项目一 常用地面修井工具的使用
地面工具是修井作业中用来辅助操作员工完成修井任务的手工工具和配合井下工具完成工艺措施的配套工具。这些工具是降低操作员工劳动强度先进利器，也是完成修井任务的必要保障。通过学习可使操作员工掌握修井工具的正确使用方法，做到安全、高效修井，避免因操作失误引起的人身伤害和工具损坏。
【知识目标】
①了解常用地面修井工具的分类。
②掌握常见地面修井工具的原理。
【技能目标】
学会常见地面工具的使用。
【背景知识】
一、管钳
管钳是修井作业施工中的主要操作工具，应用十分广泛，了解和掌握管钳的正确使用和维护保养方法，是保障安全、高效施工的基本要求。
（一）管钳的作用和相关参数
①管钳是修井施工作业过程中用来上卸管类或圆柱状物体的工具。
②管钳钳口开到最大时，从钳头到钳尾的长度为管钳尺寸。其规格是按钳柄长短尺寸来分，包括150～1200mm多种，管钳的各种规格和使用范围如表2-1-1所示。
表2-1-1 管钳规格和使用范围
③管钳结构包括活动钳口、固定钳口、固定钳口架、开口调节环、管钳把等，如图2-1-1所示。
图2-1-1 管钳结构示意图
（二）管钳工作原理
管钳工作原理是将钳力转换为扭力，用在扭动方向的力越大，也就钳得越紧。用钳口的锥度增加扭矩，通常锥度在3°～8°。管钳能自动适应不同的管径，自动适应钳口对管施加应力而引起的塑性变形，在降低管径的效应下，保证扭矩，不打滑。
二、链钳
（一）链钳的作用和结构
①链钳主要用于外径尺寸较大、管壁较薄的金属管的螺纹装卸，也可用于管壁较厚的管材上卸扣。
②链钳主要由手柄、钳头、链条等主要部件组成，如图2-1-2所示。
图2-1-2 链钳示意图
钳头上用销子固定有两块夹板，每块夹板的四边角均做成梯形齿，以便与管壁咬合，防止打滑。链条采用全包式，可绕过管子卡在二夹板的锁紧部位，使包合管子的外力分布均匀，更加适合薄壁管材的螺纹上扣、卸扣工作。
（二）使用链钳上卸螺纹
1.平放管件上卸螺纹
①将需要连接的管线用垫木垫平，管体距地面的间距以能保证链钳链条通过为宜。
②将钳头垂直摆放在所需转动的管体的螺纹连接部位，其钳头摆放方向与所需转动方向一致；然后将链条绕过管体并拉紧卡在夹板锁紧部位的卡子。
③将钳柄向后稍拖一下，使卡板头上的梯形齿与管体紧密咬合；双手紧握钳柄向上抬起即可转动管体。若双手下压钳柄回位，可使卡板头梯形齿与管体咬合放松，然后再稍向后拖一下，又可使咬合紧密。只要这样反复多次即可达到上卸管线螺纹的目的。
④工作结束下压钳柄可使包合管子的链条松动，不要后拖钳柄。然后左手托起钳头后部，使钳头抬起，右手即可将链条从夹板上取出。若咬合较紧，不易取出链条时，可将钳柄敲打一下，使链条松动即可取出。
2.立放管件上卸螺纹
①面对管线站立，双脚分开与肩同宽，手持钳柄与管体中心线垂直，将钳头方向与旋转管体方向一致并紧靠在管体上面；然后把链条转动方向相反绕管体一周拉紧，并扣到夹板的锁紧部位。
②将钳柄稍向后拖，使齿头梯形齿紧紧咬在管体上面，然后转动手柄。若空间允许可沿圆周方向连续推动旋转；若连续推转受到空间限制，则可将钳柄推转到最大角度，左手托起链钳夹板，右手将钳柄扳回原位，再次推转手柄；如此反复进行即可达到上卸螺纹的目的。
③工作结束将钳柄往回退一下即可放松链条，再将夹板晃动，右手托住钳头，左手取出链条。
三、大锤
（一）大锤的作用和结构
