2 1世纪以来,国内外研究改进、开发创新了多种新型石油钻机,涌现了许多新结构、新技术。近年来,为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探和开发,美国、中国、德国、法国、加拿大、意大利、墨西哥和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。国内外在顶部驱动钻机、小井眼石油钻机、套管钻机、液压钻机、自动化钻机及钻机配套技术方面发展很快,一些技术已进入实用阶段。

　　1、 顶部驱动装置。顶部驱动钻井装置TDS(TOP DRIVE DRILLING SYSTEM),是美国、法国、挪威近2 0年来相继研制成功的一种顶部驱动钻井系统,取代了转盘带动方钻杆钻井的钻井技术。它可从井架上部空间直接旋转钻杆,沿专用导轨向下送钻具,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。顶部驱动钻机之所以得到较快发展,因为其具有以下几个方面的优势:

　　1) 立柱钻井,节约了三分之二的接单根时间。利用转盘带动方钻杆钻井时,受方钻杆的限制,每钻完9米左右就需要停泵接一个单根。而顶部驱动装置实现了立柱钻井,直接接上一根立柱就可以实现继续钻进,节约了三分之二的接单根时间。

　　2) 下钻划眼,不必再接方钻杆。在下钻过程中,如果遇到砂桥和缩径点,有了顶驱,就省去了接水龙头和方钻杆的准备时间,而且不需要把立柱甩成单根来划眼,在井架的任意高度,都可以坐上卡瓦,接上顶驱,随时开泵循环划眼,节约了钻井时间,减少了井下事故的发生。

　　3) 节约钻井成本。由于顶部驱动装置可以及时方便的处理井下事故,所以它允许钻井过程中使用较少、较便宜的钻井液和添加剂,这对占钻井成本近2 5%的泥浆药品来讲,无疑节约了不少钻井成本。

　　4) 设备安全。顶部驱动钻井装置采用马达旋转上扣,上扣平稳,并可从扭矩表上观察上扣扭矩,避免上扣扭矩过盈或不足。钻井最大扭矩的设定,使钻井中出现蹩钻扭矩超过设定范围时马达会自动停止旋转,待调整钻井参数后再正常钻进,避免设备超负荷长时间运转。