第五章__鉆井井口起下鉆操作設(shè)備

1、第五章第五章 鉆井井口起下鉆操作設(shè)備鉆井井口起下鉆操作設(shè)備本章主要內(nèi)容：第一節(jié) 常用鉆井地面專用工具第二節(jié) 井口操作機械化設(shè)備第三節(jié) 方鉆桿旋扣器概述 在鉆井過程中，為了起下鉆具，必須對鉆具進行上卸扣，因而起下操作設(shè)備是必不可少的鉆井工具。 由于深井和修井工作的起下鉆操作頻繁，用于上卸扣的時間有所增加，因而井口起下操作設(shè)備應(yīng)向機械化乃至自動化方向發(fā)展。第一節(jié)第一節(jié) 常用鉆井地面專用工具常用鉆井地面專用工具 常用的鉆井地面專用工具包括：吊鉗、吊卡、吊環(huán)、卡瓦、安全卡瓦和旋繩器等。它們共同完成對鉆具進行上扣、緊扣、松扣、卸扣等工作，是保障作業(yè)得以實施的專用工具。一、吊鉗 吊鉗是用來擰緊或松開鉆桿及

2、套管絲扣的專用工具。根據(jù)用途不同，吊鉗主要有鉆桿吊鉗和套管吊鉗兩種。鉆鋌吊鉗鉆鋌吊鉗套管吊鉗鉆桿吊鉗鉆桿吊鉗二、吊卡 吊卡是修井作業(yè)時，用來直接懸掛管柱的井口工具，不同的孔徑懸持不同的管柱。 分類分類：按懸掛管柱不同，分為鉆桿吊卡、套管吊卡和油管吊卡；按吊卡的結(jié)構(gòu)，分為側(cè)開雙保險式、對開雙保險式及閉鎖環(huán)式三種類型。目前現(xiàn)場普遍使用的是側(cè)開雙保險式吊卡。吊卡彈簧為專用配件，嚴禁用其他彈簧代替。吊卡活門、銷子絞合部和本體應(yīng)無變形和損傷，確保吊卡活門靈活好用。各轉(zhuǎn)動部件要經(jīng)常保持清潔，經(jīng)常注機油活動潤滑。使用時，要根據(jù)井下鉆具尺寸，選用好相匹配的吊卡。吊卡銷應(yīng)有防退出功能，其長度和直徑應(yīng)合適，工作時

3、應(yīng)用細麻繩拴在吊環(huán)上，吊卡掛好后，要立即插入吊卡銷。深井、超深井所使用的吊卡要定期進行檢查，并配以小補心進行作業(yè)。對吊卡的保養(yǎng)應(yīng)按照“鉆井和生產(chǎn)提升設(shè)備技術(shù)規(guī)范”和“提升工具檢查和維護規(guī)范”來進行。抽油桿吊卡抽油桿吊卡油管吊卡油管吊卡鉆桿吊卡系列鉆桿吊卡系列鉆桿吊卡系列鉆桿吊卡系列 吊卡是鉆井作業(yè)時，用來直接懸掛管柱的井口工具，上連吊環(huán)，不同的孔徑懸持不同管柱。1、執(zhí)行API 8C、SY5035等相關(guān)技術(shù)標準。2、主要受力件選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造。3、強度校核采用ABAQUS有限元分析，并作電測法應(yīng)力測試。4、熱處理采用雙液淬火新工藝。5、每件產(chǎn)品進行出廠試驗，并嚴格按照標準進行無損探傷檢測。 目

4、前現(xiàn)場普遍使用的是側(cè)開雙保險式吊卡。吊卡彈簧為專用配件，嚴禁用其他彈簧代替。吊卡活門、銷子絞合部和本體應(yīng)無變形和損傷，確保吊卡活門靈活好用。各轉(zhuǎn)動部件要經(jīng)常保持清潔，經(jīng)常注機油活動潤滑。使用時，要根據(jù)井下鉆具尺寸，選用好相匹配的吊卡。吊卡銷應(yīng)有防退出功能，其長度和直徑應(yīng)合適，工作時應(yīng)用細麻繩拴在吊環(huán)上，吊卡掛好后，要立即插入吊卡銷。深井、超深井所使用的吊卡要定期進行檢查，并配以小補心進行作業(yè)。對吊卡的保養(yǎng)應(yīng)按照“鉆井和生產(chǎn)提升設(shè)備技術(shù)規(guī)范”和“提升工具檢查和維護規(guī)范”來進行。 吊卡是用來卡住并起吊油管、鉆桿、套管等的專用工具，在起下管柱時，用雙吊環(huán)將吊卡懸吊在游車大鉤上，吊卡再將油管、鉆桿、套

