SKB70空壓機(jī)泵車的研制

張超峰

摘 要：SKB70空壓機(jī)泵車主要是針對配合連續(xù)油管起下設(shè)備使用，以確保鉆井及修井作業(yè)時(shí)，不同介質(zhì)的加熱及增壓，以及完成作業(yè)時(shí)連續(xù)油管內(nèi)壁沖洗作業(yè)而研制的設(shè)備。該設(shè)備以Benz Actros 4151/8x8型全驅(qū)動重載越野底盤作為載體，集成了具有國際先進(jìn)水平的STP600S三缸柱塞泵、Gardner Denver型號為LAFAI的空壓機(jī)以及性能優(yōu)越的車載式加熱鍋爐。整臺設(shè)備的設(shè)計(jì)性能可以達(dá)到泵最高壓力70MPa，泵最低排量20L/min，空壓機(jī)最大排量1.86m3/min，空壓機(jī)最高排氣壓力7MPa，鍋爐額定排量400L/min，出水溫度80度等。能夠較好地配合連續(xù)油管設(shè)備完成當(dāng)今油田深井、氣井的施工作業(yè)需要。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)泵車;三缸柱塞泵;空壓機(jī);鍋爐;低排量;研制

中圖分類號： TH457 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2017）01-163-2

0 ?引言

隨著全球工業(yè)化發(fā)展，對石油的需求不斷增加，各國都加大了石油的開采力度，叢林、沙漠、丘陵等油氣田作業(yè)量越來越大，井場道路條件越來越差，井場場地條件嚴(yán)重受到地形地貌的制約，油田現(xiàn)場惡劣的條件對設(shè)備提出了更高的要求。占地面積小、作業(yè)效率高、作業(yè)范圍廣以及自動化程度高安全性強(qiáng)的設(shè)備越來越多的受到油田用戶的青睞。

目前連續(xù)油管作業(yè)工藝及設(shè)備廣泛應(yīng)用于油氣資源開發(fā)生產(chǎn)作業(yè)中，單一的連續(xù)油管作業(yè)機(jī)將不能滿足連續(xù)油管作業(yè)工藝的需要，集工藝液加熱、增壓泵注和管路吹掃為一體的連續(xù)油管輔助作業(yè)裝備是連續(xù)油管作業(yè)必不可少的設(shè)備之一。研制開發(fā)低溫連續(xù)油管輔助作業(yè)裝備不僅可以開拓新市場，并將對中石化油服公司進(jìn)入俄油田服務(wù)起到重要的支撐、保障作用。

1 ?技術(shù)特征

1.1 整車結(jié)構(gòu)

SKB70空壓機(jī)泵車主要由BenZ Actros 4151 8x8型重型底盤、空壓機(jī)、鍋爐、分動箱、變速箱、STP600S三缸柱塞泵、計(jì)量罐、操作室、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、高低管匯、潤滑系統(tǒng)等組成。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

整車主參數(shù)：

[項(xiàng)目＼&參數(shù)＼&總長（mm）

總寬（mm）

總高（mm）

整機(jī)重量（kg）

最高工作壓力（MPa）

空壓機(jī)排氣量（m3/min）

空壓機(jī)排出壓力（PSI）

鍋爐出水溫度（℃）

鍋爐額定排量（L/min）

計(jì)量罐容積（m3）＼&13000

3000

4100

<35000

70

1.86

1000

80

400

8＼&]

2 ?技術(shù)關(guān)鍵

2.1 整機(jī)布局

針對俄羅斯-45℃低溫環(huán)境、井場狀況的特殊性，對底盤和上裝結(jié)構(gòu)的受力狀況和作業(yè)振動進(jìn)行分析研究，確定底盤的動力、前、后橋以及車架的加固形式以及主要承力部件低溫材料的選取。分析底盤車前橋、后橋以及單邊的承載能力，結(jié)合柱塞泵、空壓機(jī)、鍋爐以及控制室等關(guān)鍵部件的質(zhì)量屬性，確定出部件的合理布置方式。

2.2 單臺設(shè)備的多功能集成

在研究工藝液加熱系統(tǒng)，增壓泵注系統(tǒng)，管路吹掃系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分析，設(shè)備的總體布置，配套設(shè)備選型，各系統(tǒng)的集中控制技術(shù)等基礎(chǔ)上完成多功泵注設(shè)備的集成研究。

各主要部件，如空壓機(jī)、鍋爐以及柱塞泵從底盤車二橋向四橋延伸分層合理布置，安裝緊湊又互不干涉，為主要部件均預(yù)留足夠的維護(hù)空間。通過控制信號的采集在控制室實(shí)現(xiàn)對各部件的集中控制。

2.3 低溫保溫加熱技術(shù)

對設(shè)備在-45℃環(huán)境溫度下正常作業(yè)的材料選型、油品選型，管路的保溫方式以及液壓油、潤滑油、燃油、防凍液和電瓶等的加熱方式進(jìn)行研究，形成集中供熱技術(shù)，采用串聯(lián)兩臺空壓機(jī)的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，通過加熱空壓機(jī)機(jī)體、空壓機(jī)底部潤滑油油腔設(shè)置熱交換器實(shí)現(xiàn)潤滑油的加熱，同時(shí)，保證空壓機(jī)散熱水箱與補(bǔ)水水箱間的液面高度差，確保水箱間壓差平衡，水箱中的水不溢出。

