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成果推介

DQ20Y1液压顶部驱动钻井装置*

刘勇1席栋1顾芳2

1.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石油机械厂；2.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司

摘要：顶部驱动钻井装置是动力从钻具的顶部直接驱动钻具进行旋转钻进的装置，具有较强的自动化工作能力和较高的作业效率，是欠平衡钻井、套管钻井、大斜度钻井、水平钻井等多种钻井工艺重要的支持装备。DQ20Y1液压顶部驱动钻井装置设计理念先进，实现了顶驱产品的小型化，配套建立了试验的方法及实验设备，达到闭式液压传动与电液扭矩限定精确控制水平，液压系统及液力传动系统的散热效果较好。产品符合API及国内行业相关标准，经性能测试主要性能参数达到国际先进水平，经工业试验和生产应用，特别适合于中浅井钻机或修井机配套使用。装置设计钩载1350kN(150t),额定扭矩25kN·m,卸扣扭矩55kN·m(最大值),背钳夹持范围为φ73.025~φ127mm钻杆，转速为0~160r/min,IBOP工作压力为35MPa,主体重量为5t。该装置是目前国内唯一定型生产的2000m顶驱装置。

关键词：液压顶驱钻井装置性能应用DOl:10.3969/j.issn.1002-302x.2013.03.011

中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石油机械厂在进行了大量市场调研的基础上，2006年与中国石油勘探开发研究院合作开展了DQ20Y1液压顶部驱动钻井装置的研制工作，2008年完成了工业试验，2009年通过中国石油天然气集团公司专家组鉴定，2010年实现定型生产。

DQ20Y1顶部驱动钻井装置结构紧凑、布局合理，获外观设计国家专利。其创新点：一是多档位液压减速装置不同于传统的液压直驱结构，具有多种扭矩工况可供选择，特别适合复杂工况钻井；二是直线浮动式背钳设计区别于常规的环形背钳结构，结构简单、工作可靠。

1技术原理、结构与性能

所谓顶部驱动钻井装置，就是动力从钻具的顶部

*中国石油天然气集团公司2012年度自主创新重要产品。

直接驱动钻具旋转钻进的一种钻井装置，可以使用一个立根进行钻进、划眼和循环，降低了钻具卡钻和井眼报废的风险，提高了井控作业和钻杆处理的安全性及作业效率(比转盘驱动方式提高效率15%～40%),并极大地改善了工人的作业条件。由于顶驱具有较强的自动化工作能力，同时也是欠平衡钻井、套管钻井、大斜度钻井、水平钻井及老井开窗钻井等许多新的钻井工艺重要的支持装备，所以该装置的成功研制对促进钻井技术向自动化、智能化方向发展具有重要的意义。顶驱装置已成为现代钻机的标准配置。

DQ20Y1顶驱装置采用液压驱动、电液控制；驱动部分由液压马达和行星减速机构成；提升系统采用双负荷通道，回转头动静密封采用进口密封件；管子处理装置可实现360°回转，直线浮动式背钳工作可靠；IBOP可实现手动控制和远程控制；电控系统采用现场

基金项目：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“重大钻井技术集成配套与现场装备试验”之专题“DQ20/30Y液压顶驱系列产业化”(编号：2012D-4406-09)。

获专利情况：“液压顶驱”(专利号：ZL200930237932.8)获国家外观设计专利；“钻柱防松装置”(专利号：ZL200920216856.7)、“直线浮动式背钳”(专利号：ZL200920216855.2)、“多档位减速装置”(专利号：ZL200920216854.8)获国家实用新型专利。

获奖情况：“DQ20Y1顶部驱动钻井装置”2010年获中国石油集团渤海石油装备制造有限公司科技进步一等奖。

第一作者简介：刘勇，1964年生，1982年毕业于华油总技校，1989年毕业于华北石油职工大学矿机专业，工程师，注册设备监理师，从事石油钻井、修井机械设计制造工作。E-mail:lyong01@

46石油科技论坛·2013年第3期

刘勇等：DQ20Y1液压顶部驱动钻井装置

单导轨平衡机构辅助系统阀组总线PLC逻辑控制，系统控制与监测完备，具有故障

单导轨

平衡机构

辅助系统阀组

DQ20Y1顶部驱动钻井装置的主要技术参数如下：

液压换档阀组动力水龙头最大钩载为1350kN(