4.5　井口工具的使用及維護

鉆井的正常進行離不開井口工具和手工具，利用它們可以上卸鉆具螺紋，維護保養設備。正確使用井口工具和手工具將有利于安全、優質、快速地完成鉆井任務。井口工具一般包括提升短節、吊卡、吊鉗、吊環、卡瓦、安全卡瓦、滾子方補心等，配備較先進的井隊還有動力大鉗、動力卡瓦、方鉆桿旋螺紋器（方鉆桿旋扣器）等。手工具一般包括榔頭、壓桿式黃油槍、管鉗、鏈鉗、液壓千斤頂等。

4.5.1　吊卡

吊卡按結構可分為側開式、對開式、閉鎖環式；按功用可分為鉆桿吊卡、套管吊卡等。其主要作用是提升和下放鉆具以及套管、油管等，并使鉆具坐于井口。現場普遍使用側開雙保險式吊卡，其主要優點是體積小、重量輕、使用安全、結構簡單、操作和維護保養方便。閉鎖環式常用于起下油管。

井場使用的吊卡其基本組成是主體、活頁、開口銷、鎖銷手柄、平衡緊定螺釘和上鎖銷等。以現場常用的國產CSD型群革吊卡為例，如CSD₅-2000-?144，其中C表示側開式（D表示對開式，B表示閉鎖環式），S表示雙保險（D表示單保險），D表示吊，腳標5表示第5次改進，2000表示額定載荷為2000kN，?144表示其通徑為144mm。

要正確使用吊卡，首先必須正確選用吊卡，所選吊卡規格要與下井鉆具（或套管）規格、質量相符合，然后檢查吊卡是否滿足工作需要。負荷臺階要平整無嚴重磨損，臺階面磨損深度不大于8mm。最后在吊卡上下保險銷，在活門銷軸處注潤滑脂，保證其扣合靈活，不晃動。在起下鉆或下套管時，必須使用保險插銷和小方補心。

4.5.2　吊鉗

（1）結構及作用

吊鉗按位置分為外鉗和內鉗，離司鉆近的為外鉗、遠的為內鉗。工作時要相互配合，協調一致。其主要作用是在起下鉆、下套管操作時，上卸鉆具螺紋和緊螺紋。目前鉆井普遍使用的是B型吊鉗。其中88.9～298.45mm直徑的B型吊鉗用于上卸鉆具螺紋，338.5～508mm直徑的B型吊鉗用于上卸套管螺紋。

B型吊鉗主要由吊鉗銷子、鉗柄、吊桿、吊環、平衡螺絲、扣合器、活動鉗頭以及長短鉗等組成。吊鉗通過定滑輪吊在井架上，鋼絲繩的另一端加有配重，可使吊鉗上下升降，便于使用。

吊鉗在使用操作前，必須按要求檢查、維護，使它符合技術要求。

（2）吊鉗的檢查、維護

ⅰ.鉗牙。觀察鉗牙的磨損情況，磨損嚴重時應及時更換；檢查鉗牙是否松動，上、下擋銷是否齊全，不符合要求時應及時處理；鉗牙上應無油污、雜物。

ⅱ.吊鉗銷子及扣合器。檢查各扣合器連接鉸鏈安裝是否正確，擋銷、背帽是否齊全；各扣合器扣合尺寸與鉆具尺寸要相符，工作時要靈活好用；吊鉗的扣合彈簧要完好且必須就位；連接鉸鏈要及時注入潤滑脂。

ⅲ.尾樁銷及鉗尾繩。尾樁銷及方頭螺釘要齊全完好；鉗尾繩尺寸要符合標準，且無打結或嚴重斷絲，兩端緊固牢靠。

ⅳ.吊鉗的水平度。吊鉗懸空時要保持水平，否則必須調整。調節吊桿下部的調節螺釘使吊鉗前后水平；調節吊桿上部的平衡梁（轉軸）使其左右水平。上、下活動吊鉗要靈活無阻卡。

（3）吊鉗的操作

緊螺紋時，外鉗在上，內鉗在下；卸螺紋時，外鉗在下，內鉗在上。吊鉗打好后，鉗口面離內、外螺紋接頭的焊縫3～5cm為宜。上卸螺紋時，內外鉗的夾角要在45°～90°范圍內。

