动力卡瓦和转盘国内外发展现状    路灯升降车出租, 番禺路灯升降车出租, 番禺路灯升降车出租, 动力卡瓦发展现状本文所涉及的钻井设备是一种新型的液压动力卡瓦与液压驱动支撑转盘，分别属于井口专用设备和地面旋转设备。动力卡瓦是指利用空气或液压油通过工作缸及连杆机构推动卡瓦上提下方、卡紧或松开管柱的一种井口专用设备，本文设计的动力卡瓦是由液压驱动工作缸工作的，因此称为液压动力卡瓦。传统的卡瓦为手动卡瓦，从用途上主要分为钻杆卡瓦、套管卡瓦、安全卡瓦和钻铤卡瓦，各自的使用特点，手动卡瓦一般由三片或三片以上卡瓦体组成，中间通过铰链轴连接，手柄打开后夹住管柱。在石油钻井起下钻时，需要多名工人用手将卡瓦放入方瓦中，钻杆与卡瓦接触，方瓦内锥度和卡瓦体锥的相互配合下，卡瓦将钻杆卡紧在转盘中，在上提管柱时，需要工人用手提出卡瓦体。这样的操作过程复杂，手提式钻杆卡瓦自身重量较大，一般都在70kg以上，加重了工人的劳动强度，效率也比较低。此外，钻井平台空间狭小，2工人来回搬动卡瓦，存在一定生产和人身安全隐患，因此，研究利用气体或者液体的压力推动卡瓦工作，从而完成规定的动作，有利于提高井口设备的自动化，减轻工人的劳动强度，具有较强的实用性和和广阔的推广应用前景。

     手动卡瓦使用特点编号类型特点: （1）钻杆卡瓦左、中、右三片卡瓦体组成，中间通过铰链轴连接，上卸扣工具。（2）套管卡瓦多片体结构，能适应套管磨损后外径尺寸变化，卡持范围大，牢固。（3）钻铤卡瓦与套管卡瓦类似（4）安全卡瓦上卸扣防止钻具下滑的工具，通过调整牙板套环节数改变卡持管径范围。目前，气动卡瓦技术已经发展成熟，新型气动钻杆卡瓦已经形成ZP375、ZP275、ZP205以及ZP175四种型号，并已在江苏油田和吐哈油田投入推广使用。与手动卡瓦相比，气动卡瓦最大的区别是采用了气缸来提升或者下放卡瓦体，气动卡瓦主要由动力缸、提升架、导向杆、卡瓦座与卡瓦楔体组成，其结构紧凑，实现使用中的装、卸方便，确保其工作性能可靠。然而，随着油田井深的逐渐加深，所需井口工具提供的力和力矩增大，对卡瓦工作的稳定性要求提高，气压动力卡瓦出现了自身局限性。相对于气压动力，液压动力更稳定，冲击性小，力量更大且能卡紧管柱状态下提供卸扣扭矩，而且工作噪声小、更环保。  当前，国内以液压为动力的钻杆卡瓦仍在研究当中，设计的液压动力卡瓦相似，主要结构都包括了上盖、卡瓦座、卡瓦体、举升油缸、连杆、提升架及刮泥盘等。   这种液压动力卡瓦工作时，通过液压缸向下使提升架带动连杆以及卡瓦体下行，与钻杆接触，在卡瓦体与卡瓦座的配合下夹紧钻杆。当需要取出钻杆时，液压缸向上推举，卡瓦体松开钻杆，钻杆从当中通过。这种结构合理、安装方便，能够缩短钻井、修井的时间，提高作业速度和效率，解决了气动卡瓦冲击大、气源压力不稳定、举升力小的缺点。

