絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置

喬建華　袁贊兵　張吉平　潘躍明

摘 要：我們研制了一種絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，根據(jù)絞車的潤(rùn)滑點(diǎn)的保養(yǎng)周期和保養(yǎng)量進(jìn)行集中控制自動(dòng)潤(rùn)滑，確保了絞車的定時(shí)定量潤(rùn)滑，降低了絞車的故障率，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了鉆井時(shí)效。

關(guān)鍵詞：絞車;潤(rùn)滑;自動(dòng)控制;遞進(jìn)式分配閥

目前石油鉆井行業(yè)鉆機(jī)基本上分為機(jī)械鉆機(jī)、電動(dòng)鉆機(jī)、和液壓鉆機(jī)三種形式，電動(dòng)鉆機(jī)與機(jī)械鉆機(jī)，只不過(guò)是驅(qū)動(dòng)方式的不同，電動(dòng)鉆機(jī)簡(jiǎn)化了部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絞車、鉆井泵運(yùn)轉(zhuǎn)，完成鉆井施工過(guò)程。所以電動(dòng)鉆機(jī)和機(jī)械鉆機(jī)中的絞車屬于單一的重要設(shè)備，在整個(gè)鉆井過(guò)程中絞車性能的好壞直接影響鉆井安全生產(chǎn)，絞車主要由幾大軸、鏈條、離合器、制動(dòng)系統(tǒng)等部件組成，各部件的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)需要可靠的潤(rùn)滑來(lái)保障，目前國(guó)內(nèi)絞車潤(rùn)滑主要依靠操作人工定期保養(yǎng)完成，由于保養(yǎng)絞車需要停止絞車運(yùn)轉(zhuǎn)，鉆井生產(chǎn)是連續(xù)性的，有時(shí)幾天絞車不能停，勢(shì)必造成絞車的缺保漏保，人工保養(yǎng)缺保、漏保、超保情況也時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致絞車發(fā)生故障，影響鉆井生產(chǎn)。

一、絞車潤(rùn)滑現(xiàn)狀

目前石油鉆機(jī)基本上分為機(jī)械鉆機(jī)、電動(dòng)鉆機(jī)、和液壓鉆機(jī)三種形式，液壓鉆機(jī)由于造價(jià)高，使用量較少，不具有普遍性和代表性。機(jī)械鉆機(jī)主要是以柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)箱及絞車系統(tǒng)完成鉆井施工過(guò)程，電動(dòng)鉆機(jī)簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大多是以電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絞車、鉆井泵完成鉆井施工過(guò)程。機(jī)械鉆機(jī)還是電動(dòng)鉆機(jī)都需要利用絞車完成鉆井的施工。絞車在整個(gè)鉆井過(guò)程中屬于單一的重要設(shè)備，性能的好壞直接影響鉆井安全生產(chǎn)，絞車主要由幾大軸、鏈條、離合器、制動(dòng)系統(tǒng)等部件組成，各部件的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)需要可靠的潤(rùn)滑來(lái)保障，目前國(guó)內(nèi)絞車潤(rùn)滑主要依靠操作人工定期保養(yǎng)完成，由于保養(yǎng)絞車需要停止絞車運(yùn)轉(zhuǎn)，鉆井生產(chǎn)是連續(xù)性的，有時(shí)幾天絞車不能停，勢(shì)必造成絞車的缺保漏保，人工保養(yǎng)缺保、漏保、超保情況也時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致絞車發(fā)生故障，影響鉆井生產(chǎn)。

國(guó)內(nèi)外自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，目前在固定場(chǎng)所的設(shè)備有一定運(yùn)用，在國(guó)內(nèi)石油鉆井裝備中使用較少，國(guó)內(nèi)主力鉆機(jī)制造企業(yè)未在絞車上配備自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)。隨著技術(shù)裝備的升級(jí)，絞車及其它保養(yǎng)項(xiàng)點(diǎn)多的石油設(shè)備，都有配備集中自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的趨勢(shì)。為此我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用最多的40LDB絞車為例，研發(fā)制作了一套絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，為絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑做了先期嘗試，通過(guò)使用性能可靠達(dá)到預(yù)期的效果。