5、管等卡住，便可進行起下作業(yè)。修井施工中常用的吊卡一般有側(cè)開活門式和月牙式兩種吊卡。1、吊卡的結(jié)構(gòu)、吊卡的結(jié)構(gòu)1）側(cè)開活門式吊卡結(jié)構(gòu)如圖3-17所示。該型吊卡重量較重，適用于對鉆桿、套管和油管卡持，使用較廣泛，能與雙臂吊環(huán)配合起下鉆桿、油管。2）月牙式吊卡（閉鎖環(huán)式吊卡）月牙式吊卡它只適用于小尺寸、中等載荷的油管。2、吊卡的規(guī)格、吊卡的規(guī)格3、使用使用維護和保養(yǎng)維護和保養(yǎng)三、吊環(huán) 吊環(huán)是起下鉆管柱時連接大鉤與吊卡用的專用提升用具。吊環(huán)成對使用，上端分別掛在大鉤兩側(cè)的耳環(huán)上，下端分別套入吊卡兩側(cè)的耳孔中，用來懸掛吊卡。 吊環(huán)按其結(jié)構(gòu)形式可分為單臂吊環(huán)單臂吊環(huán)和雙臂吊環(huán)雙臂吊環(huán)兩種。吊環(huán)不得有任何裂

6、紋和焊縫。吊環(huán)在大鉤耳環(huán)內(nèi)應(yīng)有一定的擺動自由度，不應(yīng)有阻卡現(xiàn)象。在生產(chǎn)過程中，要按負荷要求選用合適的吊環(huán)，嚴禁超負荷使用。鉆進時應(yīng)將兩只吊環(huán)用繩捆好，防止吊環(huán)擺動碰擊水龍頭外殼。要對吊環(huán)定期進行探傷檢查，處理事故完或強力上提后要補充檢查。從安全的決度出發(fā)。吊環(huán)必須要系好保險繩。雙臂吊環(huán)吊環(huán)系列吊環(huán)系列吊環(huán)系列吊環(huán)系列 吊環(huán)是鉆井和修井作業(yè)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。1、執(zhí)行API Spec 8c、7k等相關(guān)技術(shù)標準，取得國家生產(chǎn)許可證。2、選用優(yōu)質(zhì)合金鋼模煅成型。3、強度校采用ABAQUS有限元分析，并梆電測法應(yīng)力測試。4、采用二級噴丸表面強化工

7、藝。1、吊環(huán)的結(jié)構(gòu)及型號表示、吊環(huán)的結(jié)構(gòu)及型號表示 按結(jié)構(gòu)不同，吊環(huán)分單臂吊環(huán)和雙臂吊環(huán)兩種形式，如圖3-15與圖3-16所示。 單臂吊環(huán)單臂吊環(huán)是采用20SiMnMoV等高強度合金鋼鍛造而成，具有強度高、重量輕、耐磨等特點，因而適用于深井作業(yè)。雙臂吊環(huán)雙臂吊環(huán)則是用一般合金鋼鍛造、焊接而成，所以只適用于一般修井作業(yè)中。 單臂吊環(huán)在雙吊卡起下鉆、管柱過程中，因重量輕而消耗體力少，但套入吊卡耳孔中較困難。雙臂吊環(huán)重量較大，但套入吊卡耳孔比較方便。2、吊環(huán)的規(guī)格、吊環(huán)的規(guī)格3、吊環(huán)的使用、維護和保養(yǎng)、吊環(huán)的使用、維護和保養(yǎng)4、吊環(huán)使用要求及注意事項、吊環(huán)使用要求及注意事項1）吊環(huán)應(yīng)配套使用；2）不

8、得在單吊環(huán)情況下使用；3）經(jīng)常檢測吊環(huán)直徑、長度變化情況，成對的吊環(huán)直徑長度不相同時，不得繼續(xù)使用；4）應(yīng)保持吊環(huán)清潔，不得用重物擊打吊環(huán)。四、卡瓦四、卡瓦 卡瓦按結(jié)構(gòu)分：三片、四片式卡瓦和長型、短型卡瓦等。卡瓦按結(jié)構(gòu)分：三片、四片式卡瓦和長型、短型卡瓦等。鉆井現(xiàn)場多用于三片式卡瓦?？ㄍ吒黜椉夹g(shù)規(guī)范應(yīng)符合標準。鉆井現(xiàn)場多用于三片式卡瓦?？ㄍ吒黜椉夹g(shù)規(guī)范應(yīng)符合標準?？ㄍ弑倔w要無裂紋、無變形?？ㄍ哐酪?guī)格一致，符合設(shè)計要卡瓦本體要無裂紋、無變形?？ㄍ哐酪?guī)格一致，符合設(shè)計要求，成套換裝。左右手把要對稱，無變形，固定牢固，高低差求，成套換裝。左右手把要對稱，無變形，固定牢固，高低差小于小于15mm。

9、要保持各個部件的完好狀態(tài)，各鉸鏈部件轉(zhuǎn)動靈。要保持各個部件的完好狀態(tài)，各鉸鏈部件轉(zhuǎn)動靈活，無阻卡現(xiàn)象。部件之間不允許用電焊連接。活，無阻卡現(xiàn)象。部件之間不允許用電焊連接。1、鉆桿卡瓦、鉆桿卡瓦適用的鉆桿直徑為238-512in（60.3-139.7mm），按卡瓦牙與鉆桿的接觸長度分為短型（SDS）、中型（SDML）和加長型（SDXL）。SDS適用于淺井、SDML適用于中深井、SDXL適用于深井。 2、DCS型鉆鋌型鉆鋌卡瓦有S、R、L三個型號，適用于卡持直徑3in（76.2mm）至14in（355.6mm）的鉆鋌。 卡瓦卡瓦鉆鋌卡瓦鉆鋌卡瓦鉆鋌卡瓦鉆鋌卡瓦套管卡瓦套管卡瓦 套管卡瓦套管卡瓦適用

