DQ40顶驱在水平井中的应用

董 岩

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413）

1 DQ40顶驱的简要结构与技术特点

1.1 DQ40顶驱的简要结构

顶驱由主机和电控系统两大部分组成。主机包括：调速系统、管子处理系统、液压系统、配套部件；电控系统包括：电控房、司钻台、中转箱、电缆和连接器。其简要结构如图1所示。

1.2 DQ40顶驱的技术特点

1.2.1 安装快捷

传统顶驱采用分段式导轨结构，安装时需要一段一段提起，通过销子人工进行连接，这种连接方式在恶劣工况下难以施工。

采用一体式折叠型导轨，安装时只需将导轨提起，导轨受重力在钢丝绳的作用下自动完成安装，省时省力。

1.2.2 尺寸小重量轻

齿轮箱作为整个顶驱几何位置的中心，它决定整个顶驱的径向尺寸。在保证强度的前提下，材料选用上一级材料，使它的大小缩小到80%左右，既减重又增大了井架与顶驱之间的间隙。

轴向方面，顶驱装置中的防喷器采用一体式，省去了自动式与手动式连接处的防松装置，从而在长度上减小了1/10。从而确保顶驱可使用常规水龙头吊环。

2 现场应用方案

2.1 应用井概况

源X井、源Y井、树X井进行了现场应用(表1)，以树X井为例，树X井是位于松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷郝家粉房构造开发水平井。泉二段及其以下地层多为砂砾岩、火山岩及变质岩等致密性岩石，可钻性差。嫩五段至嫩三段地层，硬夹层较多；嫩一段，姚二、三段地层泥岩中夹薄层砂岩或油页岩，易斜。扶杨油层受注水井影响，地层压力较高，易喷。为减少井下复杂情况发生率，决定使用DQ40顶驱。

该井总进尺2847m，井斜88.61°，方位167.3°，共9趟钻，平均机械钻速12.25m/h，应用顶驱累计运转880h无故障，无维修等停时间。未发生任何井下复杂情况。提高钻完井工作效率约30%。

2.2 正常钻进及造斜应用情况

该井于2017年7月12日0：00正式开始一开钻进，2017年8月9日16：00三开钻进结束。全程使用DQ40顶驱，纯钻进累计使用343h,上扣扭矩达到25kN·m，卸扣扭矩45kN·m，最大循环压力35MPa，对比邻井资料，提速60%。

该井1333m开始造斜，造斜段使用DQ40顶驱的“点动控制”功能，司钻单独定向控制工具面角，实现了定向井工具面角度的自动、精确定位，取代了使用液压大钳摆工具面的粗糙定位方式，提高造斜精度与效率。

表1 DQ40顶驱水平井应用统计

图1 DQ40顶驱结构

2.3 下套管应用情况

该井于2017年8月15～18日下套管，共下入套管351根，工作人数由4人减少到2人，机械臂前倾角30°，后倾角50°，满足井队下套管需求。

2.4 总体效果

DQ40顶驱在树X井全井应用62d，累计运行880h，实现了司钻集中控制、卸扣、防喷、抓送钻具、主轴角度调整等操作，倒划眼提高了钻机处理复杂的能力，起下钻下套管作业由4人减少为2人。总共减少了60%钻进时间，提高钻完井工作效率约30%。

3 结论和建议

（1）顶驱主机、导轨、电缆安装便捷，与钻机匹配良好。使用1d的时间完成顶驱安装与联调。系统布置规范，实现电控房自动运转和司钻的集成控制，主动力系统实现无极调速，满足钻井复杂工艺要求。

（2）进行顶驱下套管作业，顺利下入套管2777m。顶驱悬挂滑轮下入测井工具，完成表层套管测井。

（3）顶驱点动控制功能提高定向钻进效率。触摸点动控制按钮实现2r/m in低速转动微调，松手后自动刹车。

（4）DQ40型顶驱先后完成了一开、二开、三开、下套管等一系列钻井作业。顶驱的提升系统、齿轮箱调速系统、电控系统、司钻控制系统、防喷防溅系统、背钳上卸扣系统、遥控机械臂、录井数据采集系统等均工作正常，确保了井队的顺利施工，设备长时间工作的可靠性得到钻井队、钻井监督的认可。

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