第三章 井上工具.docx
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第三章井上工具
第三章井口工具
井口工具是指钻台上用来起下和上卸钻具的工具,如吊钳、吊卡、卡瓦等,本章着重对平台钻井常用的井口工具种类、制造厂家、性能、常用规范以及现场检查的方法作以介绍。
第一节钻杆吊卡
钻杆吊卡是石油钻井作业中起升和下降钻杆之必备工具,按其悬持钻杆接头型式又分为直角台肩吊卡和锥度台肩(18°)吊卡。
我公司海上钻井平台现用的钻杆接头为18°锥面接头,与之相匹配的钻杆吊卡也都是18°锥度台肩吊卡。
目前在用钻杆吊卡多数为VARC0BJ制造的,随着工具、配件的逐步国产化,江苏如东通用机械厂制造的DD型系列钻杆吊卡近几年来使用也比较多。
常用的5"×18°和31/2"×18°钻杆吊卡负荷分别为350吨和250吨。
一、BJ18°对开门钻杆吊卡参数;
Size
Type
FrameNr.
Cap.Tons
Weight
in
mm
Lb
kg
2-3/8~5
60~127
MG
30157Y
100
200
91
2-3/8~3-1/2
60~89
RGG
200680Y
150
308
140
3-1/2~5-1/2
89~140
MGG
35005Y
250
575
261
3-1/2~5-1/2
89~140
MGGAO
36056Y
250
720
327
4~5-1/2
102~140
GG
31068Y
350
715
324
4~5-1/2
102~140
GGAO
35143Y
350
1018
463
4~6-5/8
102~168
HGG
70013Y
500
1000
454
4~6-5/8
102~168
HGGAO
70222Y
500
1500
680
二、国产DDZ型为对开式吊卡18度锥台肩钻杆吊卡参数
注:
锥度吊卡在其型号DD后加注Z,即为DDZ型
三、钻杆吊卡检验项目与标准
1、装配后活门及销销安全可靠,动作灵活,无卡阻现象。
2、18°锥面的吊卡的锥度不得小于15°。
3、两侧吊耳受力面高度差不大于3.175MM。
4、受力部分探伤检验,润滑部分加油保养,本体除锈刷漆。
5、在用吊卡每年必须探伤检查一次,并记录建档。
四、钻杆吊卡日常保养和检查
1、每次起下钻前,应该润滑吊卡的所有活动部位,同时检查锁销、弹簧等所有机械部件工作是否正常。
2、检查铰链销的磨损情况(铰链销的磨损会导致锁销松懈,抱住工具接头时会损坏接头),检查这些部件有无裂纹和大的坑点。
在吊卡使用中,如果铰链销或销紧销松动,就应换下吊卡送到厂家修理。
3、固定吊卡在吊耳内的螺栓应定期更换,现场上必须在螺栓两端拧好螺帽,并经常检查。
第二节吊环
吊环是钻柱不可缺少的提升工具,分为单臂吊环,双臂吊环。
一、规格(直径×长度×负荷)
1、一般钻柱吊环为直径2-3/4",长108"或132",350吨负荷(吊环的长度是指两受力部位的长度)。
2、下套管用吊环为直径3-1/2",长144",500吨负荷。
3、钻挺提升器小吊环分单臂和双臂两种,单臂吊环150吨负荷,双臂吊环80吨负荷。
常用BJ单臂吊环参数
P/N
size
Ratedcap/set
Weight/set
in
mm
tons
lb
kg
350tonspecialforIDS
26940Y1108
2-3/4×108
70×2743
350
870
395
26940Y1132
2-3/4×132
70×3353
350
1000
454
25469Y1144