2.4 低壓管匯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

低壓管路直徑為76mm（3），計(jì)量罐容積8m3，分兩室每室4m3，每室均設(shè)有計(jì)量尺，100L為一個(gè)刻度。通過閥門切換，低壓管匯能從計(jì)量罐和外部液罐抽取工藝液，也能將工藝液輸送回計(jì)量罐、外部液罐和三缸柱塞泵吸入總管。

3 ?效益分析

3.1 社會效益分析

SKB70空壓機(jī)泵車的研發(fā)成功，將打破美國海德瑞公司對空壓機(jī)泵車的壟斷，對縮小我國與國外大的石油服務(wù)公司在低溫多功能泵注設(shè)備的研制開發(fā)能力、縮小國產(chǎn)石油固井設(shè)備與國際領(lǐng)先水平的差距、提高我國油服公司的國際競爭力、打破國外技術(shù)壟斷、跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)都有重大的意義。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

由于國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)的差距，發(fā)動機(jī)、變速箱等關(guān)鍵部件性能達(dá)不到要求而不得不采用進(jìn)口，越野性能強(qiáng)BenZ Actros 4151底盤需要進(jìn)口，高排氣壓力的空壓機(jī)也需要進(jìn)口，液壓元件由于可靠性原因采用進(jìn)口等。但總體上說該設(shè)備相對比進(jìn)口一臺要經(jīng)濟(jì)得多。目前，美國海德瑞公司生產(chǎn)的SKB70空壓機(jī)泵車單臺價(jià)格約需480萬元人民幣，而我廠生產(chǎn)的同等配置的SKB70空壓機(jī)泵車售價(jià)不足402元人民幣，單臺設(shè)備節(jié)約開支約78萬元，按年產(chǎn)15臺計(jì)算，可為用戶節(jié)約 1170萬元。這將降低油田的開發(fā)成本。

3.3 市場前景分析

3.3.1 ?國內(nèi)市場

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對石油的需求也進(jìn)一步加大。我國許多油田已紛紛進(jìn)入中后期開采，油田井況、地質(zhì)狀況已越來越復(fù)雜，這些都對各種石油設(shè)備提出了更高的要求。有著“萬能作業(yè)機(jī)”之稱的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備以其多出色功能性、高效性、安全性在內(nèi)外油田獲得了認(rèn)可，其需求量這幾年有了顯著提高，作為其配套輔助設(shè)備的空壓機(jī)泵車的需求量也將隨之不斷加大。其次空壓機(jī)泵車是集工藝液加熱、增壓泵注和管路吹掃為一體的多功能泵注設(shè)備，該設(shè)備的多功能使得其在油田開采作業(yè)時(shí)有了更多的可能性，可單獨(dú)作為應(yīng)急鍋爐設(shè)備、空壓機(jī)設(shè)備能完成泵注作業(yè)，這也成為該設(shè)備在目前油田設(shè)備中獨(dú)特的優(yōu)勢。

3.3.2 ?國外市場

SKB70空壓機(jī)泵車有著較好的國外市場前景有兩方面的原因：其一：隨著世界經(jīng)濟(jì)越來越全球化，發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很大的調(diào)整，傳統(tǒng)制造業(yè)逐步向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，國外傳統(tǒng)固井設(shè)備制造公司紛紛停產(chǎn)或向外轉(zhuǎn)移技術(shù)，這勢必使國外固井公司需要尋求替代廠家或產(chǎn)品。其二：我廠制造的設(shè)備有著國外公司無法比擬的價(jià)格優(yōu)勢，同時(shí)產(chǎn)品性能和可靠性與國外基本一致，可見該設(shè)備在出口方面市場前景非常廣闊，經(jīng)初步調(diào)查每年俄羅斯、哈薩克和土庫曼等國每年有近30臺左右的設(shè)備需求量，可見該設(shè)備在出口方面市場前景非常廣闊。

4 ?結(jié)論

SKB70空壓機(jī)泵車主要是針對配合連續(xù)油管起下設(shè)備使用，以確保鉆井及修井作業(yè)時(shí)，不同介質(zhì)的加熱及增壓，以及完成作業(yè)時(shí)連續(xù)油管內(nèi)壁沖洗作業(yè)而研制的設(shè)備。能夠較好地配合連續(xù)油管設(shè)備完成當(dāng)今油田深井、氣井的施工作業(yè)需要。該設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)：①該車設(shè)計(jì)合理、操作方便，柱塞泵的高低排量、空壓機(jī)的排氣壓力以及鍋爐的自動控制均達(dá)到設(shè)計(jì)需求，總體技術(shù)水平達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。②整車設(shè)計(jì)布局合理，操作方便：整車動力都來自底盤發(fā)動機(jī)，柱塞泵放在車尾部，更換盤根和維修泵非常方便?？諌簷C(jī)平臺外側(cè)及車左側(cè)設(shè)置有翻著式踏板，有效拓寬了人員活動和維修空間。整體設(shè)備中的三大關(guān)鍵件柱塞泵、空壓機(jī)、鍋爐即可成套作為連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的輔助設(shè)備，又可以各自單獨(dú)工作，作為應(yīng)急泵注設(shè)備、吹掃設(shè)備和工藝液加熱設(shè)備。③SKB70空壓機(jī)泵車由于其性能優(yōu)越，價(jià)格比國外同類產(chǎn)品便宜20%，節(jié)約了大量的投資成本，具有廣泛的市場前景。該產(chǎn)品的研制成功能夠較大程度上提升我國國產(chǎn)裝備的技術(shù)含量和國際市場的競爭能力。

參 考 文 獻(xiàn)

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