10、套管直徑從658-30 in（168。3-762mm）。 卡瓦牙，采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，并經(jīng)化學(xué)熱處理，表面硬度高，心部硬度適宜，具有耐磨、抗蝕，使用壽命長的優(yōu)點。 五、安全卡瓦五、安全卡瓦安全卡瓦安全卡瓦用于卡持平接頭管柱和鉆鋌，有兩種型號：WA-C型適用管徑為312-1558in（88.9-396.9mm），WA-T型適用管徑為118-4 12in（28.6-114.3mm）。 “C”型型安全卡瓦是鉆臺上最有價值的工具之一，當(dāng)補接鉆桿和套管或鋼絲繩斷裂時，它可以防止鉆桿和套管等鉆具掉入井中。在鉆井過程中，當(dāng)沒有肩臺承接普通的提升裝置時，它也是一種理想的應(yīng)急提升肩臺，用于提升預(yù)填材料、平頭接管

11、、扭斷的轉(zhuǎn)接段等，同時，還對打撈工作提供保護。這種安全卡瓦由一組單個鏈節(jié)組成，鏈節(jié)用鉸鏈銷柔性連接。每個鏈節(jié)中都有單獨的契型夾爪作為夾緊組件，與錐型鉆桿卡瓦類似，每個夾爪都被彈簧固定在錐面的固定位置。當(dāng)卡瓦夾緊時，每一塊夾爪都會緊緊地咬在管子的外表面。當(dāng)管子下滑或載荷增加時，錐型結(jié)構(gòu)會使夾爪上的齒與管子咬得更緊，從而增加咬合力，鎖緊管子，防止其進一步滑動。 “C”安全卡瓦的壓緊力沿管子周圍始終是均勻的，因此，咬傷薄壁管或損傷管子表面的危險性很小。而且，帶契型夾爪的每一塊鏈節(jié)都可以作為組件整體互換，所以，可以用于任何直徑的管子。 安全卡瓦安全卡瓦安全卡瓦具體要求安全卡瓦具體要求 安全卡瓦安全卡瓦

12、各個部件要保持完好，不得有裂紋、變形。牙板在牙套內(nèi)要上下活動靈活。鉸鏈部位要轉(zhuǎn)動靈便，無阻卡現(xiàn)象?？ò踩ㄍ邥r，要用郎頭打擊各鉸鏈，使卡瓦各節(jié)確實卡緊管柱。起管柱時，不準管柱在安全卡瓦內(nèi)滑行，安全卡瓦不準卡在管柱上起到二層臺或立于支梁內(nèi)。安全卡瓦安全卡瓦六、旋繩器旋繩器是用于鉆桿或套管上扣的工具。旋繩器的組成：主要由主體、銷軸、活門手把、繩鉤組成。第二節(jié)第二節(jié) 井口機械化設(shè)備井口機械化設(shè)備 井口操作由于人工大鉗、拉貓頭、提卡瓦和用旋繩器進行上卸扣等操作。它主要包括上卸鉆桿螺紋、下套管、吊放鉆桿、套管等 重物上下鉆臺。傳統(tǒng)的操作方法是利用鉆機絞車上機械貓頭旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力和鉆井工人的體力 勞動相結(jié)合

13、完成的。不僅勞動強度大、效率低，而且最主要的是危險性大。統(tǒng)計資料表明， 鉆井工人傷亡事故的20%與機械貓頭有關(guān)。因此，取消機械貓頭 ，減小鉆井工人的勞動強度一直是鉆井工作者的愿望。因此推廣井口機械化工具，實現(xiàn)井口機械化操作并向自動化發(fā)展是井口起下操作設(shè)備發(fā)展的主要方向，從而為解決上述問題開辟了一條途徑。 按生產(chǎn)過程，井口機械化設(shè)備可分為三部分：（1）用于卡住管體的動力卡瓦、自動吊卡。（2）用于擰管扣的（包括上和卸開）動力大鉗（鉆桿鉗、套管鉗、油管鉗）。（3）用于運移立根的立根排放機構(gòu)。 1配套工具及用途配套工具及用途 取消機械貓頭的根本途徑是推廣井口機械化工具。目前每個鉆井隊配備的生 產(chǎn)工具主

