DQ40頂驅(qū)在水平井中的應用

董 巖

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江大慶163413）

1 DQ40頂驅(qū)的簡要結(jié)構(gòu)與技術特點

1.1 DQ40頂驅(qū)的簡要結(jié)構(gòu)

頂驅(qū)由主機和電控系統(tǒng)兩大部分組成。主機包括：調(diào)速系統(tǒng)、管子處理系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、配套部件；電控系統(tǒng)包括：電控房、司鉆臺、中轉(zhuǎn)箱、電纜和連接器。其簡要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 DQ40頂驅(qū)的技術特點

1.2.1 安裝快捷

傳統(tǒng)頂驅(qū)采用分段式導軌結(jié)構(gòu)，安裝時需要一段一段提起，通過銷子人工進行連接，這種連接方式在惡劣工況下難以施工。

采用一體式折疊型導軌，安裝時只需將導軌提起，導軌受重力在鋼絲繩的作用下自動完成安裝，省時省力。

1.2.2 尺寸小重量輕

齒輪箱作為整個頂驅(qū)幾何位置的中心，它決定整個頂驅(qū)的徑向尺寸。在保證強度的前提下，材料選用上一級材料，使它的大小縮小到80%左右，既減重又增大了井架與頂驅(qū)之間的間隙。

軸向方面，頂驅(qū)裝置中的防噴器采用一體式，省去了自動式與手動式連接處的防松裝置，從而在長度上減小了1/10。從而確保頂驅(qū)可使用常規(guī)水龍頭吊環(huán)。

2 現(xiàn)場應用方案

2.1 應用井概況

源X井、源Y井、樹X井進行了現(xiàn)場應用(表1)，以樹X井為例，樹X井是位于松遼盆地中央坳陷區(qū)三肇凹陷郝家粉房構(gòu)造開發(fā)水平井。泉二段及其以下地層多為砂礫巖、火山巖及變質(zhì)巖等致密性巖石，可鉆性差。嫩五段至嫩三段地層，硬夾層較多；嫩一段，姚二、三段地層泥巖中夾薄層砂巖或油頁巖，易斜。扶楊油層受注水井影響，地層壓力較高，易噴。為減少井下復雜情況發(fā)生率，決定使用DQ40頂驅(qū)。

該井總進尺2847m，井斜88.61°，方位167.3°，共9趟鉆，平均機械鉆速12.25m/h，應用頂驅(qū)累計運轉(zhuǎn)880h無故障，無維修等停時間。未發(fā)生任何井下復雜情況。提高鉆完井工作效率約30%。

2.2 正常鉆進及造斜應用情況

該井于2017年7月12日0：00正式開始一開鉆進，2017年8月9日16：00三開鉆進結(jié)束。全程使用DQ40頂驅(qū)，純鉆進累計使用343h,上扣扭矩達到25kN·m，卸扣扭矩45kN·m，最大循環(huán)壓力35MPa，對比鄰井資料，提速60%。

該井1333m開始造斜，造斜段使用DQ40頂驅(qū)的“點動控制”功能，司鉆單獨定向控制工具面角，實現(xiàn)了定向井工具面角度的自動、精確定位，取代了使用液壓大鉗擺工具面的粗糙定位方式，提高造斜精度與效率。

表1 DQ40頂驅(qū)水平井應用統(tǒng)計

圖1 DQ40頂驅(qū)結(jié)構(gòu)

2.3 下套管應用情況

該井于2017年8月15～18日下套管，共下入套管351根，工作人數(shù)由4人減少到2人，機械臂前傾角30°，后傾角50°，滿足井隊下套管需求。

2.4 總體效果

DQ40頂驅(qū)在樹X井全井應用62d，累計運行880h，實現(xiàn)了司鉆集中控制、卸扣、防噴、抓送鉆具、主軸角度調(diào)整等操作，倒劃眼提高了鉆機處理復雜的能力，起下鉆下套管作業(yè)由4人減少為2人?？偣矞p少了60%鉆進時間，提高鉆完井工作效率約30%。

3 結(jié)論和建議

（1）頂驅(qū)主機、導軌、電纜安裝便捷，與鉆機匹配良好。使用1d的時間完成頂驅(qū)安裝與聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)布置規(guī)范，實現(xiàn)電控房自動運轉(zhuǎn)和司鉆的集成控制，主動力系統(tǒng)實現(xiàn)無極調(diào)速，滿足鉆井復雜工藝要求。

（2）進行頂驅(qū)下套管作業(yè)，順利下入套管2777m。頂驅(qū)懸掛滑輪下入測井工具，完成表層套管測井。

（3）頂驅(qū)點動控制功能提高定向鉆進效率。觸摸點動控制按鈕實現(xiàn)2r/m in低速轉(zhuǎn)動微調(diào)，松手后自動剎車。

（4）DQ40型頂驅(qū)先后完成了一開、二開、三開、下套管等一系列鉆井作業(yè)。頂驅(qū)的提升系統(tǒng)、齒輪箱調(diào)速系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、司鉆控制系統(tǒng)、防噴防濺系統(tǒng)、背鉗上卸扣系統(tǒng)、遙控機械臂、錄井數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等均工作正常，確保了井隊的順利施工，設備長時間工作的可靠性得到鉆井隊、鉆井監(jiān)督的認可。

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