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常用的五種井口工具

2020-07-24 13:54:25

井口工具是鉆臺上用于井口操作的工具。

吊卡放在鉆臺上,是套扣在鉆桿接頭、油管、套(銑)管接箍下面,用以懸掛、提升和下入鉆桿、套(銑)管、油管等管柱的工具。

用途分類

1 大鉗(吊鉗) tong:上、卸鉆柱和套管柱螺紋用的工具。

2 吊卡 elevator:用來扣在鉆桿接頭臺肩處以懸持、提升、下入鉆柱或用來扣在接箍處以下入套管的井口工具。分鉆桿吊卡和套管吊卡。

3 卡瓦 slip:起下鉆柱的一種工具。用于在起下鉆時將鉆桿或鉆鋌卡在方補心的斜孔內。

4 安全卡瓦 safety clamps:起下鉆鋌的一種工具。用于在起下鉆鋌時防止鉆鋌滑落。

5 提升短節 lift sub:起下鉆鋌的一種工具。它是一根短鉆桿,用于起下鉆鋌時接在鉆鋌的螺紋上以便能用吊卡進行起下 鉆。

6 鉆頭裝卸器 bit breaker:專門用于在井口旋接和卸開鉆頭的工具。

7 旋接器 spinner:專門用來旋接鉆桿螺紋的工具。

井口工具是鉆臺上用于井口操作的工具,主要包括:吊環、吊卡、卡瓦和安全卡瓦、手動大鉗、滾子方補芯等。對井口工具的熟練掌握和操作是非常重要的,在鉆修井作業當中,石油工人每天都必須與他們打交道。

黑龍江井下工具

1.吊環

結構和原理

吊環是鉆井和修井作業時起下管柱懸掛吊卡的專用井口工具,要求承載能力強,耐沖擊,重量輕,安全可靠。吊環上耳掛在大鉤的兩側副鉤上,下部掛在吊卡的吊耳上。吊環與吊卡及大鉤的連接部分符合SY5288=2000規定。


吊環分單臂和雙臂兩種類型:雙臂吊環常用于淺井,承載能力不大于1350kN。鉆采裝備常用的是DH1350和SH1350的兩種吊環。

單臂吊環經整體鍛造而成,材料采用超高強度鋼,雙臂吊環經優質合金鋼鍛造和焊接而成。兩種吊環都經精心熱處理和表面處理,強韌性水平較高。 

2.井口工具是鉆臺上用于井口操作的工具,主要包括:吊環、吊卡、卡瓦和安全卡瓦、手動大鉗、滾子方補芯等。對井口工具的熟練掌握和操作是非常重要的,在鉆修井作業當中,石油工人每天都必須與他們打交道。

1.吊環

結構和原理

吊環是鉆井和修井作業時起下管柱懸掛吊卡的專用井口工具,要求承載能力強,耐沖擊,重量輕,安全可靠。吊環上耳掛在大鉤的兩側副鉤上,下部掛在吊卡的吊耳上。吊環與吊卡及大鉤的連接部分符合SY5288=2000規定。

吊環分單臂和雙臂兩種類型:雙臂吊環常用于淺井,承載能力不大于1350kN。鉆采裝備常用的是DH1350和SH1350的兩種吊環。

單臂吊環經整體鍛造而成,材料采用超高強度鋼,雙臂吊環經優質合金鋼鍛造和焊接而成。兩種吊環都經精心熱處理和表面處理,強韌性水平較高。 

2.吊卡

吊卡是鉆修作業時,用來直接懸掛管柱的井口工具,上連吊環,不同的孔徑懸持不同的管柱。

按懸掛的管柱不同分為:鉆桿吊卡,套管吊卡和油管吊卡;

按吊卡的結構分有側開雙保險式式,對開雙保險式和閉鎖環式,閉鎖環式用的較少。

我國鉆井現場普遍使用CSD群革式吊卡。主要由主體、活頁、開口銷、鎖銷手柄、平衡緊固螺釘、上下鎖銷等組成,其承載臺階有平臺階和18度錐形臺階。

1、側開式吊卡

lCD型側開式吊卡由主體和活門等零件組成。活門通過銷軸與主體連接,起開啟和關閉吊卡孔徑的作用,活門關閉時,靠上、下鎖銷與主體自動鎖牢。打開時,按下鎖銷手柄,并稍用力向外拉。主體上端面有雙保險限位塊,當上端面承載時,管柱壓住限位塊,活門無法打開或關閉,只有主體的承壓面上無載荷,限位塊可以上、下移動時,活門才能開關自如,限位塊起到安全保護作用。