4.5.3　吊環

（1）吊環類型及作用

吊環按結構可分為單臂吊環和雙臂吊環。其主要作用是在起下鉆具時，懸掛吊卡以懸持鉆具。吊環代號由字母和數字組成，如DH150、SH250，其中D代表單臂，S代表雙臂，H代表環，150、250表示吊環的額定載荷，單位是9.8×10³N。

（2）使用注意事項

ⅰ.按照載荷要求選用合適的吊環，禁止超載使用。

ⅱ.吊環不得有任何裂縫和焊縫。

ⅲ.鉆進時要將兩只吊環捆在一起，防止其擺動碰擊水龍頭。

ⅳ.處理事故或強力上提后，要進行探傷檢查。

ⅴ.吊環在大鉤耳環內要有—定的擺動自由度，無阻卡現象。

ⅵ.吊環在大鉤上要系好保險鋼絲繩。

4.5.4　卡瓦

（1）卡瓦的類型及作用

按作用卡瓦可分為鉆桿卡瓦、鉆鋌卡瓦、套管卡瓦；按結構可分為三片式卡瓦、四片式卡瓦、長型卡瓦、短型卡瓦；按操作方式可分為手動卡瓦和動力卡瓦。現場多采用手動三片式卡瓦，其主要組成是卡瓦體、卡瓦牙、襯套、壓板、手把螺栓、鉸鏈銷釘、卡瓦手把和襯板。

（2）卡瓦的檢查、維護

ⅰ.檢查卡瓦規格，所用卡瓦要與所卡管體直徑相符。

ⅱ.檢查卡瓦牙，要裝正，不松動，其鋒利程度要符合標準。

ⅲ.檢查鉸鏈銷釘、開口銷、墊圈，要求它們完好無損。

ⅳ.檢查手把，要求其固定不松動。

ⅴ.檢查卡瓦背面，卡瓦背面要涂油防卡。

（3）卡瓦的使用操作

ⅰ.卡瓦的開口對準鉆具，內外鉗工密切配合將卡瓦抱住管體并坐在轉盤方瓦上，懸持鉆具。

ⅱ.打開時，內外鉗工緊密協作，隨鉆具上提出轉盤面，內鉗工向后拉卡瓦中間手把，外鉗工分開卡瓦并順勢外推，立在轉盤上。

（4）注意事項

ⅰ.禁止鉆具坐卡瓦時猛頓、猛砸。

ⅱ.禁止用卡瓦繃螺紋。

ⅲ.卡瓦卡持鉆鋌時，一定要與安全卡瓦配合使用，卡瓦距內螺紋端面50cm，距安全卡瓦5cm。

ⅳ.兩片式卡瓦的手把要拴保險繩，以防落井。

ⅴ.井口操作人員要站在卡瓦旋轉范圍以外，以防止傷腿腳等意外事故發生。

4.5.5　安全卡瓦

（1）結構及類型

安全卡瓦是由若干節卡瓦體通過銷孔穿銷連成一體的，其兩端通過銷孔的銷柱與絲杠連接成一個可調性卡瓦。一定節數的安全卡瓦只適用于一定尺寸范圍的鉆鋌及管柱，要適應不同尺寸的鉆鋌及管柱，就要改變安全卡瓦的節數。被卡物體外徑越大，安全卡瓦的節數越多。安全卡瓦的規格見表4-1。

（2）作用及特點

安全卡瓦的主要作用是在起下鉆鋌、取心筒和大直徑管子時配合卡瓦使用以保證上述作業的安全。其作用特點是因安全卡瓦的卡瓦牙多，幾乎將鉆具外徑包合一圈，再通過絲杠的旋緊，包咬效果更佳，故保證鉆具不會溜滑入井。對于外徑無臺肩的鉆具，為防止普通卡瓦因卡瓦牙磨損或其他原因造成卡瓦失靈，通常在卡瓦的上部再卡一安全卡瓦（安全卡瓦距卡瓦50mm），以確保安全。

4.5.6　滾子方補心

（1）結構及作用

滾子方補心的主要組成是上蓋、下座、滾輪、軸、緊固螺栓和加油杯。滾子方補心內裝有四只滾輪，滾輪內裝有滾針軸承。滾輪由軸緊固在上蓋和下座之間。滾輪兩端有密封體，防止鉆井液滲入。其作用是傳遞扭矩，帶動方鉆桿旋轉。主要優點是因其為整體式，不會飛出傷人；進入大方瓦容易；可以邊旋轉邊上提、下放鉆具；方鉆桿與滾輪是滾動接觸，摩擦阻力小，鉆壓準確，且二者磨損小，提高了使用壽命。

