钻井动力工具基础知识.ppt

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1、 钻井动力工具基础知识钻井动力工具基础知识 程 瑞 亮 Basic Knowledge of Drilling Power Tools Associate Professor 第一部分 动力大钳原理、结构、操作 目 录 第三部分 动力卡瓦原理、结构 第四部分 动力卡瓦使用及维护保养 第二部分 动力大钳维护保养 钳头 门框 吊杆 控制 总成 液压大钳 1、结构 Q10YM型液压大钳 移送气缸 液压马达吊杆 (空气包) 行程变速箱 减速装置 钳头 气控系统 液压系统 夹紧气缸 高低速换向阀 移送缸换向阀 夹紧缸换向阀 液 压 大 钳 的 安 装 在二层台附近装反正 螺杆 将50kN单滑轮用 12.

2、7mm的钢丝绳4圈固 定在天车底部大梁上 用直径为19mm长80m左 右的钢丝绳固定 安装尾柱 移送缸头部与大钳相 连，活塞杆叉头通过 方向节与尾柱相连 停止 液压大钳的操作步骤 1）打开大钳气路阀门，通气。 2）打开液压系统轴向柱塞泵上的手轮调节开关，合上 单向气阀，油泵空载运转。 3）把钳头上两个定位手把，根据上扣或卸扣转到相应 位置。 4）操纵移送缸双向气阀，送钳子到井口。 5）钻杆通过缺口进入大钳，操纵夹紧气缸双向气阀使 下钳咬紧接头。 6）根据上卸扣需要，将高低档双向气阀转到相应位置 。 7）上卸扣完毕，操作手动换向阀使钳头反向转动复位 。 8）操纵夹紧气缸双向气阀到工作的相反位置，

3、下钳恢 复零位对准缺口。 9）操纵移送缸双向气阀钳子平稳地离开井口。 操作口诀 钳子一定送到头，下钳卡牢转钳头， 上卸扣完对缺口，松开下钳往回走。 液压大钳使用技术要求 1）钳头腭板尺寸应与钻杆接头尺寸相符。 2）移送大钳到井口时，严禁把气阀一次合到 底，以防钳子快速向井口运动造成撞击。 3）在公扣没有全部从母扣旋出和大钳没有松 开钻具以前，不允许上提钻具。 4）大钳停用时，应将所有液气阀恢复零位， 单向阀回关位，停液压泵，关闭大钳气路 阀门。 5）根据上卸扣决定上下钳的定位手柄位置， 钳头的各个缺口必须对正后方可操作，否 则机构失灵。 第一部分 动力大钳原理、结构、操作 一 、钻杆动力钳 一

4、）性能参数 钻杆动力钳结构，原理，钻杆动力钳气动系统原理， 液压系统原理，夹紧汽缸 钻杆动力钳的性能 1、液压系统： 额定流量 114l/min 最高工作压力 16。6mpa 2、气压系统： 工作压力 0。51mpa 3、在不同流量下，钳头转速见下表。 流量钳头转钳头转 速r.p.m L/min高档低档 114402.7 10035.12.4 9031.62.1 80281.9 7024.51.7 60211.4 钳头转速表 规规 格 代 号127/25162/50162/75203/100203/125254/145 适用管径范 围围mm（in ） 65127（ 23/831/2钻 钻 杆）

5、 85162（ 23/85钻钻杆 ） 127162（ 31/25钻钻杆 ） 127203（ 31/2钻 钻杆8 钻铤钻铤 ） 127203（ 31/2钻 钻杆8 钻铤钻铤 ） 162254 （5钻钻杆 10钻铤钻铤 ） 液压压源额额定 压压力MPa 12181620 工作气压压 MPa 0.50.9 最大扭矩 kNm 255075100125145 高档扭矩 kNm 3.54.55.07.010.012.0 低档转转速 r/min 4.010.52.04.52.54.01.53.01.52.51.02.5 高档转转速 r/min 256530602040204015351030 上下牙板中 心

