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    常用的五种井口工具

    2020-07-24 13:54:25

    井口工具是钻台上用于井口操作的工具。

    吊卡放在钻台上,是套扣在钻杆接头、油管、套(铣)管接箍下面,用以悬挂、提升和下入钻杆、套(铣)管、油管等管柱的工具。

    用途分类

    1 大钳(吊钳) tong:上、卸钻柱和套管柱螺纹用的工具。

    2 吊卡 elevator:用来扣在钻杆接头台肩处以悬持、提升、下入钻柱或用来扣在接箍处以下入套管的井口工具。分钻杆吊卡和套管吊卡。

    3 卡瓦 slip:起下钻柱的一种工具。用于在起下钻时将钻杆或钻铤卡在方补心的斜孔内。

    4 安全卡瓦 safety clamps:起下钻铤的一种工具。用于在起下钻铤时防止钻铤滑落。

    5 提升短节 lift sub:起下钻铤的一种工具。它是一根短钻杆,用于起下钻铤时接在钻铤的螺纹上以便能用吊卡进行起下 钻。

    6 钻头装卸器 bit breaker:专门用于在井口旋接和卸开钻头的工具。

    7 旋接器 spinner:专门用来旋接钻杆螺纹的工具。

    井口工具是钻台上用于井口操作的工具,主要包括:吊环、吊卡、卡瓦和安全卡瓦、手动大钳、滚子方补芯等。对井口工具的熟练掌握和操作是非常重要的,在钻修井作业当中,石油工人每天都必须与他们打交道。

    黑龙江井下工具

    1.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。 

    2.井口工具是钻台上用于井口操作的工具,主要包括:吊环、吊卡、卡瓦和安全卡瓦、手动大钳、滚子方补芯等。对井口工具的熟练掌握和操作是非常重要的,在钻修井作业当中,石油工人每天都必须与他们打交道。

    1.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。 

    2.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。

    1、侧开式吊卡

    lCD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。

    2、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。

    3、吊卡的使用

    (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。

    4、注意事项

    (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。

    (7)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。

    (8)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。

    (9)禁止超负荷使用,禁止将绳套扣在吊卡内提拉重物。

    (10)吊卡坐转盘时应避开方瓦锁销并摆正,使其两端受力均匀。

    3.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。

    1、卡瓦的分类

    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。

    2、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。

    长度规格

    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:2-3/8“至4 ½“

    SDML型为中型卡瓦,尺寸范围:2-3/8“至5 ½“

    SDXL型为中型卡瓦,尺寸范围:3-1/2“至5 ½“

    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2-1/2″、4-1/2″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。

    3、多片式卡瓦(套管卡瓦)

    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。

    4、钻挺卡瓦

    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”、 4”至4-7/8”;

    DCS-R尺寸范围:4½”至6”、 5-1/2”至7”;

    DCS-L尺寸范围:6-3/4”至14”;

    5、安全卡瓦

    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。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。

    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。

    6、使用前检查

      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;

    7、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。

    8、维护与保养

    (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。

    4.手动大钳

    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。

    3、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-lb,8”至17” :40000ft-lb

    SDD大钳:主要工作尺寸4“至8-½” ,加大钳头可到17”

    B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”,扭矩:35000ft-lb

    4、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;

    5、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 

    5.旋扣钳

    旋扣钳是给钻杆自动上、卸扣的设备。主要分为气动旋扣钳l液压旋扣钳两种。

    1、气动旋扣钳

    lSSW-40气动旋扣钳主要参数:

    尺寸范围: 3-½”至9 ½”(89-241 mm)l

    旋转速度(5”钻杆): 120 RPMl 

    扭矩(5”Pipe): 1100  ftlbs(1490 Nm)

    气压: 90-120 psi(6,2-8,6 Bar)

    5、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 

    5.旋扣钳

    旋扣钳是给钻杆自动上、卸扣的设备。主要分为气动旋扣钳l液压旋扣钳两种。

    1、气动旋扣钳

    lSSW-40气动旋扣钳主要参数:

    尺寸范围: 3-½”至9 ½”(89-241 mm)l

    旋转速度(5”钻杆): 120 RPMl 

    扭矩(5”Pipe): 1100  ftlbs(1490 Nm)

    气压: 90-120 psi(6,2-8,6 Bar)

    气动旋扣使用注意事项

    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

    2、液压大钳

    Q10Y-M型液压大钳主要由行程变速箱、减速装置、钳头、气控系统和液压系统等组成。

    使用注意事项

    ⑴钳头腭板尺寸应与钻杆接头尺寸相符。

    ⑵移送大钳到井口时,严禁把气阀一次合到底,以防钳子快速向进口运动造成撞击。

    ⑶在公扣没有全部从母扣旋出和大钳没有松开钻具以前,不允许上提钻具。

    ⑷大钳停用时,应将所有液气阀回复零位,单向阀回关位,停液压泵,关闭大钳气路阀门。

    ⑸根据上卸扣决定上下钳的定位手把位置,变换位置时,钳头的各个缺口必须对正后方可操作,否则机构失灵。


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