3-1/2×144
89×3688
500
1780
809
吊环的降级标准
吊环规格
上环受力部位尺寸
下环受力部位尺寸
负荷能力(每副)
127mm(5")
69.85mm(2-3/4")
350T
2-3/4"*350T
120.65mm(4-3/4")
66.67mm(2-5/8")
290T
117.48mm(4-5/8")
63.5mm(2-1/2")
262T
114.3mm(4-1/2")
61.9mm(2.437")
245T
152.4mm(6")
88.9mm(3-1/2")
500T
3-1/2"*500T
142.9mm(5-5/8")
82.45mm(3.246")
440T
133.35mm(5-1/2")
76.2mm(3")
375T
131.76mm(5.187")
73mm(2-7/8")
345T
二、单臂吊环的检验标准
1、每对单臂吊环中的两个单环长度差应小于1/2"(12.7mm)。
2、一对吊环受力部位磨损后,经探伤合格后应降级使用,一般不应报废。
三、吊环有时受很大应力,磨损也较严重,正常情况下使用寿命较长,但需定期检查和润滑。
检查有无裂纹或不正常磨损。
对吊环上下两耳均需测量磨损量,现场上还应常在吊环上下两耳的磨损面上涂抹高质量黄油润滑;维护保养时严禁吊环本体出现硬伤和受高温烧烤
第三节钻杆卡瓦
一、定义
卡瓦是由带有夹紧元件的楔状金属部件组成的。
钻工将卡瓦坐在钻杆和转盘补芯之间。
坐上卡瓦,可以将水龙头和大钩从钻柱上移走。
卡瓦是防止钻柱落入井内的工具。
二、工作原理
因为钻柱利用自身的重力将悬放着钻柱的轴向力转换成横向力,所以卡瓦能够安全地固定住钻柱。
该横向力也将卡瓦与转盘补芯楔牢。
1、结构
钻杆卡瓦的铰接片数为3片,将卡瓦设计成多片,可减少应力集中,使卡瓦更坚固。
可更换的牙板在卡瓦片中的槽内可滑动。
卡瓦表面制造得很光滑并且做成楔状同转盘补芯的楔形外表面相吻合。
2、规格:
钻杆卡瓦(Varco)分为SDS,SDML,SDXL,三种长度规格。
A.SDS型为短型卡瓦,尺寸范围:
2-3/8"至4-1/2"
B.SDML型为中型卡瓦,尺寸范围:
2-3/8"至5-1/2"
C.SDXL型为中型卡瓦,尺寸范围:
3-1/2"至5-1/2"
尺寸
2-3/8"
2-7/8"
3-1/2"
4-1/2"(3-1/2")
5"
5-1/2"(5")
牙板号
2160-30
2161-30
2162-30
2163-54
2167-54
2169-54
3、手动卡瓦检验项目与标准
A.卡瓦牙磨去原齿高的1/4寸,全部更换新牙板。
B.如果新卡瓦牙板与卡瓦体有晃动时,卡瓦体报废。
C.本体背锥度变形不大于1.6MM。
D.各铰链部位灵活自好,无卡阻现象,当磨损量达到1MM时应更换铰链销。
E.手柄灵活好用,完整无损。
F.各种卡瓦开时,其开口宽度不小于相应钻具名义尺寸。
G.装配后试验,至少有80%的卡瓦牙能接触钻具。
H.润滑部位加油保养,本体除锈刷漆。
4、注意事项
A.当司钻放下钻杆时,千万不要用卡瓦去阻止钻杆。
先让司钻用绞车刹车来使钻杆停下,然后坐卡瓦。
在起下钻时,让卡瓦沿着钻杆一同下入到补芯内并且使卡瓦停止是一个很好的办法。
引起钻杆变形的作法是不可取的。
B.当司钻起钻时,千万不要卡瓦搭载在钻杆上。
这样会增加卡瓦的磨损和对钻杆的伤害。
如果上升的钻杆突然将卡瓦从转盘内抛起来,将会是很危险的。
所以在司钻起钻时,要用提手拉出卡瓦。
