[发明专利]采用动力水龙头作业的起下钻方法及工具

权利要求书

1.一种采用动力水龙头作业的起下钻方法，钻柱起下方法包括下 钻柱、起钻柱和下套管三部分，下钻柱包括下钻铤和下钻杆；起钻柱 包括起钻铤和起钻杆；其特征在于：

采用的现有设备和常备井口工具包括：天车(1)、动力水龙头(2)、 液压绞车(3)、井架(4)、管柱传送装置(5)、液压动力扭力链钳(6)、钻台 (7)、动力卡瓦(8)和液压小绞车，另外还采用可承扭的钻铤吊卡(31)和 可承扭的钻杆、套管吊卡(32)；

A、下钻柱：

a)下钻铤过程：

1)动力卡瓦(8)夹紧钻铤本体，钻铤坐在动力卡瓦(8)上；

2)调整液压动力扭力链钳(6)高度，将液压动力扭力链钳(6)的动力 钳、背钳分别对正、并锁紧动力水龙头(2)与钻铤之间连接的接箍；利 用液压动力扭力链钳(6)完成动力水龙头(2)与钻铤之间冲扣作业；卸掉 液压动力扭力链钳(6)动力钳；

3)动力水龙头(2)相对坐在动力卡瓦(8)上的钻铤旋转进行旋扣作业， 最终完成动力水龙头(2)与钻铤之间的卸扣作业；将管柱提升工具(33) 与钻铤地面连接：管柱提升工具(33)的管柱提升工具扣板(28)与管柱提 升工具扶正机构(27)通过固定销连接卡紧钻铤本体，管柱提升工具承载 机构(30)内台阶卡住钻铤公扣下端面；

4)用液压绞车(3)将钻铤提升到管柱传送装置(5)上，管柱传送装置 (5)将钻铤锁紧：钻铤公扣端内孔插入到管柱传送装置定位柱(26)上，上 端母扣端插入管柱传送装置扶正机构(21)与管柱传送装置扶正钳(22) 的扇形圆环柱体内，管柱传送装置承扭钳(25)与管柱传送装置扶正钳 (22)分别夹紧上下端钻铤本体；通过液压绞车(3)下放管柱提升工具 (33)：拔出管柱提升工具(33)的管柱提升工具扣板(28)与管柱提升工具 扶正机构(27)的固定销使之与钻铤脱离，并将管柱提升工具(33)放到地 面；

5)管柱传送装置(5)将钻铤旋转至井口，下放动力水龙头(2)与管柱 传送装置(5)上的钻铤预紧扣，管柱传送装置(5)的管柱传送装置承扭钳 (25)与管柱传送装置扶正钳(22)松开上下端钻铤本体，动力水龙头(2)上 提钻铤使之与管柱传送装置(5)分离；管柱传送装置(5)的管柱传送装置 扶正机构(21)、管柱传送装置承载机构(24)旋离井口；

6)下放动力水龙头(2)及其连接的钻铤，动力水龙头(2)连接的钻铤 与动力卡瓦(8)上的钻铤对扣；旋转动力水龙头(2)旋转完成两根钻铤的 旋扣；

7)液压动力扭力链钳(6)动力钳夹紧动力水龙头(2)连接的钻铤的公 扣端本体，完成两钻铤间的绷扣；动力水龙头(2)旋转完成动力水龙头 (2)与钻铤之间的绷扣；

8)撤掉液压动力扭力链钳(6)的动力钳、背钳，动力卡瓦(8)释放钻 铤，下放钻铤入井，完成一根钻铤的下钻过程；循环1)～8)，完成钻铤 下入井内；

b)、下钻杆过程：

完成下钻铤后，开始下钻杆，下钻杆过程与下钻铤的过程相同， 仅将下入的钻铤改换为钻杆；

B、起钻柱：

a)起钻铤过程：

1)动力卡瓦(8)夹紧钻铤本体，钻铤坐在动力卡瓦(8)上；

2)调整液压动力扭力链钳(6)高度，将液压动力扭力链钳(6)的动力 钳、背钳分别对正、并锁紧动力水龙头(2)与钻铤之间连接端上下本体； 利用液压动力扭力链钳(6)完成动力水龙头(2)与钻铤之间冲扣作业；卸 掉液压动力扭力链钳(6)动力钳；