14、要有：液壓大鉗，用于上卸鉆桿螺紋；套管鉗，用于下套管；方鉆桿旋扣器，用于 完成鼠洞及井口接單根；電動絞車、氣動絞車(或液壓絞車)，配合完成吊放重物上下鉆臺， 鼠洞鉗，同方鉆桿旋扣器配合完成鼠洞接單根。 2應(yīng)用效果應(yīng)用效果 目前已累計在ZJ15型鉆機上推廣使用井口機械化工具鉆井2 100余口。主要有直井、定向井 、側(cè)鉆水平井，密閉取芯井、小井眼井、大修作業(yè)井等特殊工藝井，同時也處理過卡鉆等工 程事故，都能滿足需要。實踐證明，ZJ15型鉆機取消機械貓頭使用井口機械化工具是完全可 行的。它具有安全、高效、科學(xué)、勞動強度低等優(yōu)點。 3幾點體會幾點體會 多年來，人們一直想推廣井口機械化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的井口操作

15、，但由于使用方法不當(dāng)，操作不規(guī) 范等因素的影響，一直得不到很好的推廣。大慶鉆井二公司根據(jù)井口機械化工具的特點，有 效地推廣井口機械化工具，已取得了良好的效果，并積累了一定的使用經(jīng)驗。a)加強技術(shù)培訓(xùn)，掌握井口機械化工具的操作要領(lǐng)。b)提高井口機械化工具的制造質(zhì)量，在可靠性、安全性上下功夫。c)加強維護保養(yǎng)，井口機械化工具大部分屬液壓驅(qū)動，要保證設(shè)備的衛(wèi)生條件， 保證油品的質(zhì)量和清潔度。d)提高井口機械化的現(xiàn)場維修能力。一、YQ110000型液動鉆桿鉗 動力大鉗的用途 動力大鉗的用途是完成上卸管扣的工作，以代替人工在井口的繁重而危險的手工操作。為此它應(yīng)能滿足下列要求：（1）卡緊可靠。（2）有足夠

16、的扭矩。（3）能準確、迅速地移向管柱并卡緊，工作完能自動退回原處。（4）操作使用靈活方便，工作效率高。動力大鉗的分類1、按工作對象不同分為：鉆桿鉗、套管鉗和油管鉗。2、按所采用的動力不同分為：氣動的、液動的和電動的。3、按安裝方式不同分為：固定的和懸吊的。4、根據(jù)鉗口形式不同分為：開口鉗和閉口鉗。液壓動力鉗的工作原理液壓動力鉗的工作原理 液壓動力鉗的工作原理液壓動力鉗的工作原理是把修井機的動力傳是把修井機的動力傳遞給液壓動力鉗的液壓馬達經(jīng)行程減速器，然后遞給液壓動力鉗的液壓馬達經(jīng)行程減速器，然后經(jīng)兩級或一級減速，使鉗頭開口齒輪轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生經(jīng)兩級或一級減速，使鉗頭開口齒輪轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生高低兩種轉(zhuǎn)速，從

17、而帶動管具（鉆具）旋轉(zhuǎn)。開高低兩種轉(zhuǎn)速，從而帶動管具（鉆具）旋轉(zhuǎn)。開口齒輪轉(zhuǎn)動時，其中板架在制動錘的制動作用下口齒輪轉(zhuǎn)動時，其中板架在制動錘的制動作用下先不轉(zhuǎn)動，使開口齒輪與腭板架之間有個相對運先不轉(zhuǎn)動，使開口齒輪與腭板架之間有個相對運動。這樣，腭板的兩個滾子就會在坡板上爬坡，動。這樣，腭板的兩個滾子就會在坡板上爬坡，并迫使胯板上的鉗牙向管具（鉆具）中心移動，并迫使胯板上的鉗牙向管具（鉆具）中心移動，直至咬緊管具（鉆具），然后與開口齒輪一起帶直至咬緊管具（鉆具），然后與開口齒輪一起帶動管具（鉆具）轉(zhuǎn)動。動管具（鉆具）轉(zhuǎn)動。二、液動套管鉗P105,圖54為液動套管鉗，圖515為該鉗鉗口打開狀態(tài)。

18、鉆桿動力鉗鉆桿動力鉗ZQ鉆桿動力鉗是一種理想的石油鉆井井口工具，廣泛適用于海洋、陸地鉆井、修井作業(yè)時上卸管柱絲作業(yè)。該系列鉗為開口型，能自由脫開管柱、機動性強；集扭矩鉗和旋扣鉗于一體，上卸扣替代貓頭、吊鉗和旋繩。動力鉗按API Spec 7K鉆井設(shè)備規(guī)范設(shè)計、制造。 三、動力卡瓦 卡瓦是用來把鉆柱或套管卡緊在轉(zhuǎn)盤上的工具。國內(nèi)各油田在鉆井施工起下鉆作業(yè)基本上采用雙吊卡倒換方式，該方式易發(fā)生“單吊環(huán)”掉鉆具、掉套管事故，而且需要人工操作，勞動強度大，工作效率低，安全性差。國外基本采用一吊一卡進行起下鉆作業(yè)。卡瓦采用手動或動力卡瓦，動力卡瓦得到廣泛推廣應(yīng)用。 世界上生產(chǎn)動力卡瓦的廠家很多，而其中最

