鉆井柴油機(jī)供油裝置現(xiàn)狀分析與改進(jìn)應(yīng)用

周凱+徐冰+蔡兵

摘 要：每個(gè)鉆井隊(duì)至少有1套柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)的燃油供應(yīng)裝置。隨著科技、社會(huì)的進(jìn)步和安全生產(chǎn)要求的提高，柴油機(jī)供油裝置日益暴露出其弊端和缺陷， 不能適合當(dāng)今安全生產(chǎn)要求，非常有必要設(shè)計(jì)一種安全、方便、省力新型供油裝置。本文探討的鉆井柴油機(jī)供油裝置設(shè)計(jì)合理， 體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念 ， 而不是只注重完成裝置功能；使用方便、安全可靠，降低鉆井隊(duì)生產(chǎn)成本和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：鉆井；柴油機(jī)；供油裝置；低位固定結(jié)構(gòu)；改進(jìn)

多年來，鉆井隊(duì)一直使用高架油罐給柴油機(jī)供油，在油罐拆卸、安裝、使用過程中， 存在嚴(yán)重的安全隱患，且使用不便。為此 ， 設(shè)計(jì)并制造了安全方便的低位固定結(jié)構(gòu)的供油裝置，從根本上消除了設(shè)備存在的事故隱患和弊端。

1原燃油供給裝置的結(jié)構(gòu)及弊端

多年來， 鉆井隊(duì)燃油供給系統(tǒng)沿襲采用高架油罐。方式為動(dòng)力設(shè)備供油， 高架油罐的高度為5～6 m， 滿載質(zhì)量為4～5t ，在拆卸和安裝過程中需要吊車吊起油罐， 至少2～3個(gè)工人共同在油罐下抬起頂桿安裝或拆卸 ， 安裝很麻煩，不能一次到位，而且由于設(shè)備重心不穩(wěn)，吊車操作困難， 人與吊車協(xié)調(diào)困難，極易出現(xiàn)意外情況，曾多次出現(xiàn)鋼絲繩斷裂或脫鉤致使罐傾倒造成人員傷亡的嚴(yán)重事故。使用中，工人必須定時(shí)爬上罐頂檢查油位，由于罐頂無法安裝欄桿， 因此很不安全；檢修、維護(hù)時(shí)也存在這個(gè)問題；該油罐的組合閥門、流程管匯、電控開關(guān)箱常年裸露在外， 容易造成銹蝕和破壞， 以及燃油被盜等現(xiàn)象；冬季的防凍保溫復(fù)雜、工作量大、死角多，經(jīng)常出現(xiàn)管線內(nèi)柴油低溫結(jié)蠟，造成柴油機(jī)供油不足熄火停機(jī)，這一部分是整個(gè)冬防工作的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。以上這些也就造成裝置維修費(fèi)用高，壽命周期短。實(shí)際上， 為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力機(jī)組的正常供油， 沒有必要把油罐架到這樣的高度。目前， 新型鉆機(jī)的柴油機(jī)組都是直接安裝在地面上或是基礎(chǔ)上，老式機(jī)械鉆機(jī)使用的柴油機(jī)一般安裝在底座上， 高出地面約1.5m ，發(fā)電機(jī)房安裝在地面上。根據(jù)動(dòng)力設(shè)備的用油要求，燃油液面高度只要高于高壓油泵就能保證設(shè)備的正常啟動(dòng)和運(yùn)行。鑒于高架油罐在設(shè)計(jì)、使用中存在的弊端和嚴(yán)重事故隱患，經(jīng)過充分的論證和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

