井口工具相关知识

井口工具相关知识COSL新疆技术学院胡万军2009年4月

(一)、吊环

(二)、吊卡

(三)、卡瓦和安全卡瓦

(四)、手动大钳

(五)、滚子方补芯主要井口工具吊环结构和原理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。吊环上耳挂在大钩的两侧副钩上，下部挂在吊卡的吊耳上。吊环与吊卡及大钩的连接部分符合SY5288=2000规定。吊环分单臂和双臂两种类型：双臂吊环常用于浅井，承载能力不大于1350kN。钻采装备常用的是DH1350和SH1350的两种吊环。单臂吊环经整体锻造而成，材料采用超高强度钢，双臂吊环经优质合金钢锻造和焊接而成。两种吊环都经精心热处理和表面处理，强韧性水平较高。高强度的吊环1999年我国海上某油田吊卡

吊卡是钻修作业时，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的管柱。按悬挂的管柱不同分为钻杆吊卡，套管吊卡和油管吊卡；按吊卡的结构分有侧开双保险式式，对开双保险式和闭锁环式，闭锁环式用的较少。我国钻井现场普遍使用CSD群革式吊卡。主要由主体、活页、开口销、锁销手柄、平衡紧固螺钉、上下锁销等组成，其承载台阶有平台阶和18度锥形台阶。一.侧开式吊卡CD型侧开式吊卡由主体和活门等零件组成。活门通过销轴与主体连接，起开启和关闭吊卡孔径的作用，活门关闭时，靠上、下锁销与主体自动锁牢。打开时，按下锁销手柄，并稍用力向外拉。主体上端面有双保险限位块，当上端面承载时，管柱压住限位块，活门无法打开或关闭，只有主体的承压面上无载荷，限位块可以上、下移动时，活门才能开关自如，限位块起到安全保护作用。每套吊卡附有安全销一付，吊环套入主体两侧的耳孔后，插入安全销，可防止吊环脱出，保证起下管柱作业时的安全。图16-3CD型侧开式吊卡二．对开式吊卡

与侧开式吊卡比较，对开式吊卡操作较方便。主要由主体左页、主体右页、锁销、保险手把、活门销、弹簧等组成。主体左、右页外侧矩形臂可挂吊环，锁销将主体左、右页扣合成一体，通过保险手把，确保锁销在起下钻过程中不会打开。吊卡的使用按用途的不同,吊卡分钻杆吊卡,套管吊卡和油管吊卡．维护与保养

(1)使用前，应放在干燥通风处，以免产品锈蚀与损坏。

(2)使用后，清除吊卡上的油、污泥等脏物，检查有无损伤，吊卡内圈及端面要经常涂油润滑并涂上防锈油，存放于室内通风干燥处，不允许用带有腐蚀性的清洗剂。注意事项

(1)不允许超载使用

(2)使用温度不低于-40℃。

(3)不允许摔砸，使吊卡产生变形和机械损伤。

(5)严禁在吊卡主体上进行焊割、打磨、切削、钻孔等机械加工。

(6)受力部位磨损超过1.5mm，应修复或停止使用。吊卡使用注意事项⑴吊卡规格与钻具尺寸相符、负荷台阶平整无严重变形、磨损，活页销、保险销滑润、活门扣合灵活、安全可靠。⑵起下钻或下套管时必须使用保险插销和小补心，坐吊卡时禁止猛顿猛砸，严禁崩扣操作。⑶禁止超负荷使用，禁止将绳套扣在吊卡内提拉重物。⑷吊卡坐转盘时应避开方瓦锁销并摆正，使其两端受力均匀。卡瓦卡瓦是在钻井过程中用来卡住并悬持井中钻柱的工具，卡瓦主要由卡瓦体、卡瓦牙、手柄以及连接件等组成，不同大小的钻柱要用不同大小的卡瓦。按作用分为：钻杆卡瓦、钻铤卡瓦和套管卡瓦。按结构分为：三片、四片式卡瓦和长型、短型卡瓦等。按操作方式分为：动力卡瓦和手动卡瓦。图16-6卡瓦结构和工作原理图

(1)三片式卡瓦三片式卡瓦由三片扇形卡瓦体组成，三片卡瓦体用铰链销钉互相铰接，但不封闭，钻柱可以自由出入，每片卡瓦体开有周向燕尾槽，并装有衬板和卡瓦牙。通过更换衬板和卡瓦牙，卡瓦在有限的范围内可以用于不同的钻柱。图16-6三片式卡瓦(2)钻杆卡瓦(Varco)分为SDS,SDML,SDXL,三种长度规格.

