针对石油钻井起下钻作业时,双吊卡或手提式卡瓦作业存在劳动强度大、工作效率低、安全性能差等问题,设计研制了一种利用压缩空气作为动力通过气缸上下动作实现卡瓦体自动升降的钻杆动力卡瓦,兼具卡持钻杆和自动刮泥等多种功能.该卡瓦克服了现有钻井卡瓦自动化程度低、工作高度高、价格昂贵、功能单一等问题.通过建立气动卡瓦受力模型,卡瓦体径向力及摩擦力等各项指标均达到了设计要求.现场应用表明:多功能钻杆气动卡瓦安装、操作简便,减轻了劳动强度,提高了起下钻工作效率.

针对目前钻井气动卡瓦在稳定性、冲击性、传递力量等方面存在的问题，基于气动卡瓦的主要结构和工作原理，设计了液压动力卡瓦控制回路与结构。系统以液压油作为动力传输介质，采用双作用增压缸的增压手段连续输出高压油，增设过载保护回路和远程控制功能，对动力卡瓦的结构进行优化设计，整体取代原有的气动卡瓦系统，新设计的动力卡瓦工作更为平稳、反应更快、冲击力更小，并能够传递较大的扭矩。系统综合评价表明，液压动力卡瓦与气动卡瓦相比，稳定性明显提高，传递的动力明显增大，且易于实现过载保护，安全性能更高，可更好地满足油田钻井现场实际需要。

针对石油钻机绞车刹车系统实验台装置中的液压气动控制部分，分别介绍了实验台中液压动力源以及液压与气动控制系统的设计及工作原理，确定了主要元器件的工作参数，并分别从手动控制和自动控制等方面成功实现了实验台的调试、运行及数据采集，为刹车实验台的整体试验研究提供保证。

该文根据钻机绞车起钻与下钻的工况要求利用比例阀控马达技术设计了双向双参数液控马达负载系统在实验室内模拟实现了钻机钩载的变化规律并对该系统的结构特点和工作原理作了重点介绍。