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国外先进顶驱及其未来发展 当今世界各国的石油开采都离不开顶驱，何为顶驱？顶驱的全称为顶部驱动钻井装置TDS，是美国、法国、挪威近20年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统。它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。该系统显著提高了钻井作业的能力和效率，并已成为石油钻井行业的标准产品。自20世纪80年代初开始研制，现在已发展为最先进的整体顶部驱动钻井装置IDS，是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一。目前全世界已有上千万台顶部驱动钻井装置在海上和陆地使用，充分显示了它的强大生命力。 一·顶驱的研制成功-历史性的跨越 20世纪初，美国人首先应用旋转钻井法钻油井获得成功，常规钻机由转盘带动方钻杆进行钻进，较顿钻是历史的飞跃。据统计，在美国有63%的石油井是用旋转钻井法打成功的，转盘钻井方式立下了历史性的巨大功劳。但在延续近百年的钻盘钻井方式中，它也有两个突出的矛盾未能得到有效解决。其一，由于起下钻不能及时实现循环旋转功能，遇上复杂地层，或是岩屑沉淀，往往造成卡钻。卡钻成了长期困扰钻井工人的问题。我国近千台钻机，每年因卡钻造成的损失难以计数。其二，由于常规钻机在钻进中依靠转盘推动方钻杆旋转送进，方钻杆的长度限制了钻进深度，故每次只能接单根，因而费工、效率低，劳动强度大。而所谓的顶部驱动，则是把钻机动力部分由下边的转盘移到钻机上部水龙头处，直接驱动钻具旋转钻进。由于取消了方钻杆，无论在钻进过程中，还是起下钻过程中，钻柱可以保持旋转以及循环钻井液。因而，由于各种原因引起的通卡遇阻事故均可以得到及时有效的处理。同时，可以进行立根钻进，大大提高了钻速，平均提高钻井时效25％左右。国外于1982年采用顶部驱动钻井装置第一次成功地钻了一口井斜32度、井深2981m的定向井，之后，迅速发展，不仅在海洋及深井、定向井采用，而且在2000m钻机上也开始大批应用，全世界陆续已有上千台顶部驱动钻井装置在海上和陆上使用，显示了势不可挡的强劲势头。生产顶部驱动钻井装置的厂商也由当初的美国、挪威扩展到法国、加拿大等4个国家的7家公司。之后，中国、英国也加人到顶部驱动装置的生产行列，人类实现了钻机自动化进程的阶段性跨越。 总之，顶部驱动钻井装置是当今石油钻井中的前沿技术与装备，是近代钻井装备的三大技术成果之一，另两项技术成果为交直流变频电驱动系统（AC-SCR-DC电驱动）和井下钻头增压系统。 二·挪威MH公司顶部驱动钻井系统 挪威MH（Maritime Hydraulics）公司从1984年开始研制海上钻井平台用的DDM系列重型顶部驱动钻井装置，如DDM-650型、DDM-HY-650型、DDM-HY-500型、DDM-EL-500型多种顶部驱动钻并装置，为适应陆地钻井的要求，MH又研制了PTD系列的轻便式顶部驱动钻井装置，现分述如下。 1．DDM-650型顶部驱动钻井系统 DDM-650型产品就是MH公司首先研制的顶部驱动钻井系统。DDM-650型顶部驱动钻井系统由15个部件组成： 1）水龙头。Wirth公司 6500 kN水龙头;2）电动机。交流电动机，采用调频变速。也可用直流电动机；3）齿轮减速器：是根据Wirth公司转盘设计准则进行设计的；4）机械齿轮销。由遥控进行操作；5）钻杆操纵接头。气动或液压驱动均可；6）钻杆操纵旋转环。带有滚动轴承；7) 吊卡定位电动机。可将钻杆操纵装置自动退回到预定位置；8）液压缸。液压缸具有两种功能，一是提升悬挂器，另一个功能是提升伸缩接头；9）悬挂器。名义载荷为6500 kN，带有凸台悬挂吊环，其悬挂器杆可以垂直移动 600mm；10）吊卡游动执行机构。用于鼠洞（放方钻杆用）上扣联接钻杆接头；11）伸缩接头。在垂直方向可以伸缩500 mm，主要用于公接头进入母接头或者提出工具接头；12）伸缩接头支撑组。用于支撑防喷器操作器和扭矩扳手以及垂直伸缩运动伸缩接头；13）远距离控制阀。由液压操作器进行控制；14）扭矩扳手。适用于φ120.65~φ196.85的钻杆卸扣，卸扣扭矩为82.95kN?m15）钻杆吊卡。MH型气动吊卡。 DDM-650型顶部驱动钻井系统额定载荷为6500kN，最高工作转速为290 r/min，交流电动机功率为760kw，利用变频调速（直流电动机功率为740 kw）。液压动力装置550 kw，油压16 MPa，排量 160 L/min。 2．液压顶部驱动钻井系统系列产品 近些年来，挪威MH公司利用本公司擅长的液压技术又研制了液压驱动顶部驱动钻井系统，目前已发展成为3种系列产品。 l）DDM-HY-650型顶驱是一种大扭矩结构形式顶部驱动钻井装置，最大载荷为6500 kN，液压