19、著名的是美國的DEN-CON公司和VARCO-BJ公司。DEN-CON公司生產(chǎn)的動力卡瓦在中國海洋油田已得到應(yīng)用并取得良好的應(yīng)用效果，深受海洋平臺工人的歡迎。美國DEN-CON公司的動力卡瓦分為氣動和液動，其功能是一樣的，主要取決于用戶的愛好，從用量和現(xiàn)場使用方便性來說，氣動卡瓦應(yīng)用更普遍一些。DEN-CON公司氣動卡瓦主要有鉆鋌、套管、鉆桿用氣動卡瓦和多功能氣動卡瓦。 鉆桿用動力卡瓦鉆桿用動力卡瓦鉆桿用動力卡瓦鉆桿用動力卡瓦河北廊坊和諧機械設(shè)備有限公司公司系列多功能鉆桿氣動卡瓦多功能鉆桿氣動卡瓦是用于石油、天然氣或地質(zhì)鉆井起下鉆過程中卡持鉆桿、鉆鋌或套管的一種鉆井動力卡瓦，是取代手提式卡瓦、

20、半自動卡瓦或雙吊卡作業(yè)方式的一種井口機械化動力工具，適用于各種類型鉆機的轉(zhuǎn)盤使用。它具有安裝方便、操作簡單、氣動升降、自動刮泥等特點?？纱蟠蠼档凸と藙趧訌姸?，提高井口安全性能及自動化操作程度，較大幅度地提高起、下鉆速度，一定程度上提高鉆井時效。 動力卡瓦優(yōu)點比較突出，表現(xiàn)在如動力卡瓦優(yōu)點比較突出，表現(xiàn)在如下幾個方面：下幾個方面： 1.安全性強：安全性強：可取消倒換雙吊卡工序，從根本上避免單吊卡事故發(fā)生，避免了人為發(fā)生的鉆桿折斷或彎曲現(xiàn)象以及對人員的傷害； 2.快捷性快捷性：不用現(xiàn)場操作人員人工推、拉吊卡或提防卡瓦，節(jié)約起下鉆時效一半以上； 3.可操作性強可操作性強：可實現(xiàn)井口一個人操作，大大降

21、低工人勞動強度，改善工作環(huán)境； 4.先進性：先進性：卡瓦牙形狀設(shè)計合理不傷鉆桿，性能可靠而且使用壽命長。 5.淺井施工節(jié)奏更快、勞動強度更大，動力卡瓦的安全、快捷優(yōu)勢就更加明顯。 動力卡瓦現(xiàn)場操作說明：動力卡瓦現(xiàn)場操作說明： 1.在操作前，將該裝置連接到司鉆控制臺，正常工作壓力在操作前，將該裝置連接到司鉆控制臺，正常工作壓力0.8MPa。2.動力卡瓦工作通過上、下動作通過兩位遙控踏板操作。動力卡瓦工作通過上、下動作通過兩位遙控踏板操作。3.在操作時，若氣源被阻，啟動壓力在操作時，若氣源被阻，啟動壓力0.3-1.0MPa的自動安全閥將起作的自動安全閥將起作用。用。4.氣源受阻情況下，在卡瓦體上裝

22、上手柄，正常進行起下鉆。氣源受阻情況下，在卡瓦體上裝上手柄，正常進行起下鉆。5.起下鉆時井下復(fù)雜需要倒劃眼，很方便拔出銷子，拆掉提放裝置，起下鉆時井下復(fù)雜需要倒劃眼，很方便拔出銷子，拆掉提放裝置，在卡瓦體上裝上手柄，正常進行倒劃眼處理。在卡瓦體上裝上手柄，正常進行倒劃眼處理。6.換不同尺寸的卡瓦不需要換襯套和大方瓦。換不同尺寸的卡瓦不需要換襯套和大方瓦。7.一般擺在鉆臺上，且氣管有鋼性保護彈簧管。一般擺在鉆臺上，且氣管有鋼性保護彈簧管。8.使用動力卡瓦的井深達到使用動力卡瓦的井深達到8000米，鉆桿使用和井下非常安全，在歐米，鉆桿使用和井下非常安全，在歐洲、美國、中東、中國南海得到廣泛的應(yīng)用。

23、洲、美國、中東、中國南海得到廣泛的應(yīng)用。 DEN-CON公司動力卡瓦在國內(nèi)外油田廣泛應(yīng)用并且優(yōu)勢明顯，技公司動力卡瓦在國內(nèi)外油田廣泛應(yīng)用并且優(yōu)勢明顯，技術(shù)一直居世界領(lǐng)先水平，可以取代國內(nèi)的雙吊卡倒換方式，術(shù)一直居世界領(lǐng)先水平，可以取代國內(nèi)的雙吊卡倒換方式，DEN-CON公司動力卡瓦在國內(nèi)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，市場潛力巨大。公司動力卡瓦在國內(nèi)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，市場潛力巨大。1、動力卡瓦滿足的具體要求。2、動力卡瓦的安裝類型：1）安裝在轉(zhuǎn)盤外部的動力卡瓦2）安裝在轉(zhuǎn)盤內(nèi)部的動力卡瓦 兩位遙控踏板操作兩位遙控踏板操作 第三節(jié)第三節(jié) 方鉆桿旋口器方鉆桿旋口器 方鉆桿旋口器是在鉆井過程中利用風(fēng)動