6、距mm 200210230250230250230250240260240260 动动力钳钳可移 动动距离m 1.01.5 钻杆动力钳基本参数 规规 格 代 号176/16245/20340/35508/40 适用管径范 围围mm（in） 101.6178（47 套管） 101.6244.5（ 495/8套管） 139.7339.7（ 51/2133/8套管） 244.5508（95/8 20套管） 动动力液额额定 压压力MPa 1218 工作气压压 MPa 0.50.9 最大扭矩 kNm 16203540 中档扭矩 kNm 67.5 高档扭矩 kNm 2.52.52.53.5 低档转转速 r

7、/min 9149143.65.32.53.6 中档转转速 r/min 21301420 高档转转速 r/min 5080508060854060 套管动力钳基本参数 规规格 代号 28/1. 8 28/2. 6 89/3 114/ 6 114/ 8 140/ 12 140/ 20 适用 管径 范围围 mm （in ） 19 28 3/ 4 1 1/ 8 抽 油 管 19 28 3/ 4 1 1/ 8 抽 油 管 73 89 27/8 41/ 2 抽 油 管 73 114 27/8 41/ 2 抽 油 管 73 114 27/8 41/ 2 抽 油 管 73 140 27/8 51/ 2 抽

8、油 管 73 140 27/8 51/ 2 抽 油 管 液压压 源额额 定压压 力 MPa 1016 最大 扭矩 kN m 1.8 2. 6 3. 0 681220 高档 扭矩 kN m 0.7 0. 8 1. 0 1. 0 1. 7 2. 5 2. 5 低档 转转速 r/min 2040530 高档 转转速 r/min 6010060905080 主钳钳 和背 钳钳之 间间上 下相 对对可 调调位 移 mm 4550 修井动力钳基本参数 4、在不同压力下钳头扭矩 假设 钳头刹带制动力矩为1000N.m（表已 考虑了该力矩的影响）； 转动惯性使上（卸）扣力矩增加，而 摩擦会使上（卸）扣力减少，

9、为了简化 计算，表的数据是考虑将此两力矩抵消 （实际上，在额定转速情况下，高档就 可将钻杆上紧）。 在不同压力下，钳头扭矩见下表 液压压系统压统压 力 MPa 钳头钳头 扭矩 N.m 高档低档 16.610000100000 15.0930090500 13.0850081100 1.0770066100 9.0570053900 7.0390041700 5.0307029500 动力钳钳头扭矩 5、适用管径 钳头颚板适用管径范围为：127 203mm。有5种规格足尺寸选用： 203mm（钻挺本体）；178mm（钻 杆接头）；162mm（钻杆接头）； 146mm（钻杆接头）；121mm（钻

10、杆接头）； 每种转头允许磨损量为20mm，允许偏 磨5mm。 公母接头总长应不低于420mm 移送汽缸： 最大行程 1500 前进推力 2360n（p气 =0.6mpa） 后退拉力 1710n（p气 =0.6mpa） 动力钳外形尺寸、重量； 动力钳 1700*1000*14000 动力钳的重量 2400kg 钳杆动力钳总重 4000kg（包括油箱、动 力钳等） 二）钻杆动力钳的作业范围 1）起下钻作业 在扭矩不超过100kN.m范围内上卸钻杆接头丝扣 。 2）正常钻进时卸方钻杆接头； 3）上卸8in钻挺 4）甩钻杆 甩钻杆时，调整吊杆的螺旋杆，使钳头和小鼠洞 倾斜方向基本一致。调节移送汽缸方向

11、（可用 棕绳或钢丝绳固定在井架大腿），使钳头对准 小鼠洞后即可进行甩钻杆。 5）活动钻具 由于钻机传动系统的故障，使绞车、转盘不 能工作，钻具在井内不能活动。为了防止 粘吸卡钻，可把下钳颚板取出，钳子送到 井口，将钳尾左右两边均绷上绳子，以限 制钳体转动，然后视钻具规格让上钳换上 相应颚板咬住方钻杆接头打开转盘制动销 ，摘开转盘离合器，低档（2.7r/min）启 动上钳，使方钻杆转动，则使座在转盘上 的井下钻具转动； 用抵挡活动井下钻具时间不应太长（一 般0.5h） 三）钻杆动力钳主要部件的结构 1、两档行星变速箱 为了实现高速低扭矩旋扣和低速高扭矩冲扣 ，动力钳采用两档行星变速结构和独特设