C.坐卡瓦时,要让工具接头近可能地靠近转盘如果钻具接头失离转盘太高,上卸扣时的扭矩接力可能拉弯钻杆。
用公式可计算防止弯曲钻具中的钻具接头离卡瓦的最大高度。
钻杆直径越小,工具接头就要离转盘越近。
4、卡瓦的维护
A.磨损坏的卡瓦是危险的,每个钻工都应该检查卡瓦和易磨损的牙板并更换或修理潜在危险的部件。
损坏的牙板能够引起钻杆滑动和跳动,这能将卡瓦冲撞出转盘补芯。
损坏的牙板不仅能造成危险情况,还能造成钻具落井事故。
B.当牙板损坏时,立刻将全部的牙板换掉。
不全部更换的结果是旧牙板不能接触钻杆和几乎不承受负荷,新牙板就刺戳钻杆而损坏它,同时新牙板的负荷也将钻杆压迫到卡瓦上而损伤它们。
C.提手、销子和卡瓦本体也要承受钻柱很大的负荷和振动。
要定期查这些部件并且需要时要立刻更换。
D.保养和检查:
日常保养卡瓦和转盘补芯能够增加它们的使用寿命,同时也起到保护钻具的作用。
E.清洁和润滑。
F.更换磨损件。
G.常规检查,用直尺检查卡瓦的正面、背面和牙板是否损坏;
H.卡瓦常规测试。
测试可发现牙板及转盘补芯的磨损。
每三个月要做一次测试。
安装新转盘和使用新卡瓦时都要做测试。
具体做法是在钻具管体上裹一张加厚纸,然后将钻具通过卡瓦坐在转盘上。
如果从纸上看到只是顶部有牙板接触,表明转盘损坏或卡瓦磨损。
第四节手动大钳
一、类型:
DB,SDD,B,C型。
1、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
2、SDD大钳:
主要工作尺寸4"至8½",加大钳头可到17"
扭矩范围:
4"至12",15-¾",100000ft-lb
12"至15"75000ft-lb
16"至17"60000ft-lb
3、B型大钳:
主要用于套管的上卸扣,尺寸范围从3-½"到13-3/8",加长钳头最大可到25-1/2",最大扭矩:
40000ft-lb。
4、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。
二、大钳的结构
1、大钳部件包括悬臂、手柄、牙板、钳头,相互间以轴销连接,拆检更换十分方便。
人们根据钻具的尺寸来确定大钳的钳头,这样既能咬住钻具又可防止钻具受到损害。
牙板是硬的、易碎的钢块,在钻工操作时,是通过它来咬住钻具。
牙板容易坏或用旧,钻工应该及时更换它们。
2、大钳尾绳是用来限制大钳上扣卸扣时转动的,也是为了避免工作时大钳转动发生危险的保险绳。
因此,必须经常检查尾绳是否处于完好和符合工作要求。
3、锚头绳是指大钳上卸扣时传递拉力的绳子。
上扣用的外钳(头绳)是链条,挂在司钻房一侧的绞车猫头上;而内钳用的是钢丝绳、挂在司钻房的另一侧的绞车猫头上。
4、大钳检验项目与标准
A.吊杆灵活,便于调平,无变形。
活门安全可靠,具有足够弹性。
B.各钳头装配后,其铰链灵活无卡阻现象,并配合开口销及备帽。
C.铰链孔及销轴磨损不大于0.13175MM,每次检修应对销轴、钳头、钳柄铰链孔等部位探伤。
D.牙板齿磨去原齿高的1/4",应更换新牙板。
E.润滑部位加油保养,本体除锈刷漆。
F.在用大钳每年必须探伤检查一次,并记录建档。
5、大钳的安全使用
A.大钳使用不准超过最大扭矩,扭矩不满足时更换大钳。
B.经常检查绳卡、钢丝绳、尾绳。
如果在大钳的平衡块是固定在井架上,应经常检查,以保平衡块不会掉到钻台上。
当大钳不用时,应用绳子把它挂起来。
C.应经常检查外钳的链条、看是否有大的压痕和裂缝,如果出现破损,应立即换掉链条。
人们也应该经常检查导向绳,看是否过度磨损或看起来太粗糙。
如果不行的话,则换新的。