大锤是施工现场使用比较广泛的施工工具，主要用来锤击紧固、敲打物体使其移动或变形。最常用来锤击紧固井口螺丝、活动弯头与活接头连接等。
大锤由锤头和手柄组成，如图2-1-3所示。大锤的头部是用S55C的硬质钢热处理后制成的，手柄使用蜡木杆加工而成。大锤的重量一般以磅为单位，在国际单位中，也统一使用磅作为大锤的分类标准。例如：1磅（Pound）大锤表示大锤重量0.45kg。施工现场应用比较广泛的是12磅、16磅大锤。
图2-1-3 大锤示意图
（二）大锤的使用
1.安装大锤
将大锤头从蜡木杆细端装入，在坚实处下顿，将大锤头顿向蜡木杆粗端，大锤头下顿到位后，使用钢锯在大锤头外侧约1cm左右处将蜡木杆锯断，在蜡木杆细端距大锤头内侧约80cm左右处将蜡木杆锯断，大锤安装完毕，如图2-1-4所示。
图2-1-4 大锤安装示意图
2.使用大锤
（1）背后锤击
①双脚叉开，一手握锤把中部，另一只手握锤把尾部。
②先轻轻锤击1～2回，确认锤击轨迹。
③将大锤向肩后挥起，向锤击点挥锤进行锤击。
（2）抡锤锤击
①双脚叉开，一手握锤把中部，另一只手握锤把尾部。
②先轻轻锤击1～2回，确认锤击轨迹。
③将大锤从下侧向肩后画圆弧状抡起，向锤击点抡锤进行锤击。
（3）横向锤击
在操作大锤时原则上不能进行横向锤击，在操作条件受限不得已的情况下，可进行横向锤击。
①在腋下位置握住锤柄尾部，左、右手握锤把中部。
②像画圆弧似地进行横向锤击操作。
（三）注意事项
①使用大锤时，必须观察周围环境，在大锤运动范围内严禁站人，不许用大锤与小锤互打。
②应先轻锤1～2回，确认锤打轨迹后再进行正式锤打。
③不得单手抡大锤操作。
④有人用手扶正物体锤击时，不得大力抡锤锤击，以免砸手。
⑤锤头不准淬火，不准有裂纹和毛刺，发现飞边卷刺应及时修整。
四、扳手
（一）扳手的用途及原理
①用途：利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母。
②工作原理：扳手通常在柄部的一端或两端带有把手，以施加外力。使用时沿螺纹旋转方向在把手柄部施加外力，拧转螺栓或螺母，达到紧扣或卸扣的目的。
（二）活动扳手的结构和适用范围
①活动扳手结构包括呆板唇、活络板唇、涡轮和轴销、手柄，如图2-1-5所示。
图2-1-5 活动扳手示意图
②活动扳手适用范围如表2-1-2所示。
表2-1-2 活动扳手适用范围
（三）活动扳手的使用
①使用时，右手握手柄，手越靠后，扳动起来越省力。
②扳动小螺母时，因需要不断地转动涡轮，调节虎口的大小，所以手应握在靠近呆板唇的位置，用右手四指及掌心握住扳手手柄，并用大拇指调整涡轮，调整虎口开口宽度，以扳手咬住后松紧度适当，不松不旷为宜，以适应螺母的大小。
③拧紧时，右手握紧扳手手柄向内拉动，用力适当，使扳手顺时针转动上扣（固定钳口在右，活动钳口在左）。
④卸松时左手握紧扳手手柄向内拉动，用力适当，使扳手逆时针转卸扣（固定钳口在左，活动钳口在右）。
（四）使用单头固定扳手（死扳手）
①一手将背帽死扳手打好，另一只手抓住另一个死扳手手柄中部，进行上扣或卸扣操作。
②转动死扳手时应逐渐用力，防止用力过猛造成滑脱或断裂。
③锤击时一手先打好背帽死扳手，另一只手抓住死扳手手柄中部，打好螺帽后，手掌伸开，用掌心与虎口推住死扳手手柄中部。另一人手持大锤锤击死扳手手柄尾部。
