究工作，曾先后开发了DQ-60D型、DQ-20Y型、DQ70BS型、DQ-30LHTY-Z型顶驱钻井系统，其部分指标和性能均达到了国际水平1-7]。由于我国顶驱技术研究起步较晚，现仍处于研制阶段，目前生产的顶驱装置尚不能满足我国海洋和陆地石油钻井的需要，与国外相比仍有一定差距，顶驱电机还依靠进口，且整体尺寸大、质量重、低速时电机功率因数低。因此，仍需进一步加强顶驱钻井技术，特别是顶驱动力驱动系统的研究，提高顶驱电机的功率利用率和传动系统的可靠性，开发新型顶驱

钻井装置。

1顶驱钻井装置工况分析

在钻井过程中，钻柱处在内外充满钻井液的狭长井眼里工作，承受着拉、压、弯、扭及液力等载荷，钻柱的振动是横向、纵向及扭转振动的耦合，这些振动形式之间具有一定的相互约束和转化关系，钻柱运动的动态过程十分复杂。从石油钻井现场随钻测量和钻井工人观测的钻柱振动情况来看，钻柱的横向振动在井底十分强烈，但是从井底向井口传递的过程中衰减严重，通常在井口部位测量和观测不到横向振动发生，因此认为井口部位的振动响应为纵向和扭转耦合振动8]。因此，在钻进过程中，顶驱主轴将受到纵向和扭转的耦合振动载荷。

在起下钻的过程中，井眼中的钻头、钻铤、钻杆等钻具的全部重力将作用在顶驱主轴上，给顶驱主

收稿日期：2011-03-28

作者简介：韩兵奇(1978-),男，河南清丰人，工程师，硕士，主要从事石油机械方面的科研与教学工作。

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