SDS型为短型卡瓦，尺寸范围：23/8“至4½“

SDML型为中型卡瓦，尺寸范围：23/8“至5½“SDXL型为中型卡瓦，尺寸范围：31/2“至5½“三片式卡瓦(2)当卡瓦抱住钻柱座落在转盘补心内时，卡瓦牙紧密地与钻柱吻合，钻柱被卡住。提起卡瓦时，因为卡瓦的齿销微向上倾斜，卡瓦牙表面很容易脱开钻柱，提起卡瓦，钻柱便可升降。采用这种形式的有21/2″--41/2″卡瓦和5″--7″卡瓦。当要求卡瓦承受较大负荷时，可以采用大包角三片式卡瓦，其结构特点一是包围钻柱的角度大，二是卡瓦牙体加长，这样可对钻柱的抱合度大，抱合长度长，能承受重较大负荷，适用于深井。由于卡瓦牙不连续地装入卡瓦体，卡紧钻柱时不会引起打滑，这种卡瓦的缺点是因卡瓦牙较大，工作过程中破裂时易落井，因此制造这种卡瓦时，必须采用较好的材料和较高的制造技术，以提高抗碎裂能力。（２）多片式卡瓦

此种多片式卡瓦一般都用在大直径负荷上。每片卡瓦体用连接销子互相铰边，但不封闭，每个卡瓦体上有周向燕尾槽，每个槽内装有一个整体的卡瓦牙，一共有十一块。图16-7钻铤卡瓦钻挺卡瓦(Varco)型号分为：DCS-S,DCS-R,DCS-L三种DCS-S尺寸范围：3”至4”（7）;4”至47/8（7）”DCS-R尺寸范围：4½”至6”（9）;51/2”至7”（9）DCS-L尺寸范围：63/4”至14”卡瓦检查1)卡瓦牙磨损了原高度的1/4时应该更换新牙板2)新牙板安装在牙板槽内如果晃动,卡瓦体报废3)各铰链部位灵活自如,部件齐全,磨损后及时更换4)卡瓦开启时其开口不小于钻具名义尺寸5)安装新牙板后至少有80%的牙能接触钻具体使用注意事项⑴应根据井内钻具选择合适的卡瓦尺寸。⑵检查卡瓦牙的锋利程度，不能松动，不能装反，是否清洁，螺丝、开口销是否其全、紧固，连接轴销应转动灵活。⑶井深1000米以后必须使用双吊卡起下钻，禁止用卡瓦配吊卡起下钻。（陆地）⑷起下钻铤时，卡瓦应配合安全卡瓦一起使用。卡瓦距母扣端面50cm,安全卡瓦距卡瓦5cm。⑸井口操作人员应站在卡瓦旋转范围以外，以防转动时打伤腿脚。卡瓦使用和保养(1)禁止钻杆卡瓦当钻铤卡瓦使用。(2)使用前要检查各转动部位是否灵活，有无卡阻现象。(3)使用前要检查卡瓦体锥面、卡瓦牙有无塑性变形和过量磨损等情况。若有请及时更换，如有污物塞满卡瓦牙，应进行清理。(4)使用中不许超载，不许选用不配套型号。(5)使用中应避免提升管柱太快，造成卡瓦牙碎裂或对管柱表面划痕较深，禁止吊卡超负荷使用和快速下钻时扔卡瓦造成冲击(6)使用后，清洁卡瓦，卡瓦斜体要保持清洁,并经常涂油润滑，外露表面涂防锈油脂，放于室内通风干燥处。(7)卡瓦牙应按规定数量成套放置，不得随意减少。(8)及时更换易损件。(9)野外作业时，应保持所有零部件清洁。安全卡瓦1.用途安全卡瓦是在起下钻铤、取心筒和大直径的管子时配合卡瓦而用的，防止钻具溜入井内。2.结构由若干节卡瓦体通过销孔穿销连成一体，两端又通过带链插销与丝杠连接成一个可调性卡瓦。改变安全卡瓦的牙板套节数，可以适应不同尺寸的钻铤及管柱安全卡瓦的使用对于没有台肩的钻铤,要用安全卡瓦。安全卡瓦至少由牙板套、卡瓦牙、弹簧、调节丝杠、螺母、手柄以及连接杆等组成。安全卡瓦在使用时，上紧螺母后，用锤子轻击各个销子，使各个卡瓦牙在圆周方向上全面接触钻铤，从而起到安全保护作用。安全卡瓦距卡瓦5cm。

图16-8

钻铤卡瓦技术规范

型号钻铤尺寸卡瓦数量重量kg最大载荷kNmminWT41/2-6114.3-152.441/2-61045360WT51/2-7139.7-177.851/2-71147360WT63/4-81/4171.4-209.663/4-81/41244360WT8-91/2203.2-241.38-91/21240360WT81/2-10251.9-25481/2-101356360注：参考卡瓦的使用说明书套管卡瓦技术规范