12、计的不停车换挡刹车机构，提高了钳子的 时效。 高档是液马达带动框架上的游轮z3转动，当 刹住内齿圈z2时，动力从太阳轮输出。低 档正好相反，液马达带动太阳轮z1转动， 当刹住内齿圈z4时，动力从游轮框架输出 2、减速装置：两档行星齿轮减速箱的 输出就是二级齿轮减速装置的输入轴 ，经过第一级减速（z1-z8），第二 级齿轮减速（z9-z10-z11）带动缺口 齿轮z11转动。两个惰轮z10的作用是 考虑齿轮z9运转能连续传至缺口齿轮 z11，即过“缺口”的需要。 3、钳头 1）卡紧机构：由传动部分的缺口齿轮，通过三个 销子，带动浮动体转动。刹带如始终以1000N.m 左右的力矩刹住制动盘，带有颚

13、板架与制动盘用 螺钉相连，当浮动体开始转动时，因钳牙未与接 头接触，故制动盘和颚板架均被刹住而不转动。 但由于有一定坡角的坡板随浮动体转动，所以颚 板背部的滚子将沿坡板的螺旋面上坡，并沿槽（ e-e旋转）向中心靠拢，最后夹紧接头。这时缺 口齿轮带动浮动体上的制动盘、领板架、颚板及 钻柱旋转，进行上卸扣作业。 下钳用夹紧汽缸，推动颚板架在壳体内转动， 从而可卡紧或松开下部接头 2）浮动：由于在旋扣过程中上下钳口座 间的相互位置是变化的,因此要求上钳 对下钳能相对浮动。 大钳采用轻便灵活的钳头浮动的方案，浮动 体通过四个弹簧座到缺口齿轮上，依靠弹 簧的弹性可保证浮动体重有足够的垂直位 移。为了保证

14、在接头偏磨时仍能夹紧，浮 动体还可以相对于缺口齿轮作水平方向的 位移。该位移靠装在缺口齿轮上的三个销 子的方套与浮动体上的矩形孔间的间隙来 保证 3）制动机构：任何动力大钳，为了使滚子坡 板能发生相对移动，必须设计颚板的制动机 构。 制动盘外边的两根刹带，连杆和刹带调节筒组成制 动机构，转动调节筒可调节筒内弹簧的弹力，以 改变刹车力矩的数值。本制动机构还能对浮点体 有良好的扶正作用和适应偏心接头的要求 4）复位机构：在开口动力钳上，有三个复位对缺 口问题，它包括：浮动体与壳体对正；上钳颚板 架与浮动体对正；下钳颚板架与壳体对正。 用高档大致对正后，再以抵挡准确对正的办法， 使浮动体与壳体对正

15、上钳颚板架与浮动体对正和下钳颚板架与壳 体对正完全相同。中b-b旋转，销装在浮 动体上，半月形定位转销与定位手把相连 ，装在制动盘的套上。显然，图示位置浮 动体可右对制动盘作相对运动，即作逆时 针转动（卸扣位置）。若将定位手把反转 180，浮动体可向左对制动盘相对运动， 即作顺时针转动（上扣位置）。当浮动体 反方向转到定位销碰到半月形定位转销时 ，制动盘与浮动体就对正了 为了便于观察，在安装时使上钳定位手把4指 向与上扣（或卸扣）旋转方向一致。下钳定 位手把与上钳定位手把方向一致。 下钳复位机构的定位销装在拨盘上，并用螺 母固死，其余零件装在下壳的支架上。 4、气路系统 钻杆动力钳气动系统用钻

16、机本身的压缩空气作 为气源。为了避免长距离气管线影响流量， 大钳用吊杆内腔存压缩空气，所以吊杆内腔 就是气路中的气包 为了简化管路，减少控制台尺寸，三个换向 阀都将是qf501b双向气控阀，拆掉原配下 阀体后，将余下部件装在统一气控板上， 三个换向阀分别控制高档气胎和气胎、移 送汽缸和下钳夹紧汽缸。 5、液压系统 液压系统原理图，为了简化液压系统，大钳 只有液马达用液压，液压油从油箱、经油 泵、过滤器到手动换向阀，操纵手动换向 阀可使液马达正反转 为了限制系统的最高压力，装有溢流阀。 为了使上扣时，系统处于低压状态，装有上扣溢流 阀。一般上扣压力调到10MPa左右（高档），出 厂时已调好。 从

