新型XDQW多功能管杆气动卡瓦研究和应用.pdf

学兔兔 第33卷第2期 余维初等：新型XDQW多功能管杆气动卡瓦的研究与应用 新型XDQW多功能管杆气动卡瓦的研究与应用 身专维初 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023) [摘要]研制了一种新型XDQW 多功能管杆气动卡瓦，它由大方瓦、卡瓦体、动力缸、支撑盘、连接片、 刮泥盘及扶正环等组成。大方瓦由2块组成，其上装有动力缸，动力缸上的动力缸推拉杆上装有支撑盘， 支撑盘下面装有卡瓦体，卡瓦体置于大方瓦内；支撑盘上部装有刮泥托盘和刮泥盘，实现了刮泥和卡持 管杆的双重功能，大方瓦的底部装有扶正环；气动卡瓦采用全内置式气缸气路结构，卡紧管杆时工作面 基本与钻台面平齐，方便液压大钳使用；更换卡瓦牙可适用油管、钻杆、钻铤和套管的起下钻作业，能 实现多功能性；卡瓦体具有防扭功能，提高了卡瓦的使用寿命和安全性，在降低劳动强度的同时大大提 高了工作效率。 [关键词]管杆气动卡瓦；刮泥盘；内置式气缸；防扭 [中图分类号]TE921．2 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2011)02—0155—03 1 研究现状及存在的问题 现在油田或地质钻井起下钻作业和下套管作业时，为了将作业的钻杆、钻铤或套管卡住固定在井口 处，再利用液压大钳拆卸管具扣，一般采用双吊卡作业或单吊卡加手提式卡瓦的作业方式L1 ；同时为了 防止钻铤或套管下滑，还要加装安全卡瓦。这些方式都存在工人劳动强度大、工作效率低、安全性能差 等问题。特别是双吊卡作业方式，更容易造成单吊环起钻引发的重大工程和人身事故等问题[2]。手提式 钻杆卡瓦虽可提高一定的工作效率，但其自身重量较大，一般都在 7Okg以上，工人劳动强度特别大， 钻台上要配备多名操作人员轮班。 为解决上述问题，有人对手提式卡瓦做了改进，但都只适用于起下钻杆使用。如多功能卡瓦、“半 自动钻柱卡瓦”、“动力卡瓦”等，都不利于井口设备和人员的操作。国外也有类似的气动钻杆动力卡 瓦，工作高度均在600mm以上，井口进行液压大钳拆卸钻杆扣及摆放防喷盒等操作时相当困难，不适 合我国油田使用。为此，笔者研究了一种新型XDQW多功能管杆气动卡瓦，使上述问题得到了解决。 2 新型xDQw多功能管杆气动卡瓦工作原理与主要结构 2．1 工作原理 新型XDQW多功能管杆气动卡瓦安装在转盘大瓦孔内取代转盘大瓦，由支撑板通过连接片连接卡 盘体，气缸活塞杆及导向杆与支撑板固定连接。工作时，卡瓦体沿阶梯式卡瓦座锥面下行，推动钻杆向 中心收拢，卡紧钻杆；反之，卡瓦体沿卡瓦座锥面上行时向外张开，松开钻杆， 同时让出通道，允许钻 杆从卡瓦中心自由通过。起钻操作时刮泥盘同时工作兼具自动刮除粘附在钻杆上泥浆 的功能。卡瓦体的 升降是靠气缸带动支撑板通过连接片进行动作的。卡瓦体下行靠气缸拉力和卡瓦体囟重及钻杆与卡瓦体 摩擦力共同作用；卡瓦体上行靠气缸推力和钻杆与卡瓦体摩擦力作用。气缸的动作_由司钻操作台上的气 控阀进行控制。 该管杆气动卡瓦的尺寸可根据不同转盘规格、钻杆直径进行更换。 [收稿日期]2011一O1—02 [作者简介]余维初 (1965一)，男，2006年中国石油大学 (北京)博士毕业，博士 (后)，教授，现主要从事油田化学和油气储层保 护领域的教学和科研工作。 学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2011年2月 2．2 主要结构及其技术指标 新型XDQW多功能管杆气动卡瓦由大方瓦、卡瓦体、动力缸、支撑盘、上销轴、连接片、下销 轴、动力缸推拉杆、刮泥盘、卡瓦牙、导向杆 、扶正环、刮泥托盘、托盘销轴组成。其特征在于：大 方瓦由2块组成，通过铰链连接，大方瓦上安装有动力缸，动力缸上的动力缸推拉杆上端安装有支撑 盘；支撑盘下面通过上销轴装有连接片，连接片下面通过下销轴装有卡瓦体，卡瓦体置于大方瓦内；卡 瓦体的外圆