24、馬達（或電動機）作動力，驅(qū)動方鉆桿旋轉(zhuǎn)，并與小鼠洞卡緊裝置配合使用，從而完成接單根工作的一種專用設(shè)備。 方鉆桿旋口器的組成：方鉆桿旋口器的組成：動力部分、旋扣器和小鼠洞卡緊裝置三部分組成。 方鉆桿旋口器安裝在水龍頭下方，整體安裝時，需在水龍頭的兩側(cè)焊上吊耳，用26mm鋼絲繩與旋扣器連接起來。如圖518方鉆桿旋口器的分類：方鉆桿旋口器的分類： 1、風(fēng)動旋扣器 動力部分風(fēng)動馬達。 見圖519風(fēng)動旋扣器結(jié)構(gòu)圖 2、電動旋扣器 動力部分是直流電動機。 見圖520電動旋扣器示意圖 二者的優(yōu)缺點：直流電驅(qū)動方鉆桿電動旋扣器直流電驅(qū)動方鉆桿電動旋扣器的缺點是用電時易產(chǎn)生火花，在鉆氣井或鉆穿高壓油層時不宜采用

25、，以防井場失火。而方鉆桿風(fēng)動旋方鉆桿風(fēng)動旋扣器扣器的缺點是耗氣量大，但安全防火，利用原設(shè)備的氣源方便、易行，因而得到廣泛推廣。 小鼠洞卡緊裝置小鼠洞卡緊裝置1、結(jié)構(gòu)：如圖5212、使用過程方鉆桿旋口器的工作原理：見方鉆桿旋口器的工作原理：見P110方鉆桿旋扣器 方鉆桿旋扣器 東莞艾利特石油提供的方鉆桿旋扣器是按API Spec 8A鉆井和采油提升設(shè)備規(guī)范設(shè)計、制造。方鉆桿旋扣器是鉆井過程中，利用風(fēng)馬達或液馬達作動力，驅(qū)動方鉆桿旋轉(zhuǎn)，與鼠洞管鉆桿卡緊裝置（鼠洞鉗）配合使用來自動完成接單根的一種專用裝置，具有安全、省力、效率高等優(yōu)點。 作業(yè) 怎樣區(qū)別常用的鉆井地面專用工具吊鉗、吊卡、吊環(huán)、卡瓦、安

26、全卡瓦和旋繩器?補充學(xué)習(xí)驅(qū)動設(shè)備和傳動系統(tǒng)補充學(xué)習(xí)驅(qū)動設(shè)備和傳動系統(tǒng) 驅(qū)動設(shè)備和傳動系統(tǒng)是鉆機的兩大組成部分。驅(qū)動設(shè)備提供給各工作機需要的動力，而傳動系統(tǒng)則將動力機和各工作機聯(lián)系起來，將動力傳遞并分配給各工作機。A原動機：原動機：凡將其他形式能量變換為機械能的機械機器成為原動機，如內(nèi)燃機、電動機。A工作機工作機：凡利用機械能去變換或傳遞能量、物料、信息的機器。A傳動裝置的作用傳動裝置的作用是把發(fā)動機的動力傳遞給工作機，并調(diào)節(jié)工作速度以適應(yīng)工作負荷的變化。 鉆機的驅(qū)動與傳動系統(tǒng)必須滿足鉆井工藝的要求： 配備足夠的功率，并且能充分發(fā)揮功率的效能； 要滿足起下鉆工作快和快速鉆進的要求； 能提供合適的

27、鉆井泵的排量和高泵壓，滿足洗井和噴射鉆井的要求 必須使用可靠、維修簡單、操作靈敏、重量輕、運移方便，并具有良好的經(jīng)濟性。 一、工作機組對驅(qū)動與傳動系統(tǒng)的要求一、工作機組對驅(qū)動與傳動系統(tǒng)的要求 絞車 鉆井絞車的工作特點是載荷大，而且載荷變化也大。 按絞車的工作特點，對動力機組提出的要求是：（1）能無級變速無級變速，以充分利用功率，速度調(diào)節(jié)范圍 R=Vmax /V min=510，調(diào)速范圍相對較小，因而變速級數(shù)少。 (2)具有短期過載能力，以克服啟動過載、振動沖擊和輕度卡鉆。（3）絞車起停操作頻繁，要求動力傳動系統(tǒng)優(yōu)良好的啟動性能和靈敏、可靠的控制離合裝置。 轉(zhuǎn)盤 在鉆井過程中，隨著鉆井深度的變化

