一种安全防顶卡瓦及应用方法与流程

本发明涉及油田修井作业的辅助技术，尤其是一种安全防顶卡瓦及应用方法。

背景技术：
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油水井的修井作业是维持油气井正常生产，保持油气产量的必要措施，油水井修井作业从施工工艺的难度分为油水井小修、大修两种方式。基本的施工过程都是将井内的管柱从井内起出。由于每口井的地层压力存在差异，当井内管柱的重量小于地层压力，地层压力对管柱的举升力时，油井管柱在地层压力的推动下自动上升，给修井作业带来严重的困难，存在重大的安全隐患；其次在油水井大修施工中，在钻通井下封堵油气水层的封隔器、桥塞、水泥塞的过程中，由于油气的运移，油气层的压力会发生变化，钻遇高压油气层时，地层压力会推动管柱向上移动，造成管柱顶天车，破坏作业施工设备、造成人员伤亡、井喷失控的重大安全事故。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供结构简单，施工方便的一种安全防顶卡瓦及应用方法，它解决了目前技术的难题，本发明的目的是这样实现的，它包括防顶卡瓦主体、传动丝杠、卡瓦牙座、卡瓦牙、丝杠密封套、观察孔、限位螺钉、丝杠螺母、手动摇把、第二丝杠密封套、与第二丝杠螺母、第二传动丝杠、第二卡瓦牙、第二卡瓦牙座、第二限位螺钉，在防顶卡瓦主体的右边，卡瓦牙与卡瓦牙座由限位螺钉连接，限位螺钉可限定卡瓦牙上下活动范围；卡瓦牙座与传动丝杠为球形连接结构，可保证卡瓦牙与管柱全部接触，确保传动丝杠受力于中心位置；传动丝杠位于丝杠螺母内，由螺纹连接，并可在丝杠螺母内运动；丝杠螺母与防顶卡瓦主体螺纹连接，丝杠螺母的一端与丝杠密封套连接，丝杠密封套位于传动丝杠的外边，可保护传动丝杠不被碰撞；手动摇把与传动丝杠连接。

在防顶卡瓦主体的左边，第二卡瓦牙与第二卡瓦牙座由第二限位螺钉连接，第二限位螺钉可限定第二卡瓦牙上下活动范围；第二卡瓦牙座与第二传动丝杠为球形连接结构，可保证第二卡瓦牙与管柱全部接触，确保第二传动丝杠受力于中心位置；第二传动丝杠位于第二丝杠螺母内，由螺纹连接，并可在第二丝杠螺母内运动；第二丝杠螺母与防顶卡瓦主体螺纹连接；第二丝杠密封套与第二丝杠螺母的一端连接，并且第二丝杠密封套位于第二传动丝杠外边，可保护第二传动丝杠不被碰撞；手动摇把与第二传动丝杠连接。

所述的防顶卡瓦主体，其中间的上下端面设置有与防喷器连接的法兰槽，在法兰槽上均布有螺栓连接孔，可满足与防喷器的密封连接和防顶抗拉的需要。

所述的防顶卡瓦主体，其最大开口直径为180mm，可以满足所有修井工具的安全起下施工。

所述的卡瓦牙，其与卡瓦牙座连接有向上活动时的8-15度斜度，可保证当卡瓦牙向上运动时能够实现卡紧管柱；卡瓦牙设置为三角形卡牙。

所述的第二卡瓦牙，其与第二卡瓦牙座连接有向上活动时的8-15度斜度，可保证第二卡瓦牙向上运动时能够实现卡紧管柱；第二卡瓦牙设置为三角形卡牙。

所述卡瓦牙、第二卡瓦牙、卡瓦牙座、第二卡瓦牙座的上边分别设置有燕尾槽。

本发明的应用方法是：安全卡瓦下端通过法兰用高强度螺栓与防喷器连接，承受300KN的抗拉力,在修井起下钻或钻进过程中，卡瓦牙处于完全敞开状态，通径180mm，钻具正常顺卡瓦方向下行，在换岗等措施时、在管柱上顶时，通过手动摇把带动传动丝杠，传动丝杠前行推动卡瓦牙座和卡瓦牙以管柱为轴心径向水平，两卡瓦牙同时与管柱接触，从而夹紧管柱，上顶压力越大，卡瓦对管柱的夹紧力越大，完成防窜防頂作业；在防喷悬塞、防喷器、防頂卡瓦共同作用下，完全防止、杜绝管柱上窜、井喷等重大安全事故，消除了修井作业的重大安全隐患。

本发明的意义是：一是结构简单，操作方便；二是具有常压下密封性能，通过改进可以实现高压密封，杜绝井液溢流污染环境，满足了施工冲洗的要求；三是杜绝了安全隐患，确保了生产安全；四是保证了生产的连续性，提高了工作效率。