3)动力水龙头(2)相对坐在动力卡瓦(8)上的钻铤旋转进行旋扣作 业，最终完成动力水龙头(2)与钻铤之间的卸扣作业；

4)将可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)与动力水龙头(2)连接到一 起，旋紧可承扭的钻铤吊卡(31)与动力水龙头(2)之间的可承扭的钻铤吊 卡上扭矩防扭装置(10)；

5)将可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13)与动力卡瓦(8)上的钻铤对 扣、旋扣，旋好可承扭的钻铤吊卡(31)与钻铤间的可承扭的钻铤吊卡下 扭矩防扭装置(14)；卸掉液压动力扭力链钳(6)背钳；

6)提起与可承扭的钻铤吊卡(31)连接好的钻铤，直至下面连接钻 铤的接箍上端面距离钻台500mm；

7)动力卡瓦(8)夹紧钻铤本体，钻铤坐在动力卡瓦(8)上；液压动力 扭力链钳(6)动力钳夹紧两钻铤连接端的上下连接本体；用液压动力扭 力链钳(6)完成两根钻铤之间冲扣；

8)动力水龙头(2)旋转完成两根钻铤之间卸扣作业；

9)借用液压绞车将钻铤斜放到地面，拔出可承扭的钻铤吊卡(31)中 间的可承扭的钻铤吊卡连接销(12)，将钻铤放到地面，完成一根钻铤起 钻过程；循环1)～9)，完成钻铤起钻；

b)起钻杆的过程：

起钻杆步骤1)～3)与起钻铤步骤1)～3)相同，起钻杆步骤4)中，将 可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短接(16)与动力水龙头(2)连接到一起， 采用可承扭的钻杆、套管吊卡(32)取代可承扭的钻铤吊卡(31)进行步骤 5)～9)起钻杆作业；起钻杆步骤5)～9)与起钻铤步骤5)～9)相同；起 钻杆步骤1)～9)中，将钻铤改为钻杆；

C、下套管：

当下套管时，采用可承扭的钻杆、套管吊卡(32)进行作业，与下钻 杆过程相似，不同之处是：液压绞车(3)通过管柱提升工具(33)直接将套 管提起，配合工人完成可承扭的钻杆、套管吊卡(32)与套管的连接；

所述的起下钻铤作业采用可承扭的钻铤吊卡(31)，可承扭的钻铤吊 卡上承扭短接(11)连接动力水龙头(2)，可承扭的钻铤吊卡下承扭短接 (13)螺纹连接钻铤；可承扭的钻铤吊卡(31)，主要由可承扭的钻铤吊 卡上扭矩防扭装置(10)、可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)、可承扭 的钻铤吊卡连接销(12)、可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13)和可承扭 的钻铤吊卡下扭矩防扭装置(14)组成，

可承扭的钻铤吊卡上扭矩防扭装置(10)为螺栓侧面固定的夹紧卡 箍，可承扭的钻铤吊卡上扭矩防扭装置(10)是由两块半圆弧形钢板和螺 栓组成，半圆弧形钢板的两端分别连接有平钢板，在平钢板上有螺栓 孔，两块半圆弧形钢板相对后外壁为近似圆柱体形，两端连接的平钢 板相互平行，两端连接的平钢板之间的垂直距离为5～25毫米，螺栓 穿过平钢板上的螺栓孔并将两块半圆弧形钢板固定，可承扭的钻铤吊 卡上扭矩防扭装置(10)固定在可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)的顶部 外壁上；

可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)下端为双吊耳，可承扭的钻铤吊 卡上承扭短接(11)上部是圆柱体形，圆柱体的顶端有钻具内螺纹，圆柱 体的下端垂直焊接在圆形钢板的上平面上，在圆形钢板的下平面上垂 直焊接有两块吊耳钢板，两块吊耳钢板平行，两块吊耳钢板之间的距 离在25～80毫米之间，垂直两块吊耳钢板上有销孔；

可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13)上端为单吊耳，下端有钻铤外螺 纹，可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13)为圆柱体，在圆柱体的顶部有单 吊耳钢板，单吊耳钢板的厚度与可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)的两 块吊耳钢板之间的距离相同，在单吊耳钢板有销孔，单吊耳钢板插入 可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)的两块吊耳钢板之间，可承扭的钻铤 吊卡连接销(12)穿在两块吊耳钢板上的销孔和可承扭的钻铤吊卡下承 扭短接(13)单吊耳钢板的销孔内，将可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13) 连接在可承扭的钻铤吊卡上承扭短接(11)的下部，可承扭的钻铤吊卡下 承扭短接(13)的下端能连接钻铤；