（2）使用操作

ⅰ.慢提方鉆桿讓其加厚端接觸滾輪，但要避免撞擊滾輪。

ⅱ.下入時要對準井眼，慢慢轉動轉盤，使滾子方補心的方體進入轉盤大方瓦，底座錐體和大方瓦錐孔接觸。

（3）檢查、維護及保養

ⅰ.經常檢查方補心下端面的間隙，方補心或大方瓦的錐體磨損嚴重時，要及時更換。

ⅱ.每班檢查上蓋大螺母是否松動，并給滾輪軸承加潤滑脂。

ⅲ.轉動滾輪測量磨損深度，要求其不大于3.2mm。

ⅳ.用壓軟金屬法檢查滾輪與方鉆桿的間隙，要求其小于3mm。

ⅴ.用棒撬動滾輪判斷軸和滾針軸承的磨損情況，檢查移動量，要求其小于0.8mm。

4.5.7　動力大鉗

目前，現場普遍使用B型大鉗來卡住鉆具接頭、上卸鉆具螺紋，不僅費時費力，而且很不安全。故研制出了動力大鉗，經多次改進后，在現場得到了推廣使用，并收到了良好效益。動力大鉗在起下鉆中能起到安全省力、上卸螺紋扭矩可控、提高上卸螺紋速度，可代替人工繁重而危險的手工操作。動力大鉗因標準不同而有多種形式。

ⅰ.根據工作對象不同分為：鉆桿鉗、套管鉗、油管鉗等。

ⅱ.根據采用動力不同分為：氣動大鉗、電動大鉗、液動大鉗（液壓大鉗）。

ⅲ.根據安裝方式不同分為：固定安裝大鉗和懸吊安裝大鉗。

ⅳ.根據鉗口形式不同分為：開口鉗和閉口鉗。

以現場采用較多的國產Q10Y-M型液壓大鉗為例。Q10Y-M型液壓大鉗的主要組成是行程變速箱、減速裝置、鉗頭、氣控系統和液壓系統。液壓系統的額定流量為114L/min，最高工作壓力為16.3MPa，電驅動時的電機功率為40kW，氣壓系統工作壓力0.5～1.0MPa。　

其主要作用是正常鉆進時上卸方鉆桿及接頭；起下鉆時在扭矩不超過100kN·m范圍內上卸鉆桿接頭；上卸直徑為203mm的鉆鋌；甩鉆桿時調節吊桿的螺旋桿，使鉗頭和小鼠洞傾斜方向基本一致，可用棕繩或鋼絲繩牽至井架大腿，使鉗央對準小鼠洞后即進行甩鉆桿操作；鉆機傳動系統發生故障，絞車、轉盤不能工作時，用以活動鉆具。在懸重較輕的情況下，為了防止因鉆具長時間靜止而導致卡鉆，可把下鉗腭板取出，將鉗子送到井口咬住方鉆桿或鉆桿接頭，就可轉動坐在轉盤上的井下鉆具。用低擋（2.7r/min）活動井下鉆具的時間不超過0.5h。

4.5.8　動力卡瓦

（1）動力卡瓦的類型及作用

動力卡瓦同普通卡瓦一樣是用來把鉆桿或套管卡緊在轉盤上的工具。它減輕了鉆井工人的勞動強度，加快了起下鉆速度，提高了工作效率。一般利用壓縮空氣操作。有安裝在轉盤外的和安裝在轉盤內的兩種基本類型。

（2）動力卡瓦的結構

安裝在轉盤外的動力卡瓦的結構。該類型卡瓦適用于普通轉盤上，應用較廣泛。它是利用氣缸提放卡瓦在某一位置上。氣缸用支架安裝在轉盤體側面，在氣缸頂端裝有可轉動的臂及卡瓦提環，三片卡瓦體用鉸鏈與提環相連接。當提出方補心后，三片卡瓦在自重作用下自行張開，可允許管柱從卡瓦中心自由通過。卡瓦下放時，卡瓦體沿裝在轉盤方補心上的錐形導軌下滑收攏而進入轉盤內。

鉆進時，卡瓦被提出轉盤，打開活門，用人力推轉而離開井口。提環通過錐形滾子與臂相連，故在卡瓦卡緊管子的狀態下，允許轉盤轉動管柱。卡瓦由司鉆臺旁的腳踏控制閥進行控制。