28、和巖層的變化，轉(zhuǎn)盤載荷也在不斷變化，這就要及時地改變鉆壓和轉(zhuǎn)速。這就對鉆機轉(zhuǎn)盤提出了要求。見P95 鉆井泵 鉆井泵的泵壓隨鉆井深度的增加而增加。但在一定鋼套直徑下，泵有最大泵壓，要不超過其極限就得降低活塞或柱塞往復(fù)的次數(shù)（沖數(shù)）。 驅(qū)動系統(tǒng)對鉆井泵的要求比絞車轉(zhuǎn)盤低。為什么？ 二、典型驅(qū)動方案二、典型驅(qū)動方案 單獨驅(qū)動方案 指絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵三大工作機組，有各不同的動力機一對一或二對一的驅(qū)動。見圖見圖52，注意其優(yōu)缺點。 統(tǒng)一驅(qū)動方案（也稱并車驅(qū)動） 有膠帶并車和鏈條并車兩種形式。見圖見圖53，注意其優(yōu)缺點。 分組驅(qū)動方案（主要用在電驅(qū)動上） 三、驅(qū)動設(shè)備的特性指標三、驅(qū)動設(shè)備的特性指標1、

29、適應(yīng)性系數(shù)K K值越大，表明動力機抗過載能力越強。2、速度范圍（510） R值越大，表明速度調(diào)節(jié)范圍越寬。 什么是柔特性？什么是柔特性？3、燃料（能源）的經(jīng)濟性、燃料（能源）的經(jīng)濟性4、發(fā)動機比質(zhì)量、發(fā)動機比質(zhì)量5、使用的經(jīng)濟性、使用的經(jīng)濟性eMMKmax四、鉆機驅(qū)動與傳動類型四、鉆機驅(qū)動與傳動類型(一)鉆機傳動類型 機械傳動（Mechanics) 電氣傳動（Electrics)常見機器的傳動類型 液壓傳動(Hydranlic Power Transmission) 流體傳動（Fluidpower) 液力傳動（Fluid drive) 氣壓傳動 (Pneumatics)(二)鉆機驅(qū)動類型1、機

30、械驅(qū)動2、電驅(qū)動3、復(fù)合驅(qū)動交流變頻電驅(qū)動鉆機交流變頻電驅(qū)動鉆機交流變頻電驅(qū)動鉆機的性能特點交流變頻電驅(qū)動鉆機的性能特點 采用先進的全數(shù)字化交流變頻技術(shù)，通過PLC、觸摸屏和氣、電、液及鉆井儀表參數(shù)的一體化設(shè)計，實現(xiàn)鉆機智能化司鉆控制。 鉆機采用寬頻大功率電機驅(qū)動，完全實現(xiàn)了絞車、轉(zhuǎn)盤和泥漿泵全程調(diào)速。 鉆機絞車為單軸齒輪傳動，一檔無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。剎車采用液壓盤式剎車和電機能耗制動相結(jié)合的方式。 絞車利用主電機或獨立電機實現(xiàn)自動送鉆，并對起下鉆工況和鉆井工況進行實時監(jiān)控。 采用智能軟啟動裝置、ET200或ASI模塊實現(xiàn)對MCC系統(tǒng)的保護和監(jiān)控。 智能化游車位置控制，具有防止“上碰

31、下砸”的功能。 具有氣、液失壓、電控系統(tǒng)及電機故障、轉(zhuǎn)盤扭矩限制和泵壓限制等保護功能。 可配獨立的司鉆控制房。氣、電、液控制、鉆井參數(shù)及儀表顯示統(tǒng)一布局，通過PLC實現(xiàn)鉆井全過程的邏輯控制、監(jiān)控和保護，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲存、打印和遠程傳輸。司鉆在房內(nèi)即可完成全部操作，改善了司鉆的工作環(huán)境，減輕了勞動強度。 可配頂部驅(qū)動鉆井裝置。 可配整體移動滑軌，滿足叢式鉆井時井位間遷移的要求。 (一一)驅(qū)動設(shè)備概要驅(qū)動設(shè)備概要 目前，鉆機的驅(qū)動類型主要有柴油機直接驅(qū)動、柴油機液力驅(qū)動、柴油機(交)直流電驅(qū)動和工業(yè)電網(wǎng)電驅(qū)動四類。我國石油礦場多采用柴油機作動力，即使是電驅(qū)動鉆機，它的發(fā)電機仍是由柴油機驅(qū)動。一些

32、最大的陸地和海洋用深井鉆機一般還是由柴油機來直接的或間接的驅(qū)動發(fā)電機，然后由電動機帶動鉆機的各個設(shè)備或部件。柴油機的啟動、運轉(zhuǎn)和停車安全要求主要有：柴油機的啟動、運轉(zhuǎn)和停車安全要求主要有：(1)柴油機的啟動：打開氣源閥門，將油門手柄大約調(diào)到怠速范圍內(nèi)；按下自動停車扳桿手柄，使自動停車裝置撥叉與齒條上的檔塊脫開，使油泵齒條處于供油位置；按下啟動按鈕，預(yù)供油泵開始泵油，當(dāng)油壓達到規(guī)定的壓力時使氣馬達運轉(zhuǎn)，驅(qū)動柴油機啟動。每次啟動時間不得超過15s。如三次不能啟動，則應(yīng)查明原因；啟動后，應(yīng)立即松開啟動按鈕，并用停車手柄控制齒條，以免轉(zhuǎn)速瞬時上升；待柴油機轉(zhuǎn)速調(diào)到怠速正常后，松開自動停車手柄，關(guān)閉氣源