在可承扭的钻铤吊卡下承扭短接(13)下端的外壁上有一个可承扭 的钻铤吊卡下扭矩防扭装置(14)，可承扭的钻铤吊卡下扭矩防扭装置 (14)为圆筒状，在圆筒上有5～25毫米轴向开口，在开口两侧分别固定 有一个钢板，两个钢板之间相互平行并且两个钢板之间的距离在5～25 毫米之间，在两个钢板上有相对的通孔，在通孔内穿有螺栓；

所述的起下钻杆或套管作业采用可承扭的钻杆、套管吊卡(32)；

可承扭的钻杆、套管吊卡(32)，主要由可承扭的钻杆、套管吊卡 上防扭装置(15)、可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短接(16)、可承扭 的钻杆、套管吊卡连接销(17)、可承扭的钻杆、套管吊卡下连接短接 (18)、可承扭的钻杆、套管吊卡主夹持块(19)和可承扭的钻杆、套管 吊卡副夹持块(20)组成；

可承扭的钻杆、套管吊卡上防扭装置(15)为螺栓侧面固定夹紧卡箍 结构，可承扭的钻杆、套管吊卡上防扭装置(15)是由两块半圆弧形钢板 和螺栓组成，半圆弧形钢板的两端分别连接有平钢板，在平钢板上有 螺栓孔，两块半圆弧形钢板相对后外壁为近似圆柱体形，两端连接的 平钢板相互平行，两端连接的平钢板之间的垂直距离为5～25毫米， 螺栓穿过平钢板上的螺栓孔并将两块半圆弧形钢板固定，可承扭的钻 杆、套管吊卡上防扭装置(15)固定在可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短 接(16)的顶部外壁上；

可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短接(16)下端为双吊耳，可承扭的 钻杆、套管吊卡上连接短接(16)上部是圆柱体形，圆柱体的顶端有钻具 内螺纹，圆柱体的下端垂直焊接在圆形钢板的上平面上，在圆形钢板 的下平面上垂直焊接有两块吊耳钢板，两块吊耳钢板平行，两块吊耳 钢板之间的距离在25～80毫米之间，垂直两块吊耳钢板上有销孔；

可承扭的钻杆、套管吊卡下连接短接(18)上端为单吊耳钢板，可承 扭的钻杆、套管吊卡下连接短接(18)单吊耳钢板垂直焊接在连接钢板的 上平面上，连接钢板的下平面垂直焊接有两块平行吊杆，单吊耳钢板 有销孔，单吊耳钢板插入可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短接(16)的两 块吊耳钢板之间，可承扭的钻杆、套管吊卡连接销(17)穿在可承扭的钻 杆、套管吊卡上连接短接(16)两块吊耳钢板的销孔和可承扭的钻杆、套 管吊卡下连接短接(18)单吊耳钢板的销孔内，将可承扭的钻杆、套管吊 卡下连接短接(18)连接在可承扭的钻杆、套管吊卡上连接短接(16)的下 部，可承扭的钻杆、套管吊卡下连接短接(18)的平行吊杆下端焊接在可 承扭的钻杆、套管吊卡主夹持块(19)圆环形柱体外侧壁上；

可承扭的钻杆、套管吊卡主夹持块(19)是圆周角为200～230°的圆 环柱体，圆环柱体内弧面有台阶，上部圆环内弧面内径为161～163毫 米，下部圆环内弧面内径为128.5～129.5毫米，在扇形圆环柱体的两 个端部各有一个凸出的固定板，一个固定板上有轴销孔，轴销孔通过 固定轴销将可承扭的钻杆、套管吊卡主夹持块(19)与可承扭的钻杆、套 管吊卡副夹持块(20)连接在一起；安全销为圆柱销，安全销插入可承扭 的钻杆、套管吊卡主夹持块(19)和可承扭的钻杆、套管吊卡副夹持块(20) 的销孔，实现可承扭的钻杆、套管吊卡主夹持块(19)与可承扭的钻杆、 套管吊卡副夹持块(20)的锁定；

可承扭的钻杆、套管吊卡副夹持块(20)是圆周角为100～120°圆环 柱体，圆环柱体内弧面台阶结构与可承扭的钻杆、套管吊卡主夹持块(19) 扇形圆环柱体内弧面的台阶结构相同，可承扭的钻杆、套管吊卡副夹 持块(20)上端圆环内侧沿轴向开有楔形槽，在楔形槽内插入有下防扭装 置；

下防扭装置是楔形卡瓦牙。