劉言理

摘 要：文章主要針對(duì)防砂完井工藝技術(shù)中起下內(nèi)管常用的專用安全吊卡進(jìn)行了研究，對(duì)以前施工過(guò)程中存在的吊卡開(kāi)啟關(guān)閉失靈等問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了一種新型的鎖定式的專用安全吊卡，對(duì)原有的吊卡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，新型的鎖定式安全吊卡是一種重量輕、便于攜帶的可以鎖定的安全吊卡，鎖定后中心桿不會(huì)脫開(kāi)，管件接箍坐在吊卡卡槽內(nèi)，避免危險(xiǎn)事故發(fā)生，保證了施工安全、快捷。

關(guān)鍵詞：鎖定式；防砂；完井；吊卡；研究

吊卡是石油鉆采和修井作業(yè)中懸持、起升和下降各種管件的重要工具，吊卡能夠安全可靠實(shí)用關(guān)系到施工作業(yè)的進(jìn)度和施工安全。施工作業(yè)時(shí)，吊卡是用以懸掛管柱的井口工具，在接管和卸管的過(guò)程中起著不可替代的作用。在管件起下的過(guò)程中，吊卡和管件之間會(huì)出現(xiàn)一定的松動(dòng)，致使管柱很容易發(fā)生墜落，嚴(yán)重影響地面施工的安全可靠度。目前的吊卡裝置多用于鉆桿和油管等較大直徑管件的起下作業(yè)中，體積大，重量大，使用搬運(yùn)不方便。在防砂完井中要起下小直徑內(nèi)管，需要一套兩只安全吊卡配合使用，原有的安全吊卡沒(méi)有鎖定機(jī)構(gòu)，在起下管件過(guò)程中如遇大的震動(dòng)或者撞擊可能產(chǎn)生關(guān)閉失靈、失效的情況，所以對(duì)原吊卡進(jìn)行了研究改進(jìn)，設(shè)計(jì)了鎖定式防砂完井專用吊卡。

一、鎖定式安全吊卡特點(diǎn)

鎖定式安全吊卡的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）鎖定式安全吊卡重量輕、便于攜帶。（2）吊卡設(shè)計(jì)有彈簧復(fù)位裝置，施工過(guò)程中保證了吊卡可靠關(guān)閉和開(kāi)啟。（3）設(shè)計(jì)了定位滑槽，保證吊卡鎖定后不會(huì)產(chǎn)生脫開(kāi)現(xiàn)象。（4）吊卡本體設(shè)計(jì)有卡槽，管件接箍直接坐在吊卡卡槽內(nèi)，管柱穩(wěn)定性更好。（5）吊卡手柄采用滾花結(jié)構(gòu)，能夠保證使用過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)手柄所需要的摩擦力，使吊卡的鎖定和解鎖過(guò)程更加可靠。（6）吊卡本體側(cè)端設(shè)計(jì)有手柄，方便吊卡的運(yùn)移和攜帶。

二、鎖定式安全吊卡結(jié)構(gòu)分析

鎖定式安全吊卡的結(jié)構(gòu)主要如圖1和圖2所示，主要由緊定螺釘1、滾花手柄2、中心筒3、圓柱螺旋壓縮彈簧4、中心桿5、吊卡本體6、鎖住定位槽7、定位滑槽8、打開(kāi)定位槽9、接箍卡槽10、搬運(yùn)手柄11、定位孔12、鎖定銷釘13組成：

緊定螺釘1將中心桿5和中心筒3鏈接為一個(gè)整體。滾花手柄2底部鉆有光孔，供緊定螺釘1穿過(guò)。滾花手柄2外周面壓有滾花，增加摩擦力。中心筒3底部鉆有光孔，中心筒3下部為彈簧座。中心筒3上部開(kāi)有外螺紋，可以與吊卡本體6固定連接。滾花手柄2內(nèi)內(nèi)壁面與中心筒3外壁面間隙配合，二者可以沿軸向自由運(yùn)動(dòng)。

中心筒3內(nèi)部是圓柱螺旋壓縮彈簧4。圓柱螺旋壓縮彈簧4在中心桿5和中心筒3的夾壁中，可自由壓縮。中心桿5下端部開(kāi)有內(nèi)螺紋，與緊定螺釘1固定連接，并將滾花手柄2固定起來(lái)。

中心桿5中間部位有階梯。中心桿5上端部開(kāi)有定位滑槽8，正常狀態(tài)下，中心桿5在彈簧的作用下，其頂部頂在吊卡本體6的定位孔12上。定位滑槽8上部是打開(kāi)定位槽9，下部是鎖住定位槽7。圓柱螺旋壓縮彈簧4在正常狀態(tài)下上端頂在中心桿5中間部位的階梯上，下端頂在中心筒3下部的彈簧座上。吊卡本體6一端外側(cè)開(kāi)有內(nèi)螺紋，與中心筒3上端外螺紋連接。吊卡本體6另一端內(nèi)側(cè)開(kāi)有定位孔12。吊卡本體6旁側(cè)為搬運(yùn)手柄11，搬運(yùn)手柄11和吊卡本體6焊接在一起。鎖定銷釘13通過(guò)螺紋與吊卡本體6連接在一起。鎖定銷釘13的底部與定位滑槽8的底部接觸在一起，起引導(dǎo)和定位作用。

三、吊卡制作材料優(yōu)選

鎖定式安全吊卡各個(gè)零部件的材料通過(guò)優(yōu)選，給出了如下的推薦材料：吊卡本體為主要受力原件，建議采用高前度的合金結(jié)構(gòu)鋼，中心桿在吊卡使用過(guò)程中受管件沖擊撞擊的概率很大，因此材質(zhì)上也應(yīng)選擇高強(qiáng)度的合金結(jié)構(gòu)鋼。對(duì)于搬運(yùn)手柄、緊定螺釘、鎖定銷釘?shù)仁芰Σ淮蟮牧慵话悴捎脙?yōu)質(zhì)碳素鋼即可。彈簧的選擇至關(guān)重要，推薦選擇彈簧鋼，如65Mn材料制作。以上材料要求進(jìn)行配套的調(diào)制或者淬火等熱處理，以增加機(jī)械性能。

四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

鎖定式安全吊卡是礫石充填防砂完井施工過(guò)程中必不可少的專用工具，新設(shè)計(jì)的吊卡在現(xiàn)場(chǎng)的水平井、大斜度井、直井等井型中大量應(yīng)用，效果良好，施工成功率100%，施工過(guò)程中新型吊卡沒(méi)有出現(xiàn)使用失靈或者失效的情況。現(xiàn)場(chǎng)使用中，單個(gè)新型鎖定式安全吊卡最多懸掛沖管186m，反復(fù)使用次數(shù)已超過(guò)50余次。