防噴器自動(dòng)化維修工藝技術(shù)的研究

李忠溫

（大慶鉆探工程公司鉆技一公司井控裝備管理中心，黑龍江大慶163461）

防噴器是井控裝備井口壓力控制的主要設(shè)備，為了保證鉆井井控安全，使用的防噴器應(yīng)定期進(jìn)行檢修。我中心現(xiàn)有各種規(guī)格防噴器273臺(tái)套，目前，防噴器的維修靠掄榔頭拆卸螺栓的形式，維修人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率也較低。另外，近幾年高級(jí)別壓力防噴器用量增大，其連接螺栓需高扭矩才能實(shí)現(xiàn)密封，依靠人力不能實(shí)現(xiàn)緊扣扭矩，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)化維修作業(yè)的要求。因此，急需優(yōu)化和完善防噴器維修工藝技術(shù)。

開展《防噴器自動(dòng)化維修工藝的研究與應(yīng)用》項(xiàng)目，根據(jù)液壓防噴器的特點(diǎn)，在現(xiàn)有維修區(qū)合理布置工位，開發(fā)維修平臺(tái)，引進(jìn)防噴器螺栓拆卸機(jī)械手，研制閘板拆卸工裝等，實(shí)現(xiàn)防噴器維修標(biāo)準(zhǔn)化操作，科學(xué)化管理，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

1 技術(shù)分析

1.1 防噴器維修工藝流程

防噴器維修流程如圖1所示。

1.2 防噴器維修現(xiàn)狀

防噴器維修現(xiàn)狀如表1所示。

2 技術(shù)方案

2.1 實(shí)現(xiàn)的功能

（1）防噴器側(cè)門螺栓拆裝自動(dòng)化完成。

（2）安裝螺栓扭矩實(shí)時(shí)顯示并記錄。

（3）防噴器側(cè)門實(shí)現(xiàn)一鍵液壓開啟。

（4）閘板安裝拆卸實(shí)現(xiàn)液壓自動(dòng)化。

（5）電腦程序化操作使防噴器維修規(guī)范化、現(xiàn)代化。

圖1 防噴器維修工藝流程圖

（6）液壓機(jī)械化操作降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

2.2 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

2.3 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.3.1 側(cè)門螺栓的拆卸與緊固

（1）機(jī)械手的優(yōu)選：選用先進(jìn)的德國(guó)KUKA公司工業(yè)機(jī)器手，抓取液壓扳手。技術(shù)指標(biāo)：①最大負(fù)荷：500kg；②最大工作范圍：2026mm；③重復(fù)精確度：±0.08mm。

（2）液壓扭矩扳手的優(yōu)選：選用高精度大扭矩液壓扳手，實(shí)時(shí)顯示扭矩值，最大工作扭矩為20kN·m，高扭矩0～3r/min用于螺栓的緊固和卸松、低扭矩0～30r/m in用于螺栓的快速選入、旋出。

表1 防噴器維修現(xiàn)狀

圖2 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.3.2 防噴器側(cè)門開啟裝置設(shè)計(jì)

通過高壓液壓泵控制的油缸對(duì)擴(kuò)張模進(jìn)行擴(kuò)張，利用擴(kuò)張模和螺絲孔內(nèi)壁產(chǎn)生的摩擦力，達(dá)到開啟側(cè)門15°的效果。初始狀態(tài)：將雙作用油缸和擴(kuò)張模安裝在防噴器側(cè)門上的螺絲孔內(nèi)，油缸的活塞前安裝球形鞍座頂住防噴器本體。開門狀態(tài)：油缸開始工作，活塞前進(jìn)頂住防噴器本體，擴(kuò)張模張開抵住螺絲孔內(nèi)壁，油缸不斷后退將門拉開。

2.3.3 閘板拆裝裝置的設(shè)計(jì)

閘板拆裝裝置由液壓控制部分、行走小車、閘板固定裝置、助推裝置等組成。閘板拆裝裝置移動(dòng)到閘板下方通過油缸一鍵鎖緊、推動(dòng)動(dòng)作取出閘板。

設(shè)備利用巧妙的設(shè)計(jì)，通過高壓液壓泵控制大推力油缸，一鍵輕松達(dá)到拆裝閘板，大幅提高工作效率，使用拆裝閘板的工作程序化、規(guī)范化，有效地避免了存在的安全隱患。

2.4 控制軟件設(shè)計(jì)方案

（1）根據(jù)防噴器的生產(chǎn)廠家、型號(hào)及規(guī)格尺寸輸入電腦，由軟件按照預(yù)先設(shè)定的程序完成自動(dòng)對(duì)位過程。

（2）拆裝過程中，實(shí)時(shí)的顯示扭矩值，陀螺儀傳感器會(huì)將偏差值傳送給電腦，進(jìn)行自動(dòng)校正。

（3）建立防噴器維修檔案，軟件提供輸入、儲(chǔ)存、打印功能。

3 應(yīng)用前景分析

目前，防噴器年使用大約3000井次，為了保證防噴器使用安全性、可靠性，應(yīng)定期進(jìn)行維修，采用防噴器自動(dòng)化維修系統(tǒng)，年可維修400臺(tái)防噴器。使企業(yè)從“掄榔頭”小作坊向工廠化標(biāo)準(zhǔn)管理模式邁進(jìn)，擁有較好的應(yīng)用前景，不光給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)提高井控裝備維修水平、實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理起到重要的意義。

4 結(jié)束語

防噴器自動(dòng)化維修設(shè)備的研制，即避免了吊車翻轉(zhuǎn)形成的沖擊載荷對(duì)吊車的損壞及防噴器本體的磕碰，顯著提高作業(yè)環(huán)節(jié)中的安全性，也大大提高了防噴器的維修工作效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，緩解維修人員不足的狀況。防噴器自動(dòng)化維修設(shè)備的研制，能提供實(shí)時(shí)精確的螺栓拆裝扭矩，為防噴器維修提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)，維修后試壓的一次性通過率大幅提高，減少螺栓因緊固過度造成的損壞，延長(zhǎng)防噴器的使用壽命。采用自動(dòng)維修系統(tǒng)，建立防噴器維修大數(shù)據(jù)，可有效提高防噴器維修質(zhì)量，為防噴器失效、事故等情況的分析，提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

[1]王強(qiáng)，劉璐.井控裝備自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)探討[J].石油鉆采工藝，2001（1）.