附图说明：

图1为一种安全防顶卡瓦的主视图。

图2为一种安全防顶卡瓦的剖视图，图中1、防顶卡瓦主体 2、传动丝杠 3、卡瓦牙座 4、卡瓦牙 5、丝杠密封套 6、观察孔 7、限位螺钉 8、丝杠螺母 9、手动摇把 10、第二丝杠密封套 11、第二丝杠螺母 12、第二传动丝杠 13、第二卡瓦牙 14、第二卡瓦牙座 15、第二限位螺钉。

图3为卡瓦牙局部放大图。

图4为一种安全防顶卡瓦的剖面图，图中1、防顶卡瓦主体 2、传动丝杠 3、卡瓦牙座 4、卡瓦牙 5、丝杠密封套 6、观察孔 7、限位螺钉 8、丝杠螺母 9、手动摇把。

具体实施方式：

实施例1、本发明包括防顶卡瓦主体1、传动丝杠2、卡瓦牙座3、卡瓦牙4、丝杠密封套5、观察孔6、限位螺钉7、丝杠螺母8、手动摇把9、第二丝杠密封套10、与第二丝杠螺母11、第二传动丝杠12、第二卡瓦牙13、第二卡瓦牙座14、第二限位螺钉15，在防顶卡瓦主体1的右边，卡瓦牙4与卡瓦牙座3由限位螺钉7连接，限位螺钉7可限定卡瓦牙4上下活动范围；卡瓦牙座3与传动丝杠2为球形连接结构，可保证卡瓦牙4与管柱全部接触，确保传动丝杠2受力于中心位置；传动丝杠2位于丝杠螺母8内，由螺纹连接，并可在丝杠螺母8内运动；丝杠螺母8与防顶卡瓦主体1螺纹连接，丝杠螺母8的一端与丝杠密封套5连接，丝杠密封套5位于传动丝杠2的外边，可保护传动丝杠2不被碰撞；手动摇把9与传动丝杠2连接。

实施例2、在防顶卡瓦主体1的左边，第二卡瓦牙13与第二卡瓦牙座14由第二限位螺钉15连接，第二限位螺钉15可限定第二卡瓦牙13上下活动范围；第二卡瓦牙座14与第二传动丝杠12为球形连接结构，可保证第二卡瓦牙13与管柱全部接触，确保第二传动丝杠12受力于中心位置；第二传动丝杠12位于第二丝杠螺母11内，由螺纹连接，并可在第二丝杠螺母11内运动；第二丝杠螺母11与防顶卡瓦主体1螺纹连接；第二丝杠密封套10与第二丝杠螺母11的一端连接，并且第二丝杠密封套10位于第二传动丝杠12外边，可保护第二传动丝杠12不被碰撞；手动摇把与第二传动丝杠12连接。

实施例3、所述的防顶卡瓦主体1，其中间的上下端面设置有与防喷器连接的法兰槽，在法兰槽上均布有螺栓连接孔，可满足与防喷器的密封连接和防顶抗拉的需要。

实施例4、所述的防顶卡瓦主体1，其最大开口直径为180mm，可以满足所有修井工具的安全起下施工。

实施例5、所述的卡瓦牙4，其与卡瓦牙座3连接有向上活动时的8-15度斜度，可保证当卡瓦牙4向上运动时能够实现卡紧管柱；卡瓦牙4设置为三角形卡牙。

实施例6、所述的第二卡瓦牙13，其与第二卡瓦牙座14连接有向上活动时的8-15度斜度，可保证第二卡瓦牙13向上运动时能够实现卡紧管柱；第二卡瓦牙13设置为三角形卡牙。

实施例7、所述卡瓦牙4、第二卡瓦牙13、卡瓦牙座3、第二卡瓦牙座14的上边分别设置有燕尾槽。

实施例8、本发明的应用方法是：安全卡瓦下端通过法兰用高强度螺栓与防喷器连接，承受300KN的抗拉力,在修井起下钻或钻进过程中，卡瓦牙处于完全敞开状态，通径180mm，钻具正常顺卡瓦方向下行，在换岗等措施时、在管柱上顶时，通过手动摇把带动传动丝杠，传动丝杠前行推动卡瓦牙座和卡瓦牙以管柱为轴心径向水平，两卡瓦牙同时与管柱接触，从而夹紧管柱，上顶压力越大，卡瓦对管柱的夹紧力越大，完成防窜防頂作业；在防喷悬塞、防喷器、防頂卡瓦共同作用下，完全防止、杜绝管柱上窜、井喷等重大安全事故，消除了修井作业的重大安全隐患。