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Tesco頂驅設備特點概述

I. Tesco采用的永磁、無碳刷、同步電機與普通廠家采用的交流感應電機相比，具有以下特點：

1） 體積小、重量輕，每臺電機僅重395磅（179公斤），是交流感應電機重量的八分之一到十分之一左右。

2） 抗震擊性能好，曾經在加拿大肯廷鉆井公司進行打井時經歷了39天連續震擊（跳鉆），電機及整個頂驅的載荷通道均未受到任何影響。產生永磁電機的Kaman電磁公司還成功的為荷蘭皇家海軍進行了60倍于重力加速度的三軸（三維）滿負荷沖擊試驗，結果證明對永磁電機沒有損害，沒有性能降級。這一點采用交流感應電機的其他廠家是無法相比的。

3） Tesco電機中的轉子上無線圈，因此電機產生的熱量比交流感應電機要少。

4） Tesco電機中的轉子僅83磅重，故電機能以較低的啟動電流啟動，對電網動力要求較低。另外，電機從最高轉速2860rpm在不到5秒鐘之內就可以停住，因此電機無需慣性剎車。

5） 永磁電機不需外接交流電產生它的磁場，轉子周圍有28塊釹鐵硼永久磁鐵。因此，當定子磁場以1rpm這樣慢的速度旋轉時，轉子也能以1rpm的轉速同步跟進。而交流感應電機屬于異步電機，其中的轉子旋轉的速度總略慢于磁場旋轉的速度。其特性決定了此類電機適合恒速大扭矩輸出，在低電機轉速的情況下，它很難準確控制轉速以及非常穩定的控制扭矩。

6） 當永磁電機處于零轉速時，它可向鉆柱施加全扭矩，而且能夠連續施加全扭矩持續無限長的時間。這一特點對于特殊作業非常有幫助：在倒扣作業的時候，不僅需向被卡鉆柱施加很大的反扭矩，而且需要持續足夠長的時間。而交流感應電機在零轉速下持續施加全扭矩時，它所施加的扭矩小于最大扭矩，它所施加的扭矩只能持續有限時間，不足以完成倒扣作業，因此必須借助抓握器（背鉗）來代替它的電機鎖定反扭矩，但這樣一來就無法測定反扭矩的數值，且不便釋放扭矩。而Tesco的電機由控制系統慢慢的釋放反扭矩。

7） Tesco電機為全密閉式，無論電閃雷鳴，刮風下雨均不會受影響。而普通電機的控制電纜易受雨水影響。

II. Tesco的頂驅驅動控制系統采用冗余的MD500系統，即每臺電機都有一套獨立的驅動控制系統，這就比原來的一對二系統多了一套控制系統，更確保了頂驅系統不中斷作業的能力。

III. Tesco的電機采用乙二醇/水（50/50）的混合液進行冷卻，其效率比空氣冷卻高得多，密封性很好，從未出現任何滲漏現象。所以Tesco的電機可以在-60°C 到 55°C的惡劣環境下工作，最高工作溫度為180°C，而其他廠家電機的工作溫度僅為160°C。

IV. Tesco頂驅擁有兩項世界專利：扭矩導軌系統和水平位移機構。扭矩導軌沒有采用滾動性部件，而是用高分子量聚氨脂作扭矩襯套。這種方式的好處是無需保養，無需上潤滑脂。水平位移機構只有Tesco頂驅才具備，而其他廠家的水平位移機構需要移動整個導軌，而且移動后的導軌與鉆臺面不垂直，故從小鼠洞連接不容易對扣，而且容易損壞鉆具絲扣。

V. Tesco將輔助液壓系統放置在地面，而其他廠家將整個輔助液壓系統甚至包括油箱以及所有的管線均放置在頂驅殼體內部，這種布局有兩缺點：

1） 頂驅工作時頂驅內部工作條件惡劣，在跳鉆、震擊時表現的更加突出，這種環境會對液壓系統的管線、接頭和閥件造成威脅，更是生產的故障隱患。

2） 這種布局的頂驅，只有在停機的情況下才能對液壓系統進行檢查和維修。

相比之下，Tesco的液壓系統的布局更加合理安全，并可以在不中止頂驅運轉的情況下進行維護維修。

3） 有的頂驅將液壓動力源及油箱均裝在頂驅主體內，由于頂驅本體較小，因此勢必會以犧牲液壓動力源的效率為代價，且極容易產生過熱現象，其液壓系統的工作壓力僅為1,500 psi, 而Tesco的液壓系統的工作壓力達2,000 psi, 且從未產生過熱現象。

VI. Tesco的頂驅中心管可在鉆井現場就可拆卸下來，對于技術較熟練的機械工人來說，僅需2 – 3個小時的時間即可完成這項工作。這對于需對頂驅進行無損探傷試驗而言無疑是一大優點。有的頂驅需先將頂驅齒輪箱拆卸后才能將中心管取出，甚至需要花費至少一整天的時間。

VII. Tesco的冷卻系統中添加了即可以降低電控機房內的室內溫度，又可以排除冷凝水結露的散熱泵系統，使頂驅系統在異常潮濕的地區亦能正常運轉。這種散熱泵系統與傳統的空調器相比具有密封性強的特點。只需將它安裝在電控機房內即可，由于它的熱交換板始終保持低于冷卻電子模塊及電路板的冷極板的溫度，故冷極板上不會結露。它所產生的熱通過冷卻系統中的冷卻液帶走，因此，散熱泵系統是冷卻系統的延伸，即它的安裝無需在機房的墻壁上打孔。

而安裝空調器則需在機房墻壁上打孔，因此，在氣候惡劣的環境下，塵土，塵埃，潮氣，水及其他氣態物質極易進入電控機房內，造成短路或電子模塊被擊穿。這種高強度的密封性不僅對頂驅系統的運行很重要，而且對頂驅系統的存放和運輸亦很重要。 

VIII. Tesco的Power/Electronics Module（動力/電子模塊）中還安裝了UPS（不間斷電源）以應付在停電或斷電的情況下依然能確保對頂驅系統的控制。

IX. Tesco的頂驅系統中還安裝了內置式Power Quality Module（動力質量模塊）以確保當來自電動鉆機的三相交流電出現瞬時超高電壓時起到保護的作用。它還能給頂驅系統提供很高的容限，即當輸入電壓在550 – 700伏的范圍內時容許它通過而不會因電壓的波動而跳閘。既確保了頂驅系統不受被擊穿的損害，又不致因一般電壓的波動而頻繁的跳閘。

X. 在頂驅齒輪箱中增加了特殊花鍵（Dry Spline），使頂驅在更換或拆卸中心管時，齒輪箱中的齒輪油不會外瀉，既節省了齒輪油，又滿足了環保要求。

XI. 增加了GE Fanuc PLC可編程邏輯控制器及Versamax勵磁控制器并通過通訊電纜將兩者相連并向司鉆控制臺輸入指令。

XII. 對頂驅系統進行診斷監測的筆記本電腦的應用軟件進行了升級。