型号套管尺寸卡瓦体数量最大载荷kN重量kgmminWG65/8168.3

65/8111125/225090WG7177.87111125/225084WG75/8193.775/8111125/225076WG85/8219.185/8121125/225082WG95/8244.595/8141125/225087WG103/4273.0103/4151125/225095WG113/4298.4113/4171125/2250120WG133/8339.7133/8181125/2250113WG16406.416211125140WG205082028175注：参考卡瓦的使用说明书

安全卡瓦的技术规范

型号钻铤尺寸节数最大载荷kNmminWA33/4-45/895.5-117.533/4-45/87WA41/2-55/8114.3-142.941/2-55/88WA51/2-65/8139.7-168.351/2-65/89WA61/2-75/8165.1-193.761/2-75/810WA71/2-85/8190.5-219.171/2-85/811WA81/2-95/8215.9-244.581/2-95/812WA91/2-105/8214.3-269.991/2-105/813注：最大载荷参考产品说明书手动大钳（吊钳）手动大钳（吊钳）1.用途吊钳分为外钳和内钳，工作时相互协作，主要用于起下钻、下套管作业时，上卸钻具丝扣及紧扣。2.类型按扣合钻具尺寸分：B型吊钳和套管吊钳；按操作方式分：手动吊钳和液压大钳。目前，国内现场普遍采用B型吊钳和液压大钳。B型吊钳扣合尺寸范围φ88.9～φ298.4mm，用更换钳头的方法可上卸不同尺寸的管子。大钳分类大钳是连接钻柱的主要工具，目前我们井口用的手动大钳主要有DB大钳，SDD大钳，B型大，C型大钳。DB大钳：主要工作尺寸3-½”至8-¼”，加大钳头可到17”扭矩范围：3-½”至8-¼”，65000ft-lb8”至17”40000ft-lbSDD大钳：主要工作尺寸4“至8-½”，加大钳头可到17”扭矩范围：4”至12”，15-¾”，100000ft-lb12”至15”75000ft-lb16”至17”60000ft-lbB型大钳：主要用于套管的上卸扣，尺寸范围3-½”到13-3/8”，加长钳头最大可到25-½”C型大钳：这是一种便携式的大钳，尺寸范围2-3/8”到10-¾”，最大扭矩：35000ft-lb大钳维护使用1)保持吊杆灵活,便于调平2)活门灵活,安全可靠,有足够的弹性3)各钳头装配后铰链灵活,安全销齐全4)牙齿磨损了原高度的1/4时应该更换新牙板5)活动部位经常加油保养6)吊钳悬挂绳尽可能高大钳使用注意事项⑴应选择适当的５＃钳头，以保证扣合尺寸与钻具尺寸相符。⑵吊钳应打在钻杆接头上，上下钳分别距接头密封面30～50mm，内、外钳夹角在45°~90°之间。紧扣时，外钳在上内钳在下；卸扣时，外钳在下内钳在上。⑶更换钳牙时不能对准井口，并防止砸伤手指或钳牙崩出伤人。⑷打钳子时，手指不要放在3＃长钳、4＃短钳之间，以防挤伤手指旋扣钳气动旋扣钳液压旋扣钳气动旋扣钳SSW-40气动旋扣钳SSW-40气动旋扣钳主要参数：尺寸范围:3½”to9½”(89-241mm)

旋转速度(5”钻杆):120RPM

扭矩(5”Pipe):1100

ftlbs(1490Nm)

气压:90-120psi(6,2-8,6Bar)气动旋扣钳1)气缸,气阀,气路各部位安全可靠,动作灵活无漏气现象2)传动齿轮牙齿坼断时换新3)驱动和压力滚子直径磨损不大于3.175毫米4)吊杆灵活便于调整5)润滑部位经常加油保养6)保持齿轮箱内油一定量的齿轮油7)如果出现打滑,杂音,劲小漏气时应时检查或修理主要危险：旋扣钳的反打，夹手滚子方补芯１．滚子方补芯是石油钻井作业时的常用工具，通过与转盘方瓦配合，驱动方钻杆。２．对于四方和六方不同尺寸的方钻杆，可以通过更换不同规格的滚子与之配合。图16-4GBX-6滚子方补心滚子方补芯原理与结构特点滚子方补芯主要由上盖、下座、轴、滚轮、紧固螺栓、加油杯等组成。方补芯内装有四只滚轮，滚轮内装有滚针轴承，滚轮有轴紧固在上盖和下座之间，滚轮两端有密封体，防止钻井液渗入。为了防止密封体转动，密封体上装有一止