DQ70型顶驱钻井装置动力驱动系统研究

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1、2011年第4O卷油矿场机械第9期第21页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1O01-3482(2O11)09—0021—06DQ70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

2、机；动力水龙头；控制系统中图分类号：TE922文献标识码：AStudyingonPowerSystemofDQ70TopDriveDrillingSystemHANBing—qi。IILianfeng。GAODong—liang。WANGFa—yuan(Mechanical&ElectlicalEquipmentFactory，ChinaUniversity【)}Petroleum，Dongying257061，China)Abstract：TheproblemsandthedevelopmentsituationabouttheTDSi

3、nourcountryarede—scribed，andtheoperationalmodeisanalyzed．ThepowersystemofDQ70topdrivedrillingsystemwasprobedinto，andthemotorandthereducinggearinthelightoftherequirementofthedrillingrigwasdevise．Atestwasmadeinthelab，andtheeffectprovesthatthepowersystemhadasta—bleperformanc

4、e，agoodreliability，anditcouldrunsmoothly．Keywords：topdrivedrillingsystem；electricmotor；powerswivel；controlsystem顶驱钻井装置是2O世纪8O年代以来钻井设备钻井装置。发展的四大新技术之一，代表着钻井工艺技术、机电1顶驱钻井装置工况分析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在钻井过程中，钻柱处在内外充满钻井液的狭影响，已成为深井、复杂井钻井以及出国钻井作业的长井眼里工作，承受着拉、压

5、、弯、扭及液力等载荷，必配设备之一。我国从2O世纪80年代末开始顶驱钻柱的振动是横向、纵向及扭转振动的耦合，这些振钻井装置的研究工作，曾先后开发了DQ一60D型、动形式之间具有一定的相互约束和转化关系，钻柱DQ一20Y型、DQ70BS型、DQ30LHTY—Z型顶驱钻运动的动态过程十分复杂。从石油钻井现场随钻测井系统，其部分指标和性能均达到了国际水平。。。量和钻井工人观测的钻柱振动情况来看，钻柱的横由于我国顶驱技术研究起步较晚，现仍处于研制阶向振动在井底十分强烈，但是从井底向井口传递的段，目前生产的顶驱装置尚不能满足我国海洋和陆过程中衰减严

6、重，通常在井口部位测量和观测不到地石油钻井的需要，与国外相比仍有一定差距，顶驱横向振动发生，因此认为井口部位的振动响应为纵电机还依靠进口，且整体尺寸大、质量重、低速时电向和扭转耦合振动]。因此，在钻进过程中，顶驱主机功率因数低。因此，仍需进一步加强顶驱钻井技轴将受到纵向和扭转的耦合振动载荷。术，特别是顶驱动力驱动系统的研究，提高顶驱电机在起下钻的过程中，井眼中的钻头、钻铤、钻杆的功率利用率和传动系统的可靠性，开发新型顶驱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：201卜O3—28作者简介：韩兵奇(1978一)，男，河南清丰人，

7、工程师，硕士，主要从事石油机械方面的科研与教学工作。石油矿场机械2011年9月轴及减速箱体以向下的拉力。由于钻井液的阻尼作器传动比相当，且构件少，质量轻，传动效率更用，载荷基本保持恒定。高口。因此，顶驱减速装置采用三轴式星形内齿行在上卸扣及承受反扭矩时，顶驱将承受较大的星齿轮传动系统，可实现大减速比、小功率大转矩传旋转力矩。动。由于采用2块内齿板，使偏心力矩得到平衡，传顶驱钻井装置的作用是将电能转化为机械能，动平稳，自身振动极小。从钻杆顶部直接旋转钻柱，驱动钻具旋转，把扭矩经2．3控制系统钻杆传递到钻头，破碎岩石，实现钻进。在钻进过程2．

8、3．1SRD原理中，随着井深及地层情况的变化，要求转速可调。正开关磁阻电机驱动系统(SRD)主要由开关磁阻常作业时，转速为60～300r／rain，在打捞和取心作电机(SwitchedRelu