FS型內(nèi)裝式井口防盜裝置的研制

高棟梁，王發(fā)元，強(qiáng)蔚民，韓兵奇，張 軍

(1.中國石油大學(xué)(華東)機(jī)電裝備教學(xué)實(shí)習(xí)總廠，山東 東營 257061;2.中原油田分公司物資供應(yīng)處設(shè)備科，河南 濮陽 457000)

FS型內(nèi)裝式井口防盜裝置的研制

高棟梁1，王發(fā)元1，強(qiáng)蔚民2，韓兵奇1，張 軍1

(1.中國石油大學(xué)(華東)機(jī)電裝備教學(xué)實(shí)習(xí)總廠，山東 東營 257061;2.中原油田分公司物資供應(yīng)處設(shè)備科，河南 濮陽 457000)

針對(duì)目前井口原油頻頻被盜、采油井口絲堵封堵失效、絲堵拆卸困難、防盜措施差等問題，研制了一種FS型內(nèi)裝式井口防盜裝置。本裝置含一套內(nèi)裝式絲堵及專用拆裝扳手。絲堵采用端部為內(nèi)圓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，安裝后，與節(jié)流器、卡箍頭處是平齊的，使用一般工具根本無法拆卸，與之相配套的專用扳手采用橫牙卡瓦的形式，在裝卸絲堵的過程中，能夠順利咬住絲堵內(nèi)壁，進(jìn)行絲堵的拆卸與安裝。該裝置有效地解決了長期以來油田上所困擾的原油被盜問題，大大降低了生產(chǎn)成本及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了油井周圍的環(huán)境污染。

井口防盜;絲堵;專用扳手;卡瓦

采油生產(chǎn)中，絲堵常用作井口裝置卡箍頭、節(jié)流器等處的堵頭，也有的用作油管管頭的堵漏。目前，井口上常見的絲堵為實(shí)心結(jié)構(gòu)，前端為連接螺紋，后端為六方結(jié)構(gòu)，方便裝卸。這種絲堵結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝使用。但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中，由于大部分油井都位于荒郊野外及農(nóng)村附近，不便于管理監(jiān)控，經(jīng)常有盜油和偷竊采油井口配件的事件發(fā)生。特別是這種絲堵拆卸方便，成為主要的盜油點(diǎn)和盜竊配件。這不僅影響了油田的正常生產(chǎn)，還會(huì)由于原油泄漏造成周圍環(huán)境的污染。為了防止盜竊的發(fā)生，往往采用將絲堵直接焊死在管道上，或者是使用電磁的方法安裝拆卸絲堵，這給正常的施工帶來了極大的困難，大大增加了生產(chǎn)成本，造成了人力和財(cái)力的浪費(fèi)。針對(duì)這一情況，設(shè)計(jì)了一種內(nèi)裝卸防盜絲堵及其專用拆卸扳手。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

本裝置由內(nèi)裝式防盜絲堵及其專用卡瓦扳手兩部分構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

專用扳手的安裝卡瓦在設(shè)計(jì)時(shí)采用橫牙淬火處理［1-2］。使用時(shí)，工具可輕松插入防盜絲堵內(nèi)孔，卡瓦牙頂能咬住內(nèi)裝卸防盜絲堵表面，通過正反轉(zhuǎn)來拆裝部件;工具可用手柄直接擰緊，亦可拆開手柄插入加力管或在扭桿四方部用大鉗加力裝卸，安裝、拆卸一次完成。

1.2 工作原理

新型內(nèi)裝卸防盜絲堵的安裝和拆卸是通過內(nèi)裝式專用卡瓦扳手上扭桿上面的3個(gè)均布的凹槽與帶有圓弧面的卡瓦相配合，使卡瓦與防盜絲堵內(nèi)裝孔相咬合，從而使絲堵順利進(jìn)行安裝和拆卸。

安裝和拆卸絲堵時(shí)，將專用扳手的頭部插入內(nèi)裝卸防盜絲堵后端的內(nèi)孔，旋轉(zhuǎn)手柄，卡瓦牙凸出(如圖2所示)，咬住內(nèi)裝卸防盜絲堵后端的內(nèi)圓，即可實(shí)現(xiàn)防盜絲堵的裝卸。

2 主要技術(shù)參數(shù)

內(nèi)裝卸防盜絲堵、內(nèi)裝卸卡瓦扳手主要技術(shù)參數(shù)分別見表1和表2。

表1 內(nèi)裝卸防盜絲堵主要技術(shù)參數(shù)

表2 內(nèi)裝卸卡瓦扳手主要技術(shù)參數(shù)

3 創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 絲堵采用內(nèi)圓滑面設(shè)計(jì)、防拆卸

由于采用內(nèi)圓滑面設(shè)計(jì)，該產(chǎn)品在安裝后其端面與所裝零件螺紋端面基本平齊，使用一般的拆裝工具很難拆卸此種絲堵。

3.2 絲堵安裝面硬度高、拆裝可靠、密封性能好［3］

絲堵采用40Cr材料，后端為內(nèi)圓結(jié)構(gòu)，前端為加厚結(jié)構(gòu)，表面淬火處理，使其硬度可達(dá)48～55HRC。在使用內(nèi)裝卸專用扳手拆裝時(shí)，不易破壞安裝面，保證絲堵在反復(fù)拆裝過程中的使用壽命，并有效防止了管路內(nèi)帶壓原油的沖蝕。經(jīng)試驗(yàn)，確保35 MPa無滲漏。