安裝在轉盤內的動力卡瓦的結構。該類型卡瓦配有特制的卡瓦座以代替大方瓦放在轉盤內。在卡瓦座的內壁上開出四個斜槽，四片卡瓦體可沿槽升降。卡瓦體沿槽上升的同時向外分開而允許鉆柱從中自由通過，沿槽下降的同時向中心收攏而卡緊鉆柱。卡瓦體的升降靠氣缸經杠桿驅動。卡瓦體與卡瓦導桿的上端用提環來連接，卡瓦導桿上端則固定在圓環上。杠桿的一端裝有滾輪井裝在圓形槽的軌道里，杠桿可以帶動圓環上下移動，圓環也可轉動。氣缸用支架固定在轉盤體上，并用安裝在司鉆控制臺下的腳踏氣閥控制。

卡瓦尺寸可根據鉆桿尺寸進行更換。但當轉盤要通過直徑大于卡瓦體內徑的鉆頭等工具時，卡瓦座可從上面提出，卡瓦導桿及圓環可從下面拿掉。

動力卡瓦的缺點是只能用于起下鉆操作，在鉆進時要放入小方瓦，需要將動力卡瓦移離井口，使用起來比較麻煩。

4.5.9　方鉆桿旋螺紋器

（1）方鉆桿旋螺紋器的類型及作用

方鉆桿螺紋器又稱動力接頭、方鉆桿旋轉短節或接單根自動上螺紋裝置。按所需動力可分為電動方鉆桿旋螺紋器和氣動方鉆桿旋螺紋器。其主要是接單根時與小鼠洞卡緊裝置配合使用，驅動方鉆桿旋轉，完成接單根操作。采用方鉆桿旋螺紋器可代替打大鉗、拉貓頭等操作（可省去旋繩器），自動旋緊單根與方鉆桿，使用非常方便、快捷。但2000m以上的深井還需要用大鉗緊螺紋。

（2）方鉆桿旋螺紋器的組成

其基本組成一般有動力部分、旋螺紋器和小鼠洞卡緊裝置。以大港油田研制的氣動旋螺紋器為例：動力部分由FM型氣動機、QIU25-S₁油霧器、常閉繼氣器、主氣管線、控制管線及附加氣罐等組成。旋螺紋器由中心管、外殼、大齒圈、中間盤和兩副2007152軸承等組成。旋螺紋器主要用以減速增扭、傳遞旋螺紋扭矩和反扭矩。小鼠洞卡緊裝置又稱鼠洞卡鉗，它是一種借助偏心牙板，在小鼠洞上自動咬住單根的卡緊裝置。采用它可不用吊鉗就能把螺紋擰緊，其主要由外筒、托架支座、控制板、大彈簧、小鼠洞管及鉗頭咬緊部分等組成。

（3）方鉆桿旋螺紋器的維護保養（以氣動方鉆桿旋螺紋器為例）

氣動方鉆桿旋螺紋器是靠油霧器噴出的油霧潤滑，因此要用足量凝固點較低的輕機油、定子油等作為潤滑劑。

旋螺紋器在首次使用時，要給上下軸承注入潤滑脂，潤滑周期為120～150h；每次起鉆后，要檢查旋螺紋器各部分的連接螺栓和繼氣器支架，發現松動要及時緊固；每換一次鉆頭要檢查一次中心管與方鉆桿的連接情況，如有松動要用吊鉗上緊；每鉆完一口井要將氣動機的葉片卸下，用干凈的汽油或煤油清洗一次。裝配時要在定子、轉子及上下氣蓋表面澆注機油，并注意調節四個連接螺栓的松緊度。

FM型氣動機在每班使用前要檢查啟動齒輪伸出或縮回是否靈活；氣動機輸入壓縮空氣后轉動是否靈活（輸入壓縮空氣的時間要低于1s以防燒壞）。

使用過程中，氣動機如出現突然停止，則先檢查單向氣開關是否有效，再檢查控制管線是否暢通，繼氣器是否失靈，最后檢查氣動機是否發生故障。

4.5.10　動力小絞車

動力小絞車是利用電動機或氣動機作動力帶動小滾筒轉動，將鉆桿、鉆鋌、取心工具或其他重物拉上或放下鉆臺的鉆井輔助性操作設備。它替代人工操作，降低了勞動強度，提高了工作效率，保證了安全生產。按所需動力可分為電動小絞車和氣動小絞車。