第五章__钻井井口起下钻操作设备

2、吊环的规格
3、吊环的使用、维护和保养 4、吊环使用要求及注意事项 1）吊环应配套使用； 2）不得在单吊环情况下使用； 3）经常检测吊环直径、长度变化情况，成对 的吊环直径长度不相同时，不得继续使用； 4）应保持吊环清洁，不得用重物击打吊环。
四、卡瓦
卡瓦按结构分：三片、四片式卡瓦和长型、短型卡瓦等。 钻井现场多用于三片式卡瓦。卡瓦各项技术规范应符合标准。 卡瓦本体要无裂纹、无变形。卡瓦牙要规格一致，符合设计要 求，成套换装。左右手把要对称，无变形，固定牢固，高低差 小于15mm。要保持各个部件的完好状态，各铰链部件转动灵 活，无阻卡现象。部件之间不允许用电焊连接。 1、钻杆卡瓦适用的钻杆直径为2 3／8-5 1／2in（60.3139.7mm），按卡瓦牙与钻杆的接触长度分为短型（SDS）、 中型（SDML）和加长型（SDXL）。SDS适用于浅井、SDML 适用于中深井、SDXL适用于深井。
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目前现场普遍使用的是侧开双保险式吊卡。 吊卡弹簧为专用配件，严禁用其他弹簧代替。吊 卡活门、销子绞合部和本体应无变形和损伤，确 保吊卡活门灵活好用。各转动部件要经常保持清 洁，经常注机油活动润滑。使用时，要根据井下 钻具尺寸，选用好相匹配的吊卡。吊卡销应有防 退出功能，其长度和直径应合适，工作时应用细 麻绳拴在吊环上，吊卡挂好后，要立即插入吊卡 销。深井、超深井所使用的吊卡要定期进行检查， 并配以小补心进行作业。对吊卡的保养应按照 “钻井和生产提升设备技术规范”和“提升工具 检查和维护规范”来进行。
1、吊环的结构及型号表示
• 按结构不同，吊环分单臂吊环和双臂吊环两 种形式，如图3-15与图3-16所示。 单臂吊环是采用20SiMnMoV等高强度合金钢 锻造而成，具有强度高、重量轻、耐磨等特点， 因而适用于深井作业。双臂吊环则是用一般合金 钢锻造、焊接而成，所以只适用于一般修井作业 中。 单臂吊环在双吊卡起下钻、管柱过程中，因 重量轻而消耗体力少，但套入吊卡耳孔中较困难。 双臂吊环重量较大，但套入吊卡耳孔比较方便。

三、吊环
吊环是起下钻管柱时连接大钩与吊卡用的专用提升用具。 吊环成对使用，上端分别挂在大钩两侧的耳环上，下端分别套 入吊卡两侧的耳孔中，用来悬挂吊卡。 吊环按其结构形式可分为单臂吊环和双臂吊环两种。吊环 不得有任何裂纹和焊缝。吊环在大钩耳环内应有一定的摆动自 由度，不应有阻卡现象。在生产过程中，要按负荷要求选用合 适的吊环，严禁超负荷使用。钻进时应将两只吊环用绳捆好， 防止吊环摆动碰击水龙头外壳。要对吊环定期进行探伤检查， 处理事故完或强力上提后要补充检查。从安全的决度出发。吊 环必须要系好保险绳。
按生产过程，井口机械化设备可分为三部分： （1）用于卡住管体的——动力卡瓦、自动吊 卡。 （2）用于拧管扣的（包括上和卸开）——动 力大钳（钻杆钳、套管钳、油管钳）。 （3）用于运移立根的——立根排放机构。
