顶部驱动钻井相较于传统转盘钻井而言,显著提高了钻井作业的效率和能力,这种钻井方法更加可靠、高效,顶驱钻井装置也已成为石油钻井作业应配备的设备之一。在钻井施工作业中安全生产是至关重要的,但是在安装使用具有诸多钻井作业优势的顶驱装置时发现,在除去顶驱的工作行程后,安全距离(顶驱上部距天车底部的距离)已不足5米,顶驱的使用安全得不到保障。针对这种使用中的缺陷,本文基于中石油川庆钻探工程有限公司项目——《自动化、智能化陆地钻机研究与应用》,研究了一种新型顶驱智能防碰控制系统,从本质上提高顶驱设备的使用安全。本文在充分调研国内外防碰控制技术以及井场实际作业环境的基础上,提出了智能防碰控制系统的设计方案,同时阐述了控制系统各部分的软硬件设计以及系统整体防碰功能的实现。其中硬件控制以ARM9处理器S3C2440A为核心,主要对控制系统的整体结构,所需检测的顶驱高度及速度、吊环方位及倾角、大钩悬重等参数以及系统智能防碰控制的实现进行方案设计。功能强大的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统应用在系统软件部分,来对系统控制软件的功能实现进行研究;前台计算机软件采用VS6.0平台开发,能够对检测到的数据实时显示、存储及查询,人机界面清晰,方便操作。经过实验测试,本文研究的顶驱智能防碰控制系统运行良好,能够达到现场应用的要求。在游车运行过程中,将游车高度、速度,结合大钩悬重、吊环方位与倾角全面实时检测,能够在运行状态超过设定值时对柴油机油门以及绞车盘刹进行及时控制,达到顶驱智能防碰的效果,避免发生安全事故,市场应用前景十分良好。