3.3 扳手?jǐn)y帶輕巧方便、適用范圍廣

該專用工具結(jié)構(gòu)緊湊、小巧，整體重量僅為3.2 kg，攜帶比較方便，非常適合野外使用;卡瓦的自由伸縮量可用于直徑在60～65 mm的管件內(nèi)擰卡鉗，可做內(nèi)管鉗進(jìn)行使用。

4 使用方法及維護(hù)保養(yǎng)

1)絲堵安裝。a)將原節(jié)流器上使用的絲堵拆下;b)在絲堵外螺紋上涂抹黃油;c)將絲堵先用手?jǐn)Q入節(jié)流器進(jìn)行對(duì)扣，對(duì)好后將專用扳手插入絲堵內(nèi)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)直至擰緊為止;d)絲堵擰緊后，打開生產(chǎn)閘門，檢查螺紋處是否有滲漏;若無滲漏，安裝完成。

2)絲堵拆卸。a)拆卸前，請(qǐng)關(guān)閉生產(chǎn)閘門;b)清理絲堵內(nèi)端面的塵土，以保證專用扳手能夠順利插入;c)將專用扳手插入絲堵內(nèi)端面，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)行拆卸，如若直接用扳手無法擰動(dòng)時(shí)，可增加加力桿進(jìn)行拆卸;d)拆卸過程中注意放空。

3)維護(hù)保養(yǎng)。a)保持內(nèi)裝卸防盜絲堵上螺紋完好無損;b)使用時(shí)應(yīng)保持內(nèi)裝卸卡瓦扳手卡瓦牙尖利，防止使用時(shí)打滑;c)工具使用后應(yīng)清洗干凈，以防生銹;d)使用時(shí)工具應(yīng)避免用力撞擊，以防牙頂損傷;e)安裝絲堵時(shí)，可用加力桿上緊，擰緊力不小于180 kgf。

5 現(xiàn)場使用情況

為了驗(yàn)證新型防盜絲堵的使用性能，先后在勝利石油管理局東辛采油廠采油一礦40-20#、48-12#、77-15#、76-X8#井安裝了該裝置。經(jīng)過近一年的現(xiàn)場使用發(fā)現(xiàn):1)安裝方便、使用靈活。為防止井口配件及原油被盜，辛40-20#井從前采用焊接的方式進(jìn)行防盜，每次更換或檢修時(shí)耗時(shí)、費(fèi)力，不易拆卸;安裝本防盜絲堵后，可用專用扳手直接擰緊，無需焊接，安裝方便可靠，使用一般工具無法拆卸，并大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。2)無被盜現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)過近一年的安裝和使用，各試驗(yàn)井口安裝上防盜絲堵后，再?zèng)]有發(fā)生井口配件及原油被盜的現(xiàn)象發(fā)生，防盜效果明顯。

6 結(jié)論

1)絲堵內(nèi)凹式設(shè)計(jì)，端面擰緊后與井口附件平齊。一般的絲堵后端都帶有一個(gè)便于拆卸的外六方，此防盜絲堵使用一般的拆卸工具根本無法拆卸，必須使用專用的工具進(jìn)行安裝和拆卸。內(nèi)裝卸專用扳手中用于主要拆卸作用的卡瓦，采用橫牙設(shè)計(jì)，屬于安裝拆卸一體工具。在將防盜絲堵進(jìn)行安裝或拆卸時(shí)，無需再用其它輔助工具，就可完成絲堵的安裝和拆卸，使用時(shí)比較方便。

2)現(xiàn)場應(yīng)用表明，該防盜絲堵在安裝過程中，無需太多輔助工作(例如焊接等)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約生產(chǎn)成本;同時(shí)，絲堵在安裝使用過程中，已基本杜絕了井口配件被盜現(xiàn)象的發(fā)生，減少了井場的污染，值得推廣使用。

［1］顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)［M］.東營:石油大學(xué)出版社，2001.

［2］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).新機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［3］萬仁溥，羅英俊.采油技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1993.

Development of FS Anti-Theft Units Fixing Inner Hole in Well Head

GAO Dong-liang1，WANG Fa-yuan1，QIANG Wei-min2，HAN Bing-qi1，ZHANG Jun1
(1.Mechanical＆ Electrical Equipment Factory，China University of Petroleum(East China)，Dongying 257061，Shandong，China;2.Equipment Supply Office，Zhongyuan Oilfield Company，Puyang 457000，Henan，China)

For the problems of blank plug fixing in well head，such as crud oil stolen，failure about the plug，difficulty in assembling and disassembling the plug，inefficient methods in anti-theft，a FS anti-theft units fixing inner hole in the well head was developed.It included a screw plug and a specific wrench，and the plug was designed for perforated one end which was accordant with one end face of the choke or hub，and it had no way to disassemble the plug with assual tools at all.The related wrench was designed for slips with lateral teeth.And it can seize the inner wall of the hole of the plug smoothly and assembled and disassembled the plug.It solved the problem of the oil stolen after fixing the units，and lowered the production cost and workers’labor capacity，reduced the environmental contamination.

anti-theft in well head;blank plug;specific wrench;slip

TE931

B

1008-9446(2014)03-0009-03

2013-12-02

高棟梁(1984-)，男，山東章丘人，中國石油大學(xué)(華東)機(jī)電裝備教學(xué)實(shí)習(xí)總廠助理工程師，主要從事石油機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作。