五、液压钳
（一）液压钳的作用与结构
①液压钳是用于上卸油管扣、抽油杆扣、钻杆扣与井下工具等的专用设备。
②液压钳的结构包括前导杆总成、主钳、背钳、后导杆总成、悬吊器、液压控制机构总成，如图2-1-6所示。
图2-1-6 液压钳示意图
1—前导杆总成；2—主钳；3—背钳；4—后导杆总成；5—悬吊器；6—液压控制机构总成
（二）液压钳工作原理
压力源将压力通过输油胶管输入马达，马达主轴转动，经过齿轮系使钳头开口大齿轮转动，同时联接主背钳的输油胶管，将压力输送到背钳油缸，推动齿条运动，经过齿轮副带动颚板（背钳内部与钳牙配合固定油管的构件）相对背钳头主体上的坡板转动一定角度，使颚板总成上的钳牙夹紧油管接箍，同时主钳的钳头开口大齿轮转动，颚板架在制动器摩擦力的作用下，先不转动，迫使颚板上的滚子沿坡板爬坡，推动颚板及钳牙径向移动直至咬紧油管，然后随开口大齿轮转动，实现旋紧或旋开油管螺纹的目的。
六、活动弯头和活接头
（一）活动弯头
1.活动弯头的结构和作用
①活动弯头是改变施工中管线的连接方向和方便管线连接的用具。
②活动弯头是由两臂采用两件组成，中间用高压活动滚珠及密封件连接在一起，其特点是两臂可以自由转向，且一臂连接上管线后，另一臂仍可以转向。在连接管线时，对于高低、左右方向均可以在一定范围内进行调整，使管线连接速度快，因而在修井施工冲洗、压裂等工艺中经常使用，如图2-1-7所示。
图2-1-7 活动弯头示意图
2.活动弯头的使用
①先检查活动弯头两端外接头、内接头和压紧螺母的螺纹是否完好，活动密封是否灵活好用，若有损坏应更换。
②用钢丝刷将螺纹刷干净，涂上黄油。
③连接时，一人扶正活动弯头对正活接头，另一人旋转压紧螺母上扣，将活动弯头两端对扣上好，然后用大锤砸紧。
④将内接头的密封圈放好，用锤击打压紧螺母的三爪（顺时针方向为旋紧，逆时针为旋松）。
（二）活接头（由壬）
1.活接头作用与结构
①活接头是井下作业用中用来连接各种施工管线的用具，具有操作灵活、耐高压等特点。井下作业施工常用的活接头有ϕ50mm、ϕ62mm、ϕ76mm三种。
②活接头包括外接头、内接头、压紧螺母、橡胶密封垫，如图2-1-8所示。
图2-1-8 活接头示意图
2.活接头的使用
①先检查活接头的螺纹，若有损坏应更换。
②用钢丝刷将活接头螺纹刷干净，涂上黄油，接在油管变扣上，用管钳拧紧。
③管线连接时，先对扣上好，然后用大锤砸紧。
④接头与软管的连接：首先在软管接头外螺纹上缠绕一层密封带，并缠绕均匀。在安装外接头时应先将压紧螺母套过管接头外螺纹，再将外接头拧在软管管接头外螺纹上。
⑤外接头与内接头连接：将内接头的密封圈放好，用大锤击打压紧螺母的三爪（顺时针方向为旋紧，逆时针为旋松）。
（三）其他弯头
弯头实质上是地面管汇连接的附件，当管汇用于冲砂、压裂、酸化和堵水等施工时，弯头可以改变正反循环或交替往井内打入不同液剂，可以不用停泵进行，并有控制高压液流的作用。它由一些高压闸门、油壬、弯头、三通和短节等组成，如图2-1-9所示。
图2-1-9 其他弯头
七、地锚
地锚是利用底部的螺旋锚片将地锚桩钻入地下，然后通过与井架绷绳连接来实现固定井架的工具。
（一）地锚的结构及规格
地锚由螺旋锚片、地锚桩和地锚耳组成，如图2-1-10所示。
图2-1-10 地锚结构图
①地锚桩长度不小于1.8m。