2改進(jìn)后裝置的組成及結(jié)構(gòu)原理

設(shè)計(jì)制造的新型供油裝置在保留原儲(chǔ)備罐的基礎(chǔ)上， 把高架油罐去掉， 外形結(jié)構(gòu)與原來使用的完全不同， 從根本上消除設(shè)備存在的事故隱患。在使用、維護(hù)等各個(gè)方面都做了改進(jìn)， 有效延長(zhǎng)了油罐的使用壽命， 能夠滿足目前所有類型鉆機(jī)動(dòng)力設(shè)備用油要求。該供油裝置主要由3部分組成 ， 外形如圖。

a） 低位供油罐高度為2.8～3.1m ， 上部有效高度 0.8～1.0m ， 寬2.3m ， 低位供油罐長(zhǎng)2.5m ， 其有效容積至少可容納約5t柴油， 與原高架油罐容積相當(dāng)。該裝置外形尺寸與井隊(duì)上通用各種房體一呼吸器 、觀察口和液位傳感器安裝口，罐的外側(cè)安裝磁性翻板式液位計(jì)，方便指示油位。b）管匯全部安裝在低位柴油罐下部相對(duì)封閉空間內(nèi)， 配備有通風(fēng)窗、防爆排氣扇和防爆電熱器。該管匯流程設(shè)2 個(gè)供油泵，1臺(tái)主泵是雙向定量油泵，主要用于油料的卸油、倒流和低位架空罐的上油，也可以在特殊情況時(shí)向機(jī)組加壓供油；另1臺(tái)為輔泵，是小功率增壓泵，在搬家后柴油機(jī)第1次啟動(dòng)或柴油需加壓時(shí)使用。c） 自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由液位傳感器、主控板、接觸器以及開關(guān)組成。這與其他開關(guān)組合在1個(gè)防爆開關(guān)箱內(nèi)，能夠根據(jù)燃油液位的變化自動(dòng)向低位柴油罐補(bǔ)充柴油，極大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和人為失誤。

3供油裝置使用

a） 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)供油，在設(shè)備安裝就位后， 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前 ， 只需打開閥門1，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的正常供油。b） 柴油機(jī)的啟動(dòng)。發(fā)電機(jī)正常供電后，給自動(dòng)泵油裝置供電，低位柴油罐自動(dòng)上油。油位到達(dá)上限停止泵油后，打開油罐閥門3， 關(guān)閉閥門2，啟動(dòng)增壓泵，通過壓力向柴油機(jī)高壓油泵供油，加速實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)供油系統(tǒng)的排空。c）當(dāng)柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后 ， 打開閥門2，停止增壓泵，關(guān)閉閥門3，實(shí)現(xiàn)燃油供給系統(tǒng)的正常工作。 d） 所有的電氣控制集中在1個(gè)防爆配電箱中。自動(dòng)泵油裝置只要設(shè)定好油位上下限，方式選擇開關(guān)置于“自動(dòng)”位置就可自動(dòng)控制供油泵起、停，實(shí)現(xiàn)低位柴油罐的油位自動(dòng)控制。手動(dòng)上油為輔助手段。這套自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng) ， 根據(jù)具體情況稍加變動(dòng)可以配備不同形式的供油裝置。

4 應(yīng)用分析

a） 裝置整體設(shè)計(jì)為低位固定結(jié)構(gòu)，整體安裝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，無論是在吊裝還是在使用過程中，均不會(huì)造成傾倒現(xiàn)象，而且減化了拆、裝程序， 搬家安裝時(shí)一次到位 ， 即節(jié)省安裝時(shí)間又非常安全，從根本上消除了原裝置存在的事故隱患。b） 所有閥門 、流程管匯 、配電柜全部安裝在封閉的箱體內(nèi)， 整齊美觀， 避免了裝置常年暴露在外受風(fēng)吹日曬等自然侵蝕；同時(shí)解決了野外施工柴油被盜、冬季保溫、用電安全等問題；整套管匯無泄露現(xiàn)象，都在低位安裝，避免了登高檢查油位存在的危險(xiǎn)，特別是在惡劣天氣條件下，工人的操作、維護(hù)、管理強(qiáng)度大大降低 ， 維修費(fèi)用相應(yīng)減少。c） 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泵油，極大地改善了勞動(dòng)環(huán)境和條件， 同時(shí)也避免了因人為失誤忘記補(bǔ)油造成設(shè)備停機(jī)的嚴(yán)重事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟祥卿，李循跡.鉆機(jī)高架油罐油位顯示與自動(dòng)供油裝置的研制[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械， 2008， 37（3）：86-88.endprint