张军巧，李美华，齐建雄，赵春晖，楚 飞，孙明寰，王洋绅

(北京石油机械有限公司，北京 102206)

顶部驱动钻井装置(以下简称顶驱)安装在井架上部，可以沿导轨上下移动，进行旋转钻杆、循环钻井液、接立根、上卸扣和倒划眼等多种钻井作业。它取代传统的转盘+方钻杆系统，极大减少了钻柱遇阻、卡钻等复杂情况的发生，显著提高了钻井作业的效率。顶驱是当今石油钻井的前沿技术与装备，已在陆地和海洋钻井中得到广泛应用，尤其在深井、水平井、大斜度井等高难度井的作业中显示出较高的技术先进性。随着油气勘探开发的环境越来越恶劣，难度越来越大，顶驱已成为钻深井、超深井和特殊工艺井的标配产品[1-5]。

为适应顶驱的发展趋势，降低能源消耗和生产成本，提高传动效率和可靠性，北京石油机械有限公司在充分吸收国内外顶驱先进技术和经验的基础上，采用机电融合技术，把主轴与电机进行集成，开发出由变频电机直接驱动主轴旋转的顶部驱动钻井装置(以下简称直驱顶驱)。本文介绍了该直驱顶驱的结构、特点、试验情况。

1 设计要求

1.1 遵循标准

直驱顶驱的设计既要满足正常钻井工艺的要求，还要符合相应的标准和规范要求。设计过程中遵循的主要标准有[6-9]：API Spec 8C-2012《钻井和采油提升设备规范(PSL1和PSL2)》、GB/T19190-2013《石油天然气工业钻井和采油提升设备》、GB/T 31049-2014《石油钻机顶部驱动钻井装置》、SY/T5288-2000《钻采提升设备的主要连接尺寸》。

1.2 适应环境

4 500 kN直驱顶驱需满足陆地和海洋各种钻井工况的要求。……