②地锚桩直径不小于73mm。
③螺旋锚片直径不小于250mm。
④螺旋锚片长度不小于400mm。
（二）下地锚
1.步骤
（1）确定地锚坑位置
①根据修井机类型确定地锚距离尺寸。
②以井口为起点，用卷尺沿修井机轴线方向，测量出地锚跨度的垂线距离，再左右确定两个后地锚坑位置。
③以修井机轴线井口相反方向，用同样方法确定两个前地锚坑位置。
（2）挖地锚坑
①根据地锚坑位置，用铁锹挖外径略大于螺旋锚片的地锚坑。
②深挖地锚坑，达到螺旋锚片能够实施钻进为止。
③达到要求后清理干净地锚坑，使螺旋锚片在地锚坑内完全着地。
（3）钻进地锚桩
①将地锚放入地锚坑中，扶正地锚，用铁锹将螺旋锚片掩埋。
②用加力杠穿过地锚耳，两侧对向旋转进行地锚桩钻进，直至地锚桩外露地面不高于10cm。
③将地锚耳开口方向朝向井架，取下加力杆，完成下地锚操作。
④按以上操作方法，依次完成剩余待下地锚。
2.下地锚注意事项
①地锚坑应避开管沟、水坑、泥浆池等处，打在坚实的地面上。
②地锚坑应避开地下电缆处。
③地锚桩露出地面不高于10cm。
④地锚耳及本体部分无开焊等缺陷。
⑤地锚耳开口应朝向井架。
⑥地锚销子强度可靠。
⑦地锚销应安装垫圈和开口销进行锁固。
⑧单体井架一般下6个地锚，修井机一般下4个地锚。
【技能训练】
一、管钳的使用操作
（一）上卸油管螺纹操作
①两名操作人员分别站在井口两侧，一人拿管钳一把，用一只手握住钳柄，另一只手调节管钳的调节环，将钳口开至适当尺寸，以卡住油管接箍为准。
②叉开双脚站立，一手掌心向上握住管钳中上部，另一只手掌心向下握住管钳尾部，管钳端平，试卡油管接箍，若管钳已咬住油管接箍，打好背钳并扳紧。
③另一人拿管钳一把，用一只手握住钳柄，另一只手调节管钳的调节环，将钳口开至适当尺寸，以卡住油管为准。
④叉开双脚站立，一手掌心向上握住管钳中上部，另一只手掌心向下握住管钳尾部，管钳端平，试卡油管，若管钳已咬住油管，则双手握住管钳，顺时针旋转上紧油管。
⑤待需要加力时，两手握住钳柄，一手掌心朝上，一手掌心朝下，两腿成弓步，腰臂下塌，重心降低，两脚踏实，两人同时用力，直至上紧油管为止，然后去掉上下管钳。
⑥卸螺纹操作管钳调整同上，站位、手势相反。
（二）上卸抽油杆螺纹操作
①两名操作人员分别站在井口两侧，操作员甲拿管钳一把，用一只手握住钳柄，另一只手调节管钳的调节环，将钳口开至适当尺寸，以卡住抽油杆方头为准。
②叉开双脚站立，一手掌心向上握住管钳中上部，另一只手掌心向下握住管钳尾部，管钳端平，试卡抽油杆方头，若管钳已咬住抽油杆方头，打好背钳并扳紧。
③操作员乙拿管钳一把，用一只手握住钳柄，另一只手调节管钳的调节环，将钳口开至适当尺寸，以卡住抽油杆方头为准。
④叉开双脚站立，一手掌心向上握住管钳中上部，另一只手掌心向下握住管钳尾部，管钳端平，试卡抽油杆方头，若管钳已咬住抽油杆方头，则右手掌心向下单手握住管钳中上部，手臂端平，肘部高于管钳旋转位置，顺时针旋转，在管钳旋转过程中，右手自然向后滑动至管钳尾部，同时手掌变成掌心向上握住管钳尾部推向操作员甲。
⑤操作员甲在接管钳时，用左手扶住背钳尾部，右手肘部高于管钳旋转位置，手掌向前，拇指朝下，用手掌虎口接住管钳中上部的同时，握紧手掌，顺时针旋转，在管钳旋转过程中，右手自然向后滑动至管钳尾部，同时手掌变成掌心向上握住管钳尾部推向井口操作员乙，二人交替旋转管钳直至将抽油杆上紧扣。
