带标准补心的气动卡瓦的研究与应用

《带标准补心的气动卡瓦的研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年12月第36卷第12期·262·JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Dec．2014Vo1．36No．12带标准补心的气动卡瓦的研究与应用余维初(长江大学化学与环境工程学院，湖北~J0$1434023)邓思哲(中国石油大学(北京)地球科学学院，北京102249)童孝木(中石化江汉石油工程公司钻井一公司，湖北潜江433123)[摘要]研究了一种带标准补心的气动卡瓦，它由卡瓦座、气缸、活塞杆、卡瓦体、支撑盘、配气座、销轴及气路管线构成。两块卡瓦座通过铰链连接为一个整体，内部装

2、有4个气缸，气缸的活塞杆上装有支撑盘，支撑盘下面装有卡瓦体，卡瓦体置于卡瓦座内。该气动卡瓦采用全内置式气缸气路结构，解决了外置气路设备易损坏的问题，卡紧钻杆时工作面基本与钻台面平齐，方便液压大钳的使用。其卡瓦座适用于标准补心，如需进行不同规格的钻杆起下钻作业可以通过更换不同规格的卡瓦体来实现，卸下卡瓦体后能满足使用手提式卡瓦非正常情况作业，实现了钻井气动卡瓦的多功能性，使用安全可靠。[关键词]带标准补心的气动卡瓦；内置式气缸气路；防轴向转动[中图分类号]TE921[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)12—0262—031研究现状目前国内各油田或地质钻井队在进行起

3、下钻井管杆时，一般都采用单吊卡与手提式卡瓦并用或直接采用双吊卡的作业方式，这些方式均存在劳动强度大，工作效率低，安全性能差等问题。国外生产的气动钻杆卡瓦在一定程度上减轻了劳动强度。但卡瓦体工作高度高，很难与国内井口设备配套使用，不方便工作人员操作，且结构复杂、价格昂贵，不利于在国内推广使用[1]。国内研制的气动钻杆卡瓦，如“动力卡瓦”(专利号为02212500．0)，提供了一种利用2个外置式气缸为动力的钻杆卡瓦，气缸固定在卡瓦座上面，2个气缸采用独立供气，4根气路管线摆放于钻台台面上。自动化程度较高，减少了井口操作工人，节约人力资源，有效降低了工人的劳动强度。但存在卡瓦体实际工作高度

4、高，不利于操作及井口设备配套使用；且气路管线较多，导致装卸麻烦，外置摆放易损坏气路管线的问题。又如“多功能全自动钻杆气动卡瓦”(专利号为200320100403．O)，较好地克服了上述发明的不足，但由于该卡瓦体在提升和下放的过程中是通过活动铰链及卡瓦体的自重打开的，在经历多次作业后，会出现如上销轴固定螺丝滑扣、下销轴弯曲变形、导向杆固定螺丝松动等现象，工作可靠性较差。另外，当出现铰链锈蚀情况时，卡瓦不能全部打开，易发生钻杆接箍与卡瓦体相碰撞，导致卡瓦装置损坏的事故。上述两种气动卡瓦均使用阶梯形卡瓦座，此种阶梯形卡瓦座必须与专用卡瓦体配合一对一使用，不能兼顾使用手提式卡瓦；且卡瓦座下部

5、开口偏小，在倾斜角度偏大的井中起下钻时，钻杆及接箍容易磕碰损坏卡瓦体，严重时，起钻会拖带出卡瓦座。同时，在换钻头、倒划眼、旋转转盘等操作过程中，必须把卡瓦整体起吊出井，严重影响了作业效率。2带标准补心的气动卡瓦原理及其主要结构2．1原理该带标准补心的气动卡瓦可完全取代转盘大方瓦安装于原转盘大方瓦孔内，其气缸活塞杆及导向杆[收稿日期]2014—10—10[基金项目]国家自然科学基金项目(51274048)。[作者简介]余维初(1965一)，男，1986年大学毕业，博士(后)，教授，长期从事油田化学和油气储层保护方面的教学与科研工作。学兔兔www.xuetutu.com第36卷第12期余

6、维初等：带标准补心的气动卡瓦的研究与应用与支撑盘采用固定方式连接，卡瓦体通过连接片与支撑盘相连。工作时，卡瓦体沿卡瓦座锥面下行，同时向中心收拢，将钻杆卡紧；反之，卡瓦体沿卡瓦座锥面上行的同时向外张开，松开钻杆，钻杆可从卡瓦中心的通道自由通过[3一。该卡瓦的升降过程是靠气缸带动支撑板经过连接片带动卡瓦体进行动作的。在气缸拉力、卡瓦体自重、钻杆与卡瓦体摩擦力的共同作用下，卡瓦体完成松开动作；在气缸推力和钻杆与卡瓦体的摩擦力作用下，卡瓦体完成卡紧动作。气缸的所有动作由司钻操作台上的气控阀进行控制。该带标准补心的气动卡瓦可通过更换不同规格的卡瓦体来满足不同转盘规格、钻杆直径等不同需求的作业。

7、2．2主要结构该带标准补心的气动卡瓦由卡瓦座、气缸、活塞杆、卡瓦体、支撑盘、配气座、销轴及气路管线构成，结构图如图1所示，其特征在于：2块卡瓦座通过铰链连接为一个整体，卡瓦座体内制作有四个气缸，气缸内装有活塞杆，活塞杆上端通过开槽螺母固装有支撑盘和连接片耳榫，支撑盘与连接片耳榫通过内六角螺丝固接；连接片耳榫通过连接片装有卡瓦体，卡瓦体内弧面上通过卡瓦牙固定螺丝安装有卡瓦牙；卡瓦座上面安装有配气座并通过凹槽放置有气路管线；卡瓦座底部安装有耐磨环。1O俯视结构