• 1 配套工具及用途 • 取消机械猫头的根本途径是推广井口机械化工具。目 前每个钻井队配备的生 产工具主要有：液压大钳，用于 上卸钻杆螺纹；套管钳，用于下套管；方钻杆旋扣器，用 于 完成鼠洞及井口接单根；电动绞车、气动绞车(或液压 绞车)，配合完成吊放重物上下钻台， 鼠洞钳，同方钻杆 旋扣器配合完成鼠洞接单根。 • 2 应用效果 • 目前已累计在ZJ15型钻机上推广使用井口机械化工具 钻井2 100余口。主要有直井、定向井 、侧钻水平井，密 闭取芯井、小井眼井、大修作业井等特殊工艺井，同时也 处理过卡钻等工 程事故，都能满足需要。实践证明， ZJ15型钻机取消机械猫头使用井口机械化工具是完全可 行的。它具有安全、高效、科学、劳动强度低等优点。
五、安全卡瓦
• 安全卡瓦用于卡持平接头管柱和钻铤，有两种型号：WA-C型适用管 径为31／2-155／8in（88.9-396.9mm），WA-T型适用管径为11／84 1／2in（28.6-114.3mm）。 • “C”型安全卡瓦是钻台上最有价值的工具之一，当补接钻杆和套管 或钢丝绳断裂时，它可以防止钻杆和套管等钻具掉入井中。在钻井过 程中，当没有肩台承接普通的提升装置时，它也是一种理想的应急提 升肩台，用于提升预填材料、平头接管、扭断的转接段等，同时，还 对打捞工作提供保护。这种安全卡瓦由一组单个链节组成，链节用铰 链销柔性连接。每个链节中都有单独的契型夹爪作为夹紧组件，与锥 型钻杆卡瓦类似，每个夹爪都被弹簧固定在锥面的固定位置。当卡瓦 夹紧时，每一块夹爪都会紧紧地咬在管子的外表面。当管子下滑或载 荷增加时，锥型结构会使夹爪上的齿与管子咬得更紧，从而增加咬合 力，锁紧管子，防止其进一步滑动。 “C”安全卡瓦的压紧力沿管子 周围始终是均匀的，因此，咬伤薄壁管或损伤管子表面的危险性很小。 而且，带契型夹爪的每一块链节都可以作为组件整体互换，所以，可 以用于任何直径的管子。
套管吊钳
钻杆吊钳
二、吊卡
吊卡是修井作业时，用来直接悬挂管柱的井口工具，不 同的孔径悬持不同的管柱。 分类：按悬挂管柱不同，分为钻杆吊卡、套管吊卡和油 管吊卡；按吊卡的结构，分为侧开双保险式、对开双保险式 及闭锁环式三种类型。目前现场普遍使用的是侧开双保险式 吊卡。吊卡弹簧为专用配件，严禁用其他弹簧代替。吊卡活 门、销子绞合部和本体应无变形和损伤，确保吊卡活门灵活 好用。各转动部件要经常保持清洁，经常注机油活动润滑。 使用时，要根据井下钻具尺寸，选用好相匹配的吊卡。吊卡 销应有防退出功能，其长度和直径应合适，工作时应用细麻 绳拴在吊环上，吊卡挂好后，要立即插入吊卡销。深井、超 深井所使用的吊卡要定期进行检查，并配以小补心进行作业。 对吊卡的保养应按照“钻井和生产提升设备技术规范”和 “提升工具检查和维护规范”来进行。
二、液动套管钳
P105,图5—4为液动套管钳，图5—15为该钳 钳口打开状态。
钻杆动力钳
钻杆动力钳 ZQ钻杆动力钳是一种理想的 石油钻井井口工具，广泛 适用于海洋、陆地钻井、 修井作业时上卸管柱丝作 业。该系列钳为开口型， 能自由脱开管柱、机动性 强；集扭矩钳和旋扣钳于 一体，上卸扣替代猫头、 吊钳和旋绳。动力钳按 API Spec 7K《钻井设备 规范》设计、制造。
2、DCS型钻铤卡瓦有S、R、L三个型号，适用于卡持直径3in （76.2mm）至14in（355.6mm）的钻铤。
卡 瓦
钻铤卡瓦
钻铤卡瓦
套管卡瓦
• 套管卡瓦适用套管直径从65／8-30 in（168。 3-762mm）。
卡瓦牙，采用优质合金钢制造，并经化学 热处理，表面硬度高，心部硬度适宜，具 有耐磨、抗蚀，使用寿命长的优点。
三、动力卡瓦