17、抗震压力表可读出上卸扣的压力，然后查出工作 扭矩。 为了消除液压油中的杂质，在油泵出口装有过滤气 管。压力油从过滤器进入油马达。工作一段时间 后需要及时清洗或更换新的过滤器芯子，以便继 续使用。 系统有两块阀板，油泵阀板（过滤器进口处）装有 系统溢流表阀7，液马达阀板上装有上扣溢流表阀 、手动换向阀和抗震压力表 四）操作规程 1、打开钻机到钳子气管线阀门。（条件许可时此 阀门应布置在司钻操作台上）。 2、启动油泵，合上单向气阀使油泵在空载情况下 运转，系统压力表的压力不应超过1.5MPa为正 常。 3、检查钳头颚板尺寸与钻杆接头尺寸相符合后， 把钳头上两个定位手把根据上扣或卸扣转到相 应位置。

18、 4、操纵移送缸双向气阀使钳子平稳地送到井口， 严禁把气阀一次合到底使钳子快速向井口运动 造成撞击，若钳子高度不合适可操作3吨手拉葫 芦，调节到合适位置。 5、在钳子送到井口，钻杆通过缺口进入大钳 后，观察钳头上、下两堵头螺钉是否与公 、母接头贴合，尔后操纵夹紧缸双向气阀 使下钳夹紧接头，将移送气缸双向气阀扳 到零位，将气放掉。 6、根据上、卸扣需要，高、低档的双气阀 转到相应位置，在使用中可不停车换档。 7、马达的正反转是通过H型手动换向阀来实 现的，根据上、卸扣的需要更换手柄位置 。 8、复位：即是钳头缺口相互对准的过程。当 上完一个扣或卸完一个扣时必须操作H型手 动换向阀，使钳头向工作状

19、态反向转动。在 复位时根据各缺口相距远近可操作换档双向 气阀，用高低档变换的办法实现。在高档复 位时应尽量少用H型手动换向阀，而应熟练 地使用双向气阀以减少惯性冲击。 9、卸扣时，当公扣全部从母扣中旋出后（即 钻具反转5圈半或听到钻具卸开后下落的响声 后）即可将双向气阀向上扣方向转动复位。 在上钳松开钻具而未对准缺口亦允许停车提 立根，提出立根后继续复位，这样节约时间 10、在公扣没有全部从母扣中旋出前不能上提 钻柱，以防滑扣顿钻。当上钳没有松开钻具 前不允许上提，以免提出浮动部分或钻具上 砸损坏机件。 11、操纵夹紧气缸双向气阀到工作位置的相反 位置，使下钳恢复零位对准缺口。 12、操纵移送

20、气缸双向气阀使钳子平稳地离开 井口。 13、若全部起完或下完钻后，把所有液气阀复 零位，把单向阀转向关闭位置，停泵。把钻 机方向来气阀门关死切断气路。 14、搬家时应封闭好液气管路接头，以防污 物进入管路。 15、上下钳的定位手把的位置是根据上扣或 卸扣要求而定。但变换位置时，嵌头的各 个缺口必须对正后方可操作，否则机构失 灵。 16、操作口诀： 钳子一定送到头，下嵌卡牢转钳头，上卸扣 完对缺口，松开下钳往回走 第二部分 钻杆动力钳维护保养 1、建立岗位责任制。 2、液压系统的滤清器根据使用情况，要及时清洗 或更换其滤芯，以防滤芯被污物堵塞，影响正 常使用。 3、新钳子使用后，一个月就应该换掉

21、液压油（或 沉淀），以后每半年换一次液压油。在使用过 程中，油箱油面不允许低于指示器下限，若低 于下限应随时补充，向油箱加油时，应避免其 它杂物混入油箱。 4、钳头每次起钻之后用清水洗干净，夏天用压缩 空气吹干，冬天用蒸气吹干。坡板滚子部分清 洗干净后涂一薄层黄油。要求坡板清洁，滚子 、销轴转动灵活。 5、每三口井，换齿轮箱机油一次，换变速 箱二硫化钼润滑油一次（井深按3000m计 算）。 6、液压和传动系统轴承的保养与压风机轴 承座的要求相同。 7、移送缸，夹紧缸，在每次起下钻完后用 清水洗净，活塞杆用棉纱檫干涂一薄层黄 油，伸出部分全部收入缸筒内。 8、每趟起下钻后气阀板中要注入50毫升清