每套吊卡附有安全銷一付,吊環套入主體兩側的耳孔后,插入安全銷,可防止吊環脫出,保證起下管柱作業時的安全。

2、對開式吊卡

與側開式吊卡比較,對開式吊卡操作較方便。主要由主體左頁、主體右頁、鎖銷、保險手把、活門銷、彈簧等組成。主體左、右頁外側矩形臂可掛吊環,鎖銷將主體左、右頁扣合成一體,通過保險手把,確保鎖銷在起下鉆過程中不會打開。

3、吊卡的使用

(1) 使用前,應放在干燥通風處,以免產品銹蝕與損壞。

(2) 使用后,清除吊卡上的油、污泥等臟物,檢查有無損傷,吊卡內圈及端面要經常涂油潤滑并涂上防銹油,存放于室內通風干燥處,不允許用帶有腐蝕性的清洗劑。

4、注意事項

(2) 使用溫度不低于-40℃。

(3) 不允許摔砸,使吊卡產生變形和機械損傷。

(5) 嚴禁在吊卡主體上進行焊割、打磨、切削、鉆孔等機械加工。

(6)受力部位磨損超過1.5mm,應修復或停止使用。

(7)吊卡規格與鉆具尺寸相符、負荷臺階平整無嚴重變形、磨損,活頁銷、保險銷滑潤、活門扣合靈活、安全可靠。

(8)起下鉆或下套管時必須使用保險插銷和小補心,坐吊卡時禁止猛頓猛砸,嚴禁崩扣操作。

(9)禁止超負荷使用,禁止將繩套扣在吊卡內提拉重物。

(10)吊卡坐轉盤時應避開方瓦鎖銷并擺正,使其兩端受力均勻。

3.卡瓦

卡瓦是在鉆井過程中用來卡住并懸持井中鉆柱的工具,卡瓦主要由卡瓦體、卡瓦牙、手柄以及連接件等組成,不同大小的鉆柱要用不同大小的卡瓦。

1、卡瓦的分類

按作用分為:鉆桿卡瓦、鉆鋌卡瓦和套管卡瓦。

按結構分為:三片、四片式卡瓦和長型、短型卡瓦等。

按操作方式分為:動力卡瓦和手動卡瓦。

2、三片式卡瓦 

三片式卡瓦由三片扇形卡瓦體組成,三片卡瓦體用鉸鏈銷釘互相鉸接,但不封閉,鉆柱可以自由出入,每片卡瓦體開有周向燕尾槽,并裝有襯板和卡瓦牙。通過更換襯板和卡瓦牙,卡瓦在有限的范圍內可以用于不同的鉆柱。

長度規格

鉆桿卡瓦( Varco )分為SDS,SDML,SDXL,三種長度規格.

SDS型為短型卡瓦,尺寸范圍:2-3/8“至4 ?“

SDML型為中型卡瓦,尺寸范圍:2-3/8“至5 ?“

SDXL型為中型卡瓦,尺寸范圍:3-1/2“至5 ?“

當卡瓦抱住鉆柱座落在轉盤補心內時,卡瓦牙緊密地與鉆柱吻合,鉆柱被卡住。提起卡瓦時,因為卡瓦的齒銷微向上傾斜,卡瓦牙表面很容易脫開鉆柱,提起卡瓦,鉆柱便可升降。采用這種形式的有2-1/2″、4-1/2″卡瓦和5″、7″卡瓦。

當要求卡瓦承受較大負荷時,可以采用大包角三片式卡瓦,其結構特點一是包圍鉆柱的角度大,二是卡瓦牙體加長,這樣可對鉆柱的抱合度大,抱合長度長,能承受重較大負荷,適用于深井。由于卡瓦牙不連續地裝入卡瓦體,卡緊鉆柱時不會引起打滑,這種卡瓦的缺點是因卡瓦牙較大,工作過程中破裂時易落井,因此制造這種卡瓦時,必須采用較好的材料和較高的制造技術,以提高抗碎裂能力。

