钻杆上卸扣装置总成

钻杆上卸扣装置，它为顶部驱动钻井装置提供了提放28m长立柱、并用马达上卸立柱扣的能力。它由下列部件组成：

1）扭矩扳手；

2）内防喷器和启动器；

    3）吊环联接器和限扭器；

    4）吊环倾斜装置：

5）旋转转头。

    钻杆上卸扣装置具有84 kN·m（即60000ft·lb）的卸扣扭矩，故命名为PH-60型，可在井架任意高度卸扣。钻进时，钻杆上卸扣装置固定不动，不妨碍钻柱的起下。钻井马达通过主轴、内防喷器和保护接头将扭矩传给钻柱，驱动钻柱旋转。当使用钻杆吊卡起下钻时，吊环联结器将提升载荷转移到主轴上。

液路和气路均通过旋转头，旋转头允许吊卡自由旋转。自动复位机构使自由转动吊卡复位。

各型顶部驱动钻井装置均可使用额定提升能力为650t的PH-60型钻杆上卸扣装置。

以下就上面述及的几个主要部件进行介绍。

    1）扭矩扳手；

扭矩扳手总成提供卸开钻杆的手段。吊杆可悬挂于旋转头上，支撑扭矩扳手。扭矩扳手位于内防喷器下部的保护接头一侧，它的两个液缸连接在扭矩管和下钳头之间，下钳头延伸至保护接头公扣下方。

    钳头有一直径10 in的夹紧活塞，用以夹持与保护与接头相连接的钻杆母扣。夹持的标准接头直径范围为5.5～7.5in。为适应不同直径的接头还准备了可供用户选用的6.5或3.5 in 钻杆接头。扭矩扳手上卸扣期间，扭矩管上的母花键同上部内防喷器下方的公花键相啮合为液缸提供反扭矩。

    扭矩扳手启动后，自动上升2 in同内防喷器上的花键相啮合，在得到程序控制压力后，夹紧活塞夹住母接头。在上升至夹紧压力后，另一程序阀自动开启将压力传给扭矩液缸。扭矩液缸在84 kN·m的最大扭矩下可旋转25度，整个作业由司钻控制台上的电按钮自动控制完成。

    使用扭矩管升降机构上的一挡，夹紧装置可以升起。到能夹住保护接头为止，从而可根据需要上紧和卸开保护接头。换用二挡则可以卸开下防喷器或调节接头。手动阀控制上卸扣旋转方向。在上扣方式中，可以调节减压阀和预置上扣扭矩，但在卸扣方式时减压阀处于旁通状态。

    简而言之，液控扭矩扳手由连接在钻井马达上的吊架支承。卸扣时夹紧活塞（又称夹持爪）先夹紧钻杆母接头，该动作由夹紧液缸驱动完成。然后，与扭矩管相连的两个扭矩液缸动作，转动保护接头及主轴松扣（即井场上称为“崩扣”的瞬间操作）再启动钻井马达旋扣，完成卸扣操作。钻杆上卸扣装置另有两个缓冲液缸，类似大钩弹簧，可提供丝扣补偿行程125m。

    二、内防喷器和启动器

    内防喷器是全尺寸、内开口、球型安全阀式的。带花键的远控上部内防喷器和手动下部内防喷器形成内井控防喷系统。内防喷器采用6.5 in正规扣，工作压力为105 MPa。

    远控上部内防喷器是钻杆上卸扣装置的一部分。当上卸和时，扭矩扳手同远控上部内防喷器的花键啮合形成扭矩。

    顶部驱动钻井装置使用的下部内防喷器型式与上部内防喷器相同，但外表面没有经过特殊加工。二个内防喷器一直接在钻柱中，因此可随时将顶部驱动钻井装置同钻柱连接使用。

    在井控作业中，下部内防喷器可以卸开留在钻柱中。顶部驱动装置还可以接入一个转换接头，连接在钻柱和下部内防喷器中间。

扭矩扳手架上安装有二个双作用液缸。液缸推动位于上部内防喷器一侧的圆环。同液缸相连接的启动器臂（即启动手柄）与圆环相啮合；远控开启或关闭上部内防喷器。位于司钻控制台上的电开关和电磁阀控制液缸的动作。

三、吊环联结器、吊环和钻杆吊卡

吊环联结器通过吊环将下部吊卡与主轴相连，主轴穿过齿轮箱壳体，后者又同整体水龙头相连。吊环联结器额定负荷650 t，可配350 t至650 t提升能力的标准吊环。一般钻井配用3.35 m长350 t吊环和中开闩钻杆吊卡。为留出一定的空隙装固井水泥头，固井时要用4.57 m长吊环。

Varco BJ吊环是由优质、高抗拉强度的合金钢坯锻制而成。吊环配对使用，以保持最佳平衡效果。

    吊环联接器、承载箍和吊环将提升负荷传给主轴，在没有提升负荷的条件下，主轴可在吊环联接器内转动。吊环联接器可根据起下钻作业的需要随旋转头转动。Varco瓶颈状中开闩的钻杆吊卡承重350t，能适应恶劣的油田条件。该吊卡在连接吊环处的形状不同于常规吊卡，常规吊卡使用直吊环而Varco BJ钻杆吊卡使所接吊环向二侧展宽，增大吊环间的宽度。中心距的加大主要是避免钻进时同其他设备相碰。

    非金属的防磨引鞋保护吊卡的内表面，使吊卡在钻进时同钻柱接触而不致损坏吊卡体。

    Varco钻杆吊卡均符合API标准，实验拉力为额定拉力的1.5倍。吊卡内表面经高频硬化达到最高的抗磨能力。运动部件都配有润滑油嘴，以延长使用寿命。

      四、吊环倾斜装置

    吊环倾斜装置上的吊环倾斜臂位于吊环联接器的前部，由空气弹簧启动。钻杆上卸扣装置上的2.7m长吊环在吊环倾斜装置启动器的作用下，可以轻松的摆动提放小鼠洞内的钻杆。启动器由电磁阀控制。该装置的中停机构便于井架工排放钻具作业。因此，吊环倾斜装置有两个主要功用：

1）吊鼠洞中的单根；

2）接立根时，不用井架工在二层台上将大钩拉靠到二层台上。

若行程为1.3m的吊环倾斜装置不能满足使用要求，则可使用行程为2.9m的长行程吊环倾斜装置，同时配备双空气弹簧。