22、 洁机械油润滑气路各元件并防锈。其它油 嘴黄油嘴见下表 部位黄油嘴数周期 花键轴键轴1每次起下钻钻前打一次黄 油 夹紧夹紧 气缸支架同上 惰轮轴头轮轴头同上 油箱轴轴承座盖同上（皮带传动带传动 ） 14个滚滚子14同上 二、TQ-35液压套管钳 1特点 开口型，进入和退出工作位置快捷方便，整 体式的强度和刚度好； 摆动式的双颚板钳头，拆装极为方便，最佳 的切径比设计，保证了夹紧可靠，退坡容易 ； 刹带制动方式，制动力矩大，操作简单，便 于维修和更换； 缺口大齿轮支承结构，是缺口大齿轮强度及 刚度大幅度提高 TQ35液压套管嵌用双排行星减速实现三挡 ，比ZQ100液气大钳用双排行星付实现两档 结

23、构简单，其气胎理合器不停车换档的独特 设计，避免了一般液压套管钳挂牙钳时需停 止马达旋转、时效低的缺点； 齿轮马达采用了特殊的工艺和结构，是其扭 矩增加了20%左右； 壳体用16Mn，增加了强度。各领板用精密 铸造工艺，外型美观，强度高； 带有液压担矩指示表，并用圈数担矩仪的安 装接口，便于计算机管理 2、技术参数 适用管径范围 5in133/8in(51/2in,7in95/8in,133/8in) 开口尺寸 钳头转数 4) 最大扭矩 高档 2.53kN.m 中档 6.07.5kN.m 低档 3240kN.m 5) 最大工作压力 18MPa 6）流量范围 110160L/min 7）齿轮马达

24、 最大工作压力 18Mpa 理论排量 135ml/r 传动化 高档 13.68 中档 39.79 低档 222.8 9）液压动力站 排量 110-160L/min 压力 18MPa 接口 高低进油口 M301.5 低压回油口 M422 压缩空气进口 M221.5 液压手动阀回油口 M161.5 以上接口与ZQ100转杆动力钳通用，也就是说用 转杆动力钳的液气管线可直接与本钳相接。 外形尺寸(长宽高) 1540892860mm 12) 重量 750kg 3、套管钳钳子的安装 1) 钳子的悬掉 将单滑轮（负载3t）固定在天车的底部大梁上。 用直径不小于1/2in钢丝绳穿过滑轮，钢丝绳的一端则固定

25、于底座大梁上，钳子的高度应与起下套管时接头的平均 高度相同。 2）钳子的平衡 钳子吊起后必须进行调平，否则容易出现铝牙打滑； 前后水平由于钳子的吊架与钳身连接处的左右两 个水平螺钉来调整。 横向水平由吊架上部的调平螺杆来调整，转动螺 杆即可。 3）尾绳的连接 尾绳的直径不应小于5/8in，尾绳的一端与钳尾的扭 矩表油缸拉环相连，另一端固定于钻台或井架上。 4）扭矩油缸加油 当油知的活塞杆拉出长度达到30mm时就必须 加油，在加油口安装上接头后用SYB1手 动油泵加油到扭矩指针动作后即可。 5）管线的连接（同ZQ100钻杆动力钳） 高压进油管M301.5接口与动力站来的高压 软管相连 低压回油管

26、M422接口与动力站拉的低压软 管相连 压缩空气管M221.5接头与压缩管线连接 液压手动换向阀M161.5接头与动力站来的 小回油管连接 4、 操作规程 1）对操作者的要求 基本了解钳子总体结构和性能； 熟悉钳子上液压换向手柄的使用； 清楚操作顺序和安全要求； 熟悉仪表的作用。 2）操作顺序 安装相应的套管尺寸颚板，注意两件颚板是不同的， 钳牙当板块应在下方，装反了钳牙要掉下来； 将液压换向阀手柄和变速气阀受柄置于中间位置； 启动液压动力站和接通压缩空气； 推或拉动液压换向手柄应能听到液牙马达转动 声，钳头缺口齿轮不转动； 将变速气阀手柄置于高速或低速，推或拉动液 压换向手柄，钳头缺口齿轮正

