随着油田开发的不断深入,井下技术状况日益复杂,大修工作量逐年增加,其中位于生活区、敏感区域的待大修井越来越多,因井场狭小受设备条件所限,导致这部分井无法及时处理,长期积压待大修。这些井不能及时处理,严重影响注采平衡,部分井区套损加剧,易形成区域套损,影响油田采收率和开发效果。使用顶驱修井技术开展受限井大修施工,可避免拆迁建筑物、改迁高压线、维修道路和改造井场。而现有的钻井顶驱设备需要与钻井井架(高度30米以上)相匹配,施工时须使用专用导轨释放扭矩,常规作业机无法满足要求。本文根据小体积的顶驱设备的性能,研究并设计了一套电驱动修井顶驱设备,根据负载大小,采用功率法和扭矩法调整机构转速,实现自动调整;并依据井下管柱及问题处理情况,确定最大扭矩,按照功率法推算出最大额定功率,研究过载保护装置,实现平稳操作,不损伤套管,不会出现次生事故。并优化循环系统结构设计,实现循环系统与冷却系统各自独立,互不影响,不受循环介质限制,延长修井顶驱使用寿命,方便维修,便于操作。同时,研究修井顶驱井控配套技术,实现顶驱修井过程中的井控全过程控制;研究顶驱倒扣切割工艺技术,处理被卡管柱,修复套管,实现拔不动大修井施工;研究顶驱磨铣套铣工艺技术,实现套损井的修复和井下复杂落物的打捞。研究使用油管串和小钻杆串等钻具串传输扭矩,实现与顶驱和常规作业机的合理匹配,确定最为合理的钻具串;研究常规作业机和修井顶驱配套使用的磨铣、套铣、冲砂、倒扣和切割等工具。