3、多片式卡瓦(套管卡瓦)

此種多片式卡瓦一般都用在大直徑負荷上。每片卡瓦體用連接銷子互相鉸邊,但不封閉,每個卡瓦體上有周向燕尾槽,每個槽內裝有一個整體的卡瓦牙,一共有十一塊。

4、鉆挺卡瓦

鉆挺卡瓦( Varco )型號分為:DCS-S,DCS-R,DCS-L三種

DCS-S尺寸范圍:3”至4”、 4”至4-7/8”;

DCS-R尺寸范圍:4?”至6”、 5-1/2”至7”;

DCS-L尺寸范圍:6-3/4”至14”;

5、安全卡瓦

安全卡瓦是在起下鉆鋌、取心筒和大直徑的管子時配合卡瓦而用的,防止鉆具溜入井內。由若干節卡瓦體通過銷孔穿銷連成一體,兩端又通過帶鏈插銷與絲杠連接成一個可調性卡瓦。改變安全卡瓦的牙板套節數,可以適應不同尺寸的鉆鋌及管柱。

對于沒有臺肩的鉆鋌,要用安全卡瓦。

安全卡瓦至少由牙板套、卡瓦牙、彈簧、調節絲杠、螺母、手柄以及連接桿等組成。

安全卡瓦在使用時,上緊螺母后,用錘子輕擊各個銷子,使各個卡瓦牙在圓周方向上全面接觸鉆鋌,從而起到安全保護作用。

安全卡瓦距卡瓦5cm。

6、使用前檢查

  1)卡瓦牙磨損了原高度的1/4時應該更換新牙板;

  2)新牙板安裝在牙板槽內如果晃動,卡瓦體報廢;

  3)各鉸鏈部位靈活自如,部件齊全,磨損后及時更換;

  4)卡瓦開啟時其開口不小于鉆具名義尺寸;

  5)安裝新牙板后至少有80%的牙能接觸鉆具體;

7、注意事項

⑴應根據井內鉆具選擇合適的卡瓦尺寸。

⑵檢查卡瓦牙的鋒利程度,不能松動,不能裝反,是否清潔,螺絲、開口銷是否其全、緊固,連接軸銷應轉動靈活。

⑶井深1000米以后必須使用雙吊卡起下鉆,禁止用卡瓦配吊卡起下鉆(陸地)

⑷起下鉆鋌時,卡瓦應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井口操作人員應站在卡瓦旋轉范圍以外,以防轉動時打傷腿腳。

8、維護與保養

(1)禁止鉆桿卡瓦當鉆鋌卡瓦使用。

(2) 使用前要檢查各轉動部位是否靈活,有無卡阻現象。

(3) 使用前要檢查卡瓦體錐面、卡瓦牙有無塑性變形和過量磨損等情況。若有請及時更換,如有污物塞滿卡瓦牙,應進行清理。

(4) 使用中不許超載,不許選用不配套型號。

(5) 使用中應避免提升管柱太快,造成卡瓦牙碎裂或對管柱表面劃痕較深,禁止吊卡超負荷使用和快速下鉆時扔卡瓦造成沖擊

(6)使用后,清潔卡瓦,卡瓦斜體要保持清潔,并經常涂油潤滑,外露表面涂防銹油脂,放于室內通風干燥處。

(7) 卡瓦牙應按規定數量成套放置,不得隨意減少。

(8) 及時更換易損件。

(9) 野外作業時,應保持所有零部件清潔。

4.手動大鉗

1.用途 

吊鉗分為外鉗和內鉗,工作時相互協作,主要用于起下鉆、下套管作業時,上卸鉆具絲扣及緊扣。

2.類型

按扣合鉆具尺寸分:B型吊鉗和套管吊鉗;

按操作方式分:手動吊鉗和液壓大鉗。

目前,國內現場普遍采用B型吊鉗和液壓大鉗。B型吊鉗扣合尺寸范圍φ88.9~φ298.4mm,用更換鉗頭的方法可上卸不同尺寸的管子。

3、大鉗分類

大鉗是連接鉆柱的主要工具,目前我們井口用的手動大鉗主要有DB大鉗,SDD大鉗,B型大,C型大鉗。

DB大鉗:主要工作尺寸3-?”至 8-?”,加大鉗頭可到17”

扭矩范圍:3-?”至 8-?” :65000ft-lb,8”至17” :40000ft-lb

SDD大鉗:主要工作尺寸4“至8-?” ,加大鉗頭可到17”

B型大鉗:主要用于套管的上卸扣,尺寸范圍3- ?”到13-3/8”,加長鉗頭可到25-?”