27、反转灵活； 注：由于采用气胎离合器，可以在不停车的情 况下变速 3）工作过程 将缺口齿轮的缺口与领板架缺口对证。 根据工作要求将逆止销杆插入上扣或卸扣孔内，调 整刹带的松紧。 将缺口齿轮缺口与壳体缺口对正。 拉开安全门将钳子推入套管，关好安全门 4）上扣 高档操作：将变速气阀手柄置于高速，液压换向阀受柄 置于上扣位置，颚板夹紧套管，并带动套管上扣方向 高速转动。同时观察杠矩，当读数达不到需要值时， 应换中档或低档。 中档后低档操作：将变速气阀置于中档或低档位，套管 慢速转动，同时观察扭矩表，当读数达到需要值后， 液压换向阀手置于中间位置。 将液压换向阀手置于卸扣位置，根据熟练程度和缺口齿 轮位

28、置，操作者可选中档或低档，颚板松开，齿轮按 卸扣方向转动到与壳体缺口对正后，将液压换向阀手 置于中间位置。 打开安全门，将钳子推出套管，即完成一次上 扣工作 5）卸扣 中档或低档操作：将变速气阀受柄置于中档 或低档位置，液压换向气阀置于卸扣位置， 套管按卸扣方向慢速转动。 高档操作：当套管转动一个角度，高档就能 转动时，将换向气阀置于高速档，套管按卸 扣方向转动。 螺纹卸完后，根据熟练程度及缺口位置，操 作者可选择变速气阀手柄的位置。液压换向 阀手柄推向上扣位置，缺口齿轮与壳体缺口 对正后，将液压换向阀手柄置于中间位置。 打开安全门，将钳子退出套管，即完成一次 卸扣工作 6）注意事项 拆装颚板

29、时一定要将动力站关闭以免放生意 外。 颚板安装时，注意左右颚板的不同处，钳牙 挡块应处于下方，嵌牙在工作时才不会脱 落。 安全门一定要关闭后，才可以转动缺口齿轮 ，以免操作者手或其它部位进入缺口造成 伤害。 要随时检查吊绳的安全可靠性。 当液压站溢流阀调压受柄调整到18Mpa后要 锁死 5、 维护与保养 建立岗位责任制。 每次使用前要对黄油咀和滑动面加油。 使用完后要清扫干净，嵌头处加黄油以防锈 蚀。 钳子不用时，应将其储存于远离钻台的地方 ，嵌头外露部分涂上黄存放处应清洁干燥。 搬家时应将进、出油口封闭，以防脏物进入 管道。 当使用了十口井左右的下套管作业后，要 进行大修 三、RGYM-15

30、液压猫头 1、猫头与大钳的连接方式如下： 将挡圈和弹簧在钢丝绳上，然后把端部做成套圈或用钢 丝绳夹夹紧，做成套圈，连接在大钳尾柄上。 在油缸处于完全收起的位置和大钳处于开始拉动的位置 时，拉紧缆绳另一末端使各处钢丝绳均无松垂，并穿入 楔块孔中作成圈状将楔块放入，用手拉住末端，尽可能 地拉紧钢丝绳，使楔块楔入孔中。 将大钳卡紧在管柱上（或将大钳尾端另用钢丝绳固定住 ）驱动猫头油缸活塞杆向外伸出，使楔块被进一步楔紧 ，如果此时缆绳长度不合适，可以打出楔块重新调整， 并且切去多余的钢丝绳。切去多余的钢丝绳。 将弹簧推向挡板处，从自由长度向油缸方向压缩 200mm左右，并拧紧钢丝绳夹。 3操作 接通液