     VARCO公司的这种液压动力卡瓦，悬挂载荷较大，其额定载荷是TES公司动力卡瓦额定载荷的5~74倍，一般用在超深钻井或海洋钻井平台上。 VARCO公司设计的液压动力卡瓦主要结构包括卡瓦体、钳牙盒、液压装置、居中装置和卡瓦外开口等主要部件。动力卡瓦工作时候，通过液压装置带动放置在卡瓦内腔中的三片卡瓦体向下，成楔形状的卡瓦体逐渐收紧，从而卡紧管柱。卡瓦外开口通过销轴整个卡瓦相连，这样设计的目的是方便内部钳牙盒更换以及内部的保修维护。此外为了适应在浮动平台上的工作，这种卡瓦在顶盖处设置了居中装置，由在顶部的两半顶盖组成，在下放卡瓦体卡紧管柱前，利用顶盖中的液压缸同时推动对左右两个对中环，推动管柱轴线与动力卡瓦的轴线重合，这样使得卡瓦体在管柱外圆面上的压力均匀，有利于保护管柱不被划伤或者咬伤，也减轻了卡瓦牙的磨损。该种液压动力卡瓦在国外应用广泛，其主要有以下几个优点：(1)可操作所有类型和尺寸的管柱，其中包括井底钻具、钻铤、钻杆、套管和油管；(2)不需要传统动力卡瓦使用过程中所必须用的手动卡瓦来操作钻铤或井底钻具；(3)钳牙盒可在管柱仍在井眼中随时更换，且更换时间缩短为5分钟或更短的时间；(4)如果需要手动卡瓦，则两者都可以随时与手动卡瓦配合使用；(5)特殊的“丢下即锁定，拉出即松开”设计，完全消除了铆钉和销钉等易松动件。

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    钻机转盘发展现状, 液压动力卡瓦可以配合液压驱动支撑转盘使用，完成钻井、修井作业，转盘是石油钻机的关键设备，与水龙头、顶驱钻井系统一起组成了地面旋转设备，其主要作用就是旋转钻柱、钻头、破碎岩石形成井眼。传统的钻井转盘在结构上类似于一个大功率的圆锥齿轮减速器，ZP375转盘。  在钻井过程中，转盘的作用就是将小锥齿轮驱动的大锥齿轮上的扭矩通过方瓦传递给方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，带动钻头旋转，从而实现进尺、钻出井眼。目前，我国油田钻机所用这种结构的转盘，最高转速在250~350r/min，锥齿轮齿轮传动比在3.22~3.667，通孔直径444.5~1206.5mm，能过正反转、具有可靠的制动机构多档转速及较大的扭矩。目前，由于电机调速控制技术的发展，出现用电驱动代替机械驱动，使机械钻井与电动钻机技术有机结合起来。例如在7000m交流变频电驱动钻机钻进系统中，用单台800kW交流变频电机驱动转盘齿轮传动箱带动转盘，转盘转速达到0~300r/min6快速无级调速，启停控制，通过编写程序可调整转盘输出扭矩。由于自动化程度较高的大功率顶驱使用，已经不需要钻井转盘按钻井工况设计转速，在悬持钻具、下隔水、活动钻具时，要求转盘具有较大通孔直径和支撑能力，较高的扭矩和较低的转速，出现用液压马达驱动转盘的传动形式。设计的液压驱动转盘结构类似， 这种液压转盘是将高速液压马达与减速器安装在常规转盘输入轴端，一定程度上使转盘驱动部分更加紧凑，一般用在水井钻机、修井机、浅井钻机、液压钻机。   这种国内液压转盘只是将驱动转盘的动力部分改为液压马达驱动，在转盘内部结构上与常规转盘相类似。德国Wirth公司研发的液压驱动转盘使用两个液压马达为转盘提供动力，替代了快速轴和锥齿轮传动，采用两级圆柱齿轮减速传动。液压马达输出轴上并装有小齿轮，两个小齿轮分别与中间齿轮相啮合，同时驱动中间齿轮。中间齿轮与装在转台上的大齿轮啮合并驱动大齿轮。美国NOV公司也开发出类似的液压驱动转盘，主要是RST495/605/755系列，RST495外形。这种液压支撑转盘的整体结构主要由机座、转台回转支承、液压驱动快速轴总成、液压联锁制动装置(制动大齿圈)、集液环（配套卡瓦）、上盖等部件组成。内部由周向布置在底座的4个径向柱塞式液压马达驱动，每个液压马达上的小齿轮与固定在转台座圈上的大齿轮（回转支承大齿圈）啮合，从而驱动转盘转动。液压系统上，通过远程PLC控制液压马达的工作，根据钻井操作的不同，使用不同的工作液压马达个数，输出不同的功率，可改变液压马达转向和转速，还可以与液压动力卡瓦操作相配合。这种型式的液压转盘的优点在于：（1）使用了径向柱塞式液压马达，可以更好地满足转盘在低速大扭矩的工作性能；（2）取消了链轮和输入轴，结构更加紧凑，节省了钻井台上宝贵空间，安装布置都相对简单；（3）润滑简单，齿轮和轴承采用脂润滑润滑，管线接入，集中润滑。

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