33、閥門，并觀察儀表所指示的參數(shù)；用電馬達啟動時，首先用手動預(yù)供油泵泵油，按下啟動按鈕，使馬達帶動柴油機點火啟動(每次啟動時間不得超過5s，如三次不能啟動，應(yīng)查明原因)。(2)柴油機的運轉(zhuǎn)：柴油機啟動后應(yīng)先空載運行，并檢查機油壓力及水泵供水是否正常；柴油機外觀狀況不得有漏油、漏水、漏氣現(xiàn)象，所有零件固定牢固；排氣管及呼吸器排煙正常，無異常聲響；柴油機帶上負荷后，即投入了正常運轉(zhuǎn)。這時應(yīng)注意儀表板上各儀表的數(shù)值；柴油機連續(xù)長時間使用時，負載不得超出規(guī)定的持續(xù)功率；當(dāng)連續(xù)運行不超過12h時，負載不得超過規(guī)定的標準功率；新機初期運行50h后，應(yīng)更換全部機油并清洗油底殼和機油濾清器。(3)柴油機的停車：停

34、車的具體步驟是卸去負荷，逐漸降低轉(zhuǎn)速，怠速運轉(zhuǎn)約5min，使各部分慢慢冷卻到40以下，再將停車手柄扳到停車位置。正常情況下嚴禁帶負荷停車。冬季停車后，若長時間不用，應(yīng)適時放掉冷卻水；若環(huán)境溫度低于機油凝固點時，也應(yīng)放出機油。在特殊情況下緊急停車后，應(yīng)立即打開氣缸蓋放氣螺塞，用人力盤車23圈。 (二二)傳動系統(tǒng)概要傳動系統(tǒng)概要 由動力機到工作機的傳動系統(tǒng)，有的很簡單，如單獨驅(qū)動；有的則比較復(fù)雜，有各種并車、變速、倒車機構(gòu)。不可調(diào)速的動力機不能滿足絞車或轉(zhuǎn)盤的要求，傳動系統(tǒng)就是要解決變速變矩的問題。鉆機傳動系統(tǒng)的基本功用是將動力機發(fā)出的動力分別傳送給各工作機，即絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵等，主要解決增矩減

35、速、變矩變速、并車、正倒車以及傳動脫離或掛合問題。鉆機傳動系統(tǒng)的總體布置有統(tǒng)一驅(qū)動(如大慶130型、ZJ45型鉆機)、分組驅(qū)動(如車裝鉆機)和單獨驅(qū)動(電驅(qū)動鉆機)三種形式。傳動系統(tǒng)各傳動部分護罩必須完好，固定牢靠。機房四周欄桿要安裝齊全，固定牢靠，梯子穩(wěn)固且有光滑的扶手。 柴油機驅(qū)動柴油機驅(qū)動機械傳動機械傳動 柴油機驅(qū)動機械傳動鉆機是指以柴油機為動力，通過液力變矩器、鏈條、齒輪、V帶等不同組合的傳動形式驅(qū)動的鉆機。 齒輪鉆機根據(jù)主傳動副的類型分 V帶鉆機 鏈條鉆機一、柴油機的類型和特征柴油機的驅(qū)動特點柴油機的特性 外特性 負荷特性 調(diào)速特性 通用特性柴油機V帶和平帶V帶帶 傳遞扭矩，改變運動

36、方式并對旋轉(zhuǎn)機械做動平衡矯正，防振動和噪聲。萬向軸并車傳動裝置并車傳動裝置二、V帶鉆機三、齒輪鉆機四、鏈條鉆機電驅(qū)動鉆機電驅(qū)動鉆機& 電驅(qū)動鉆機與機械驅(qū)動相比所具有的優(yōu)越性是 傳動效率高； 對負載的適應(yīng)能力強； 安裝運移性好； 處理事故能力及對機具的保護能力強； 易于實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩、速度、加速度及位置的控制； 易于實現(xiàn)鉆井的自動化和智能化等諸多優(yōu)越性能。& 電驅(qū)動鉆機按其發(fā)展分為（1）交流電驅(qū)動鉆機（ACAC）（2）直流電驅(qū)動鉆機（DCDC）（3）可控硅整流直流電驅(qū)動鉆機（ACSCRDC），其特點：平滑調(diào)速，在載荷變化大的情況下，啟動和制動動平穩(wěn)。（4）交流變頻電驅(qū)動鉆機（ACVFDAC）司鉆電控臺的使用安全要求主要有：(1)一般情況下不要打開箱門。遇到陰雨潮濕的天氣時，可打開加熱器，使司鉆電控臺內(nèi)保持干燥。每隔一段時間檢查司鉆電控臺的密封情況、元器件的銹蝕情況、儀表板上指示燈的好壞，發(fā)現(xiàn)問題及時排除。(2)絞車、鉆井泵一般采用雙電機方式工作，僅在某電機或相應(yīng)的