31、压源，根据所需松紧扣扭矩，所选大钳的钳 臂长，查表选取对应的液压系统工作压力来调整溢 流表阀，使压力表的读数为所需压力。 操纵控制箱手动换向阀，使猫头油缸活塞杆伸出， 从而使钢丝绳拉动大钳，完成松紧扣作业，工作完 毕活塞杆缩回。 每次松紧扣扭矩大小是从控制箱压力表中读数得出 的，要得到精确的数值，必须在活塞杆伸出后，钢 丝绳与大钳成90时压力表中读出的数据。因此这 就要操作者重新定位几次才能得到保证。 初次安装中可能会有些空气留在阀和软管中，可通 过操纵手动换向阀使猫头活塞杆神出或收回反复几 次，将空气从系统中排出。 4注意事项 司钻应牢记住，当活塞到达行程终点位置 时，要立即操纵手动换向阀停

32、止供油。 猫头工作时，人员离开缆绳，以防断绳造 成事故。 猫头工作时,人员离开缆绳,以防断绳造成 事故。 长期使用后，定期更换钢丝绳。 液压钳与该猫头在液压回路上为串联。 5维护和保养 猫头活塞杆每次工作完毕后，必须全部退入缸 内以免外露部分腐蚀而形成麻点，破坏缸口密 封件，并经常检查活塞杆周围有无漏油，发现 应及时更换密封件，并修复导致漏油的部位。 猫头牵引钢丝绳回绳弹簧必须经常涂防腐油， 并定期检查钢丝绳有无折弯、腐蚀、磨损、断 线或严重纽绞，发现上述一缺陷应立即更换。 经常检查高压软管及接头处有无泄漏和破损， 必要时进行修复和更换。 每班使用前必须对动、定滑轮轴上的润滑脂油 杯加注润滑脂

33、 四、YQ1-10000型液动钻杆钳（hydraulic tong, breakout gun） 动力大钳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险的手工操作。为此 ，它应能满足下列要求： 卡紧可靠。对钻杆动力大钳，要求在接头有不 同程度的磨损及偏磨时都能卡紧钻杆； 有足够的扭矩。对于钻杆钳，最大卸扣扭矩应 在49kNm以上大至98kNm； 能准确、迅速地移向管柱并卡紧，工作完毕后 又能自动松开管柱并退回原处； 操作使用灵活方便，工作效率高。 根据工作对象的不同动力大钳可分为钻杆钳、 套管钳和油管钳。套管钳和油管钳因管子与接 箍很少磨损，管径较固定，所需的上卸扣扭矩 也小，因此

34、采用的钳口卡紧机构较适宜。而钻 杆钳则因接头井场磨损且丝扣较紧，所以对钳 口卡紧机构要求较高。 根据所采用的动力不同，大钳可分为气动的、 电动的和液动的。 根据安装方式的不同大钳可分为固定安装的和 悬吊的（这两种都可以利用油缸、气缸、电葫 芦升降或利用油缸、气缸进退） 根据有代表性的YO1-10000型液动钻杆钳作一 简要介绍。 YO1-10000型液动钻杆钳是一种上、下钳合一 的整体结构，其上钳由液驱动，下钳由气驱动 ，因此它实际上是一种液气联动的开口钳。 下钳的钳口卡紧机构装在壳体内，而上钳的钳 口部件则浮动于壳体之上。大钳的动力由低速 大扭矩的液马达供给，经过一套两档行星变速 器变速，再

35、经两级齿轮减速到缺口大齿轮，由 它经过三个大销子传动上钳外环，从而带动上 钳钳头卡紧钻杆上接头，进行上扣或卸扣。下 钳则由气缸推动上钳钳头转动，以卡紧钻杆下 接头 上、下钳的钳口内各有一对牙形钳头，内镶钳牙分别装 在上钳外环壳体内的弧形钳口里。上与月牙形钳头接触 的钳口内有坡板，坡板内壁为螺旋斜面，其坡角在 711范围内。 上钳钳口的卡紧原理是，当钻杆进入钳口后，首先应使 上钳钳头制动，然后使上钳外环上的坡板相对钳头转动 一个角度，此时钳头背部滚子即沿坡板螺旋面滑动，迫 使月牙形钳头向中心先靠拢，而由钳牙卡紧接头。由此 可知，要卡紧接头，必须造成上钳钳头与外环坡板的相 对位移，因此应先把上钳钳