D.钻台上的人员应注意大钳的链条或卸扣锚头绳,以防拉断伤人。
6、大钳的保养
A.工作人员应定期检查大钳的平衡机构,调整它达到平衡。
人们应当适当增加平衡块的重量,使大钳处于恰当的高度。
B.应经常检查牙板,如有破损,应立即换新的。
C.钻工在起下钻前后,保养大钳。
第五节钻铤吊卡及卡瓦、安全卡瓦
一、吊卡
平台阶吊卡,上部突出部分标准为1/8",栓门和本体的凸出差不能超过0.4mm,两端吊耳位置差不能超过3.175mm。
吊卡台肩容易磨损,会减少吊卡的承托面积,导致井口操作的潜在危险,必须坚持严格的定期检查,特别是吊卡台肩面在磨损达到危险点之前即应修理,恢复台肩的原形,并同时检查吊卡。
如果钻近的槽径与吊卡孔的间隙过大而减少台肩承托面积,则吊卡也应修复。
为了减少钻铤外径的磨损,有的公司在钻铤吊卡槽附近敷焊耐磨带。
尺寸
顶孔尺寸
底孔尺寸
9"
9"减5/8"
9"加5/8"
8"
8"减5/8"
8"加1/8"
6-1/2"
6-1/2"减3/8"
6-1/2"加1/8"
二、钻铤卡瓦
1、作用
钻铤外径比钻杆的大。
因此钻铤卡瓦有比较多的铰接片来恰好地与它周围的钻铤相配合。
通常钻铤卡瓦使用带有特殊钮扣状物的牙板来作为抱紧部件。
A.(Varco)型号:
分为:
DCS-S,DCS-R,DCS-L三种
平台常用的尺寸和牙板号如下
尺寸
所卡范围
零件号
4-3/4"
4"至4-7/8"
2620-49
6-1/2"~6-1/4"
5-1/2"~7"
2620-63
7"、8"
6-3/4"~8-1/4"
2630-88
9"
8"至9-1/2"
2630-96
B.使用、检查、保养要求
a特别注意:
钻铤卡瓦的纽扣牙板有差别,纽扣的弧度不一样,不能混合使用,也不能搞错,不同的牙板会导致和钻具接触不充分,可能导致管柱落井。
b使用前要检查卡瓦片是否变形,片数是否合适,卡瓦片连接销是否完好,牙板是否完好,牙板挡销是否完好,牙板槽是否变形,提手是否完好。
c用后清洁涂抹黄油存放。
三、安全卡瓦
1、原理
安全卡瓦多使用在管柱外表面规则和光滑的管柱上,如光钻铤、冲管等。
原理是牙板是楔形的,上面有向上的牙齿,当管柱有向下运动时,井口卡瓦将挡住安全卡瓦,此时牙板将一起向下运动,这时由于牙板是楔形,整个卡瓦也被锁紧,管柱将被动的被卡住,从而达到制动的目的。
安全卡瓦基本形式如下,尺寸和片数的选择和钻铤卡瓦一致。
A.规格(VARCO)
B.使用、检查、保养要求
a、使用前检查仔细,连接销、牙板销、牙板弹簧、提手、插销安全链。
b、使用时打在离卡瓦10cm高处,过高会使冲击力太大,过低会使在提卡瓦不便和不能及时发现卡瓦下滑。
c、不能在大门口提前把打安全卡瓦打好安全卡瓦,或不卸卡瓦提升钻具或甩钻具,这样会使安全卡瓦半空滑落伤人。
d、在上紧时要端平,所有牙板要在弹起位置,不能过度的敲打安全卡瓦,保证各个铰节是活动的,牙板要贴紧、一个人用扳手上紧即可。
e、同一卡瓦禁止用不同系列号或混合牙板,不同的牙板会导致和钻具接触不充分,可能导致管柱落井。
f、安全卡瓦使用后要充分清洁,泡在专用的油桶内,禁止扔、甩,上紧时严禁使用管钳和加长管。
第六节套管吊卡、单根吊卡、套管卡瓦
一、套管吊卡
1、分类
套管吊卡是用来提升套管串的,承受负荷较大,国产为350吨,吊耳穿直销,进口多为150吨,为半圆吊耳。
超过额定吨位用卡盘。
套管吊卡有侧开门、对开门和双开门几种。
2、检查、使用、保养
A.如果顶孔尺寸大于14.265mm的,磨损量应不大于1.6mm;