⑥待需要加力时，两手握住钳柄，一手掌心朝上，一手掌心朝下，两腿成弓步，腰臂下塌，重心降低，两脚踏实，两人同时用力，直至上紧抽油杆为止，然后去掉上下管钳。
⑦卸螺纹操作管钳调整同上，站位和手法相反。
（三）连接地面管线（配件）操作
①将地面管线（配件）用支架固定平整，一人拿管钳一把，用一只手握住钳柄，另一只手调节管钳的调节环，将钳口开至适当尺寸，以卡住油管接箍（配件母扣）为准。
②双脚叉开，双腿呈45°跪蹲在管钳侧面，一手扶住管钳钳头，另一只手握住管钳中下部，管钳倾斜，钳口向上，管钳尾部支撑在坚实地面，卡住油管接箍（配件母扣）。
③另一人拿管钳一把，用一只手握住钳柄，另一只手调节管钳的调节环，将钳口开至适当尺寸，以卡住油管（配件）为准。
④左右叉开双脚站立，一手掌心向下扶住管钳钳头，另一只手掌心向下握住管钳尾部，试卡油管（配件），若管钳以咬住油管（配件），用手向下按压管钳尾部旋转上紧油管（配件）。
二、液压钳的使用操作
（一）液压钳上扣操作
①将液压钳的上卸扣旋钮向右旋转180°，将其箭头端指向上扣方向，同时调整背钳旋向，使其与主钳旋向一致。
②将变速挡手柄向上扳到高速位置，井口两名操作人员面对钳体，手拉钳头把手，将液压钳开口拉向井口油管。
③油管进入液压钳开口腔内，操作人员一只手稳住钳头把手，另一只手向外扳钳尾部的节流手柄上扣，初期紧扣后，用右手将挡把下扳，挂低速挡进行油管紧扣。
④将节流手柄向里推，使液压钳开口齿轮开口与液压钳本体开口对正，将钳体开口从油管本体上退出。
（二）液压钳卸扣操作
①将液压钳体上的上卸扣旋钮向左旋转180°，将其箭头端指向卸扣方向，同时调整背钳旋向，使其与主钳旋向一致。
②井口两名操作人员面对钳体，手拉钳头把手，将液压钳开口拉向井口油管。
③油管进入液压钳开口腔内，操作人员左手稳住钳头把手，右手将挡把下扳挂到低速挡，挂好挡后，再用右手推操作杆开始卸油管，卸松后再挂高速挡继续卸扣。
④卸完扣后，挂低速挡使液压钳开口齿轮开口与液压钳本体开口对正，将钳体开口从油管本体上退出。
（三）液压钳操作的注意事项
①液压钳上扣或卸扣过程中，操作人员的手一定要始终握住操纵杆，不能让操纵杆向中间位置回动。
②复位对缺口时一定要用低挡。
③操纵液压钳时，尾绳两侧不准站人，严禁两个人同时操作液压钳。
④操作液压钳人员要穿戴好劳保用品，操作动作不要过猛过快，以免发生事故，特别防止“咬手”事故发生。
⑤液压管线两端的快速接头要连接好，以防上卸油管螺纹时漏油。
⑥液压钳换挡时必须在较慢的转速下进行，以防损坏齿轮。
⑦维修液压钳时，必须切断动力源。
三、归纳总结
①使用管钳时应先检查固定销钉是否牢固，钳头、钳柄有无裂痕，有裂痕者不能使用。
②较小的管钳不能用力过大，不能加加力杠使用，不能将管钳当榔头或撬杠使用。
③在管钳紧扣、卸扣时，井口操作两人要同时对管钳施力，以避免施力不均或施力不同步造成管、杆上不紧或管钳脱手伤人。
④不能超过其额定使用范围。
⑤管钳地面使用时严禁人员站在钳柄上施力紧扣。
⑥用手向下按压管钳尾部时手掌要伸开，以免管钳滑脱伤手。
⑦用后要及时清洗，涂抹黄油，防止旋转螺母生锈，用后放回工具架上或工具房内。
⑧使用液压钳时要严格执行操作步骤，遵守注意事项。
四、思考练习
（1）简述管钳上卸油管操作方法。
（2）简述液压钳上卸扣操作方法。