修井作业自动卡瓦的设计(60t).pdf

目 录 第1章 前言1 第2章 卡瓦的发展概况2 2.1 国内卡瓦的发展概况2 2.2 国外卡瓦的发展概况4 第3章 动力卡瓦总体方案6 3.1 动力卡瓦的作用及分类6 3.2 动力卡瓦的工作原理7 3.3 总体方案的确定9 第4章 卡瓦座的设计及校核11 4.1 卡瓦座基本尺寸的确定11 4.2 卡瓦座的受力分析11 4.3 卡瓦座窄面接触的受力分析12 4.4 卡瓦座定心套的设计12 4.5 卡瓦座防扭转措施的设计13 4.6 卡瓦座的强度校核13 第 章 卡瓦体的设计及校核1 5.1 卡瓦体的设计1 5.2 卡瓦体的强度校核16 第6章 卡瓦牙板的设计18 6.1 卡瓦牙齿面形状布置的设计18 6.2 卡瓦牙型的设计19 6.3 卡瓦牙高度的设计22 6.4 卡瓦牙环形包角的设计23 第7章 起升机构的设计2 7.1 连杆机构的设计2 - -I 7.2 液压缸的选择26 7.3 液压缸连杆的设计27 7.4 连杆耳座的设计28 7.5 限位端盖的设计28 7.6 卡瓦心轴的设计30 第8章 结论31 参考文献32 致谢33 II - - 第1章 前言 在石油与天然气勘探开发的各项施工中，修井作业是一个重要的环节。油气 水井在自喷、抽油或注水注气过程中，随时会发生故障，造成油井减产甚至停产。 如：油井下沙堵、井筒内严重结蜡、结盐、油层堵塞、渗透降低、油气水层互相 串通、生产油层枯竭等油井本身的故障；油管断裂、油管连接脱扣、套管挤扁、 断劣和渗漏等油井结构损坏；抽油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井 下采油设备故障。出现故障后，只有通过井下作业来排除故障。 一套完善的修井设备，一般包括下述部分：主机 （修井机），具有动力、传动、 绞车、井架、钻台、游动系统。刹车系统以及液压、气动、电气系统；井口工具； 井下工具；运输工具；起吊及发电装置等。其中，井口工具主要包括吊环、吊卡、 吊钳、液压动力大钳、液压套管钳和修井液压动力钳等。 国内生产井口工具的公司主要有：江苏如东通用机械有限公司、泰兴石油机 械有限公司、山东三田临朐石油机械有限公司、牡丹江石油工具有限责任公司、 海城市石油机械制造有限公司、盐城市特达石油机械有限公司、江苏新象股份有 限公司等公司。 在衡量修井设备的性能上，一般有下述指标：修井能力 （即绞车功率的大小）； 井架性能 （强度、刚度、安装性）；移运性；控制是否方便、灵敏；提供操作条件 好坏；配套设备及工具是否完善；工作可靠性；有无特殊的防风、防水、防冻、 防尘及防腐蚀措施等。 在本次设计中，是用机械方法建立一个动力卡瓦装置，这是整个工作流程的 一个重要环节，是对油管、钻铤、钻杆等管柱进行井口拆卸的必要工序，这种动 力卡瓦的工作原理是通过起升装置的带动与管柱表面进行接触，起到卡紧并悬挂 管柱的作用。 1 - - 第2章 卡瓦的发展概况 2.1 国内卡瓦的发展概况 由于我国大部分油田大都已进入开发中、后期，采油的难度越来越大，工艺 越来越复杂，井况也越来越复杂，修井任务也越来越繁重。与修井任务越来越繁 重的同时，修井工人的劳动强度十分高，修井的环境条件也十分恶劣，高温酷寒， 风天雨天，井场条件差 （泄漏出来的天然气和有毒气体的侵熏和井喷），特别是地 处高原的西部地区，油井较深、自然及环境条件十分严酷。所以要提高修井效率、 减轻修井轻工人的劳动强度，使工人尽量远离恶劣的工作环境，就要求有较高的