卡瓦是用来把钻柱或套管卡紧在转盘上的工具。国内 各油田在钻井施工起下钻作业基本上采用双吊卡倒换方式， 该方式易发生“单吊环”掉钻具、掉套管事故，而且需要 人工操作，劳动强度大，工作效率低，安全性差。国外基 本采用一吊一卡进行起下钻作业。卡瓦采用手动或动力卡 瓦，动力卡瓦得到广泛推广应用。 • 世界上生产动力卡瓦的厂家很多，而其中最著名的是 美国的DEN-CON公司和VARCO-BJ公司。DEN-CON公 司生产的动力卡瓦在中国海洋油田已得到应用并取得良好 的应用效果，深受海洋平台工人的欢迎。美国DEN-CON 公司的动力卡瓦分为气动和液动，其功能是一样的，主要 取决于用户的爱好，从用量和现场使用方便性来说，气动 卡瓦应用更普遍一些。DEN-CON公司气动卡瓦主要有钻 铤、套管、钻杆用气动卡瓦和多功能气动卡瓦。
双 臂 吊 环
吊环系列
吊环系列 吊环是钻井和修井作业 时起下管柱悬挂吊卡的专用井 口工具，要求承载能力强，耐 冲击，重量轻，安全可靠。 1、执行API Spec 8c、7k等相 关技术标准，取得国家生产许 可证。 2、选用优质合金钢模煅成型。 3、强度校采用ABAQUS有限 元分析，并梆电测法应力测试。 4、采用二级喷丸表面强化工 艺。
抽油杆吊卡
油管吊卡
钻杆吊卡系列
钻杆吊卡系列 吊卡是钻井作业时， 用来直接悬挂管柱的井口工具， 上连吊环，不同的孔径悬持不 同管柱。 1、执行API 8C、SY5035等相 关技术标准。 2、主要受力件选用优质合金钢 制造。 3、强度校核采用ABAQUS有限 元分析，并作电测法应力测试。 4、热处理采用双液淬火新工艺。 5、每件产品进行出厂试验，并 严格按照标准进行无损探伤检 测。
• 3 几点体会 • 多年来，人们一直想推广井口机械化代替传统的井口 操作，但由于使用方法不当，操作不规 范等因素的影响， 一直得不到很好的推广。大庆钻井二公司根据井口机械化 工具的特点，有 效地推广井口机械化工具，已取得了良 好的效果，并积累了一定的使用经验。 a) 加强技术培训，掌握井口机械化工具的操作要领。 b) 提高井口机械化工具的制造质量，在可靠性、安 全性上下功夫。 c) 加强维护保养，井口机械化工具大部分属液压驱 动，要保证设备的卫生条件， 保证油品的质量和清洁度。 d) 提高井口机械化的现场维修能力。
安全卡瓦
安全卡瓦具体要求
• 安全卡瓦各个部件要保持完好，不得 有裂纹、变形。牙板在牙套内要上下活动 灵活。铰链部位要转动灵便，无阻卡现象。 卡安全卡瓦时，要用郎头打击各铰链，使 卡瓦各节确实卡紧管柱。起管柱时，不准 管柱在安全卡瓦内滑行，安全卡瓦不准卡 在管柱上起到二层台或立于支梁内。
安全卡瓦
六、旋绳器
旋绳器是用于钻杆或套管上扣的工具。 旋绳器的组成：主要由主体、销轴、活门手 把、绳钩组成。
第二节 井口机械化设备
井口操作由于人工大钳、拉猫头、提卡瓦和用旋绳器 进行上卸扣等操作。它主要包括上卸钻杆螺纹、下套管、 吊放钻杆、套管等 重物上下钻台。传统的操作方法是利 用钻机绞车上机械猫头旋转产生动力和钻井工人的体力 劳动相结合完成的。不仅劳动强度大、效率低，而且最主 要的是危险性大。统计资料表明， 钻井工人伤亡事故的 20%与机械猫头有关。因此，取消机械猫头 ，减小钻井 工人的劳动强度一直是钻井工作者的愿望。因此推广井口 机械化工具，实现井口机械化操作并向自动化发展是井口 起下操作设备发展的主要方向，从而为解决上述问题开辟 了一条途径。