36、头制动，这是用刹带制动机 构来控制的。由刹带提供制动力矩传至内环使上钳钳头 制动，而上钳外环和与之相连的外环坡板能相对上钳钳 头有一角位移。当钳头已卡紧接头后，松开制动，由上 钳外环带动钳头卡住接头进行上扣。 由于在上扣过程中一、下钳的钳头间的相互 位置是变化的，因此要求上钳对下钳能相 对浮动。上钳外环部分是通过 四个弹簧坐 于缺口大齿轮之上的。依靠弹簧的弹性可 保证上钳口能有足够的垂直位移。为了能 在钻杆接头有偏磨时仍能卡紧，上钳口部 件还可相对于缺口齿轮有水平方向的位移 ，这是靠与缺口大齿轮相连的三个主动大 销子与上钳外环上的矩形孔槽间有大的间 隙来保证的 当大钳进行冲动作（又叫崩扣，即把

37、拧得很紧的 丝扣拧松动，一般靠冲击力矩）时，为了能获 得大扭矩（4998KN.m）,可利用行星变速器的 低速档,此时应摘开上刹带的离匐器而挂合下刹 带离合器。当进行旋扣动作（丝扣不紧时的上 扣动作）时，要求钳口有较高转速。此时可换 用高速档，即摘开下刹带而挂合上刹带。这样 ，依靠上、下刹带的交替离合，可在大钳运转 过程中自由换档，操作方便。 该液动钻杆钳有高低两档，当油泵排量为 1101/min，压力为20.6MPa时，高档40rpm时 的扭矩是8KNm；低档3.6rpm时的扭矩是 98KNm。最高工作压力为20.6MPa，适用于 139.7、127和114.3mm三种尺寸的钻杆接头 第三部分

38、动力卡瓦原理、结构 为了免除钻井工人在井口来回搬动近980N的吊卡 或手提卡瓦，以加速起下钻作业，提高工效， 可采用动力卡瓦。动力卡瓦应满足下列要求： 在提升管柱时灵活地松开并升到一定的高度。 能磁稳的下放并卡紧管柱。 能离开井口而不妨碍钻进。 卡瓦牙应便于拆换。 目前矿场上使用的动力卡瓦基本上都是气动卡 瓦（air slip）。动力卡瓦基本上有两种类型， 一种是安装在转盘内部的；另一种是安装在转 盘外部的 第四部分 动力卡瓦使用及维护保养 一、安装在转盘外部的动力卡瓦 安装在转盘外部的一种动力卡理屈词穷经通过气缸提放卡 瓦并支持在某一位置上。气缸用支架安装在转盘侧体的 侧面，在气缸的顶端装有

39、可转动的臂及卡瓦提环，三片 卡瓦体用铰链与提环相连。当卡瓦上行提出方补心后， 三片卡瓦在自重的作用下自行张开，可以允许管柱从卡 瓦中心自由通过。卡瓦下放时，卡瓦体沿装在转盘补心 上的锥形导轨下滑收拢而进入转盘内。卡瓦的动作由司 钻控制台旁的脚踏控制阀进行控制。 钻进时，卡瓦被提出转盘，打开活门，用人力推转而离开 井口。提环通过锥形滚轮与臂相连，因而在卡瓦紧管柱 状态下允许转盘转动管柱。 三、安装在转盘内部的动力卡瓦 这种卡瓦配有特制的卡瓦座以代替大方瓦放在转盘内。在卡 瓦座的内壁上开有四个斜槽，四片卡瓦体可沿槽升降。卡 瓦体沿斜槽下降的同时向中心收拢卡紧钻柱。在卡瓦体沿 斜槽上升时则同时向外分开而允许钻柱从中自由通过。卡 瓦体的升降靠气缸经杠杆驱动。卡瓦体与卡瓦导杆的上端 用提环8连接，卡瓦导杆上端则固定在圆环上。杠杆的一 端带有滚轮并装在圆环的槽形轨道里；圆环可以转动，并 且可以通过杠杆带动圆环上下移动。气缸用支架固定在转 盘体上，并用脚踏气阀控制，上述气阀安装在司钻控制台 下。卡瓦的尺寸可以根据钻杆的直径进行更换。 在转盘内需要通过直径大于卡瓦体内径的钻头等工具时，卡 瓦座可以从上面提出，卡瓦导杆及圆环可以从下面拿掉。