B.如果顶孔尺寸小于14.265mm的,磨损量应不大于0.8mm;
C.顶孔受力面突出部分标准为1/8",受力面凹陷不大于1.6mm,侧门顶部受力面不低于本体顶部受力面的0.4mm;
D.使用前要检查栓门是否能自由扣合。
二、单根吊卡
单根吊卡用来提起单根套管,用来做为套管至井口的过渡工具,负荷较低,一般在5吨左右,使用绳套来提升,有时在套管刚下的时候可以做为套管的安全卡瓦使用。
20"以上的套管的吊卡没有单根吊卡之分,还可以用做卡瓦使用,但吨位必须满足使用要求。
三、套管卡瓦
1、作用
套管卡瓦和钻铤卡瓦相似,卡瓦由比较多的铰接片来围抱套管,来承受套管的重量,防止套管下滑,套管卡瓦片比钻铤的长,为了增大接触面积防止挤毁套管。
吨位过大时要使用卡盘。
2、规格(VARCO)
常用套管卡瓦节数(Varco型号为CMS-XL)
尺寸
卡瓦节数
系列号
20"
26
2631-312
13-3/8"
18
2630-216
9-5/8"
12
2630-168
7"
14
2169-144
3、使用、检查、保养要求
A.套管卡瓦的纽扣牙板有差别,纽扣的弧度不一样,不能混合使用,也不能搞错,不同的牙板会导致和套管接触不充分,可能导致套管变形。
B.使用前要检查卡瓦片是否变形,片数是否合适,卡瓦片连接销是否完好,牙板是否完好,牙板挡销是否完好,牙板槽是否变形,提手是否完好。
C.用后清洁涂抹黄油存放。
第七节转盘补心
一、作用
转盘补芯是坐在转盘内,支撑承受钻具重量,转盘转动时带动实现它,内有小补芯。
转盘小补芯有一个锥形表面来坐卡瓦。
这个表面或者是补芯本身的一部分或是可移式的内部方瓦(它同转盘补芯是分开的)。
钻井期间,它连接转盘和方补芯,并将旋转运动从一个传到另一个;停转期间,它支持卡瓦。
二、结构
1、分式结构类型:
它有两半,每半有一个锥体结构坐卡瓦。
2、整体式类型:
它只有一部分。
厂家制造卡瓦补芯,钻工通过提勾勾住内孔来移动它们。
3、铰接式类型:
它有两半,通过铰接孔中的大销子连成一体,同整体式的一样,铰接式的转盘补芯有可换的卡瓦补芯。
三、由于转盘型号不同,补芯也分为很多型号。
1、与Emsco转盘配套的大补芯型号为T-3750
2、与National转盘配套的大补芯型号为C-3750
补芯号
所夹管径
大端口直径
小端口直径
3
2-3/8"~8-5/8"
14-3/8"
10-1/8"
2
9-5/8"~10-3/4"
16-1/4"
12-1/4"
1
11-3/4"~13-3/8"
19"
15"
0
19"
19"
四、NO3转盘补心检验项目与标准
1、除去内外侧腐蚀物,并涂上润滑脂。
2、缩颈尺寸超过10-7/8"(27625MM)应报废更换,大补心内侧下缘直径超过4902MM时应更换补心。
3、驱动锁销与转盘补心配合无明显晃动。
4、NO3补心内侧锥面与卡瓦配合无晃动现象。
五、附加设备
转盘补芯的附件包括用于移动它的吊钩卡瓦补芯,和固定钻头盒的部件。
该部件在给钻头上卸扣时,固定钻头盒。
六、使用、检查、保养要求
1、管柱的尺寸的变化使补芯的尺寸也在变化,同时卡瓦的尺寸和机械尺寸也在变化,一同适应管柱的变化;
2、定期测量磨损情况;
3、禁止在坐卡瓦的一面焊接、敲打,保持转盘补芯和卡瓦性能良好,可以防止造成钻杆划伤、缩颈等伤害,将避免发生钻杆因损伤而断裂等事故;
4、使用时一定要锁住锁销,使用专用的吊钩吊装,尽量两半同时放入,防止落井。
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