C型大鉗:這是一種便攜式的大鉗,尺寸范圍2- 3/8”到10-?”,扭矩:35000ft-lb

4、維護使用

1)保持吊桿靈活,便于調平;

2)活門靈活,安全可靠,有足夠的彈性;

3)各鉗頭裝配后鉸鏈靈活,安全銷齊全;

4)牙齒磨損了原高度的1/4時應該更換新牙板;

5)活動部位經常加油保養;

6)吊鉗懸掛繩盡可能高;

5、注意事項

⑴應選擇適當的5#鉗頭,以保證扣合尺寸與鉆具尺寸相符。

⑵吊鉗應打在鉆桿接頭上,上下鉗分別距接頭密封面30~50mm,內、外鉗夾角在45°~90°之間。緊扣時,外鉗在上內鉗在下;卸扣時,外鉗在下內鉗在上。

⑶更換鉗牙時不能對準井口,并防止砸傷手指或鉗牙崩出傷人。

⑷打鉗子時,手指不要放在3#長鉗、4#短鉗之間,以防擠傷手指 

5.旋扣鉗

旋扣鉗是給鉆桿自動上、卸扣的設備。主要分為氣動旋扣鉗l液壓旋扣鉗兩種。

1、氣動旋扣鉗

lSSW-40氣動旋扣鉗主要參數:

尺寸范圍: 3-?”至9 ?”(89-241 mm)l

旋轉速度(5”鉆桿): 120 RPMl 

扭矩(5”Pipe): 1100  ftlbs(1490 Nm)

氣壓: 90-120 psi(6,2-8,6 Bar)

5、注意事項

⑴應選擇適當的5#鉗頭,以保證扣合尺寸與鉆具尺寸相符。

⑵吊鉗應打在鉆桿接頭上,上下鉗分別距接頭密封面30~50mm,內、外鉗夾角在45°~90°之間。緊扣時,外鉗在上內鉗在下;卸扣時,外鉗在下內鉗在上。

⑶更換鉗牙時不能對準井口,并防止砸傷手指或鉗牙崩出傷人。

⑷打鉗子時,手指不要放在3#長鉗、4#短鉗之間,以防擠傷手指 

5.旋扣鉗

旋扣鉗是給鉆桿自動上、卸扣的設備。主要分為氣動旋扣鉗l液壓旋扣鉗兩種。

1、氣動旋扣鉗

lSSW-40氣動旋扣鉗主要參數:

尺寸范圍: 3-?”至9 ?”(89-241 mm)l

旋轉速度(5”鉆桿): 120 RPMl 

扭矩(5”Pipe): 1100  ftlbs(1490 Nm)

氣壓: 90-120 psi(6,2-8,6 Bar)

氣動旋扣使用注意事項

1)氣缸,氣閥,氣路各部位安全可靠,動作靈活無漏氣現象

2)傳動齒輪牙齒坼斷時換新

3)驅動和壓力滾子直徑磨損不大于3.175毫米

4)吊桿靈活便于調整

5)潤滑部位經常加油保養

6)保持齒輪箱內油一定量的齒輪油

7)如果出現打滑,雜音,勁小漏氣時應時檢查或修理

2、液壓大鉗

Q10Y-M型液壓大鉗主要由行程變速箱、減速裝置、鉗頭、氣控系統和液壓系統等組成。

使用注意事項

⑴鉗頭腭板尺寸應與鉆桿接頭尺寸相符。

⑵移送大鉗到井口時,嚴禁把氣閥一次合到底,以防鉗子快速向進口運動造成撞擊。

⑶在公扣沒有全部從母扣旋出和大鉗沒有松開鉆具以前,不允許上提鉆具。

⑷大鉗停用時,應將所有液氣閥回復零位,單向閥回關位,停液壓泵,關閉大鉗氣路閥門。

⑸根據上卸扣決定上下鉗的定位手把位置,變換位置時,鉗頭的各個缺口必須對正后方可操作,否則機構失靈。


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