背钳装置作为顶驱系统的关键部件,其主要作用是通过夹紧钻杆配合主传动系统完成钻杆的上扣和卸扣,从而辅助顶部驱动系统(以下简称“顶驱”)完成钻井任务。本文所述背钳装置是根据钻井的实际工况,在借鉴国内外先进顶驱系统背钳装置的基础上,针对半潜式平台用15000m钻井包顶驱系统对背钳提出的高扭矩、高可靠性和安全性的要求,是专为该系统开发研制出的配套装置。该装置集机械、电气、液压于一体,能够很好的适应15000m的钻井深度,适用于外径尺寸在4.5~10in所有钻杆,结构安全可靠、整体性好、对中精准、通用性强。

针对铁钻工旋扣钳在使用中存在的问题,研制了铁钻工旋扣钳升降补偿系统,解决了卸扣过程中压力传感器信号不准确的问题,避免了磨扣对丝口的损伤;管具在上扣或卸扣过程中,旋扣钳能够随管具上下移动,旋扣结束后旋扣钳能够自动复位。经现场试验,验证了该系统的有效性。

常规套管钳上扣时极易在套管表面形成牙痕,这些牙痕入井后在硫化氢等化学物质的腐蚀下逐渐扩大,对套管柱形成较大的质量隐患,如何实现无牙痕上扣是井场亟待解决的问题。文中设计了一种无牙痕钳头,该钳头通过采用非金属弹性材料作为钳牙,增大钳牙与套管间的接触面积,降低钳牙与套管间的压强,从而实现无牙痕上扣,并且可以与常规套管钳配套使用。现场应用结果表明,使用该钳头上扣时套管表面没有损伤,且操作简便,安全性高。