二、絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置的主要技術(shù)內(nèi)容

2.1絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置由自動(dòng)控制系統(tǒng)、高壓柱塞泵、儲(chǔ)油器、防爆電機(jī)、自動(dòng)加熱裝置、線路切換執(zhí)行器、遞進(jìn)式分配閥等組成。根據(jù)石油鉆井生產(chǎn)環(huán)境，加工制作了防爆自動(dòng)控制柜、防爆減速電機(jī)，根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)量和注油量采用了注油量400ml/min，40MPa的高壓柱塞泵，儲(chǔ)油器可以容納60升潤(rùn)滑脂，根據(jù)石油鉆井野外冬季施工特點(diǎn)，裝置設(shè)計(jì)了自動(dòng)加熱器系統(tǒng)，根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)保養(yǎng)周期不同設(shè)計(jì)制作了兩路線路切換執(zhí)行器，線路切換執(zhí)行器與遞進(jìn)式分配閥之間使用4′高壓軟管連接，遞進(jìn)式分配閥與各潤(rùn)滑點(diǎn)之間采用不銹鋼管連接，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了壓力報(bào)警開關(guān)，當(dāng)潤(rùn)滑點(diǎn)注不進(jìn)潤(rùn)滑脂管路內(nèi)壓力升高時(shí)報(bào)警，機(jī)組停機(jī)保護(hù)，排除潤(rùn)滑點(diǎn)堵塞的故障后，裝置可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置的工作原理，首先根據(jù)絞車潤(rùn)滑點(diǎn)保養(yǎng)周期和保養(yǎng)量，在控制柜內(nèi)設(shè)定兩個(gè)時(shí)間控制器，分別設(shè)定保養(yǎng)間隔周期，和保養(yǎng)一次總用時(shí)，將1號(hào)鋰基潤(rùn)滑脂裝入儲(chǔ)油器內(nèi)，儲(chǔ)油器內(nèi)的螺旋壓油板和刮油板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)變軟的潤(rùn)滑脂被壓到柱塞泵吸油口周圍。柱塞泵將潤(rùn)滑脂注入到主管線中，通過(guò)控制柜選擇線路切換執(zhí)行器，選擇供油管路，通過(guò)單線遞進(jìn)式分配閥將潤(rùn)滑脂同時(shí)注到各潤(rùn)滑點(diǎn)，只要有一個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)不出油，所有的遞進(jìn)式分配閥都不再出油，系統(tǒng)壓力便會(huì)升高，到報(bào)警上限時(shí)，系統(tǒng)報(bào)故障停止運(yùn)行。圖1所示。裝置主機(jī)和控制柜安置在鉆臺(tái)偏房?jī)?nèi)，提高了可靠性。另外裝置還單獨(dú)設(shè)計(jì)了一根30m長(zhǎng)的2′高壓軟管，安裝有手持式計(jì)量黃油槍，可對(duì)絞車旋轉(zhuǎn)部位的保養(yǎng)點(diǎn)停機(jī)后快速定量精準(zhǔn)保養(yǎng)。

三、解決的主要問(wèn)題

3.1絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置由自動(dòng)化控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，性能穩(wěn)定。解決了人工保養(yǎng)絞車出現(xiàn)缺保、漏保、保養(yǎng)不及時(shí)絞車發(fā)生故障。

3.2絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置采用遞進(jìn)式分配閥，多點(diǎn)集中同時(shí)保養(yǎng)，解決了人工保養(yǎng)絞車費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題，工作時(shí)效得到大大提升。

3.3絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置的自動(dòng)預(yù)熱裝置，解決了冬季潤(rùn)滑脂稠，加注困難，保養(yǎng)不到位的問(wèn)題。

3.4絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置采用的遞進(jìn)式分配閥，多個(gè)保養(yǎng)點(diǎn)連續(xù)定量同時(shí)保養(yǎng)，通過(guò)分配閥工作循環(huán)計(jì)算保養(yǎng)量，當(dāng)有保養(yǎng)點(diǎn)堵塞時(shí)，系統(tǒng)停止保養(yǎng)報(bào)警，顯示分配閥哪一路保養(yǎng)點(diǎn)堵塞，確保每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)得到保養(yǎng)。

3.5絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置全封閉設(shè)計(jì)，將成桶的潤(rùn)滑脂裝入儲(chǔ)油桶內(nèi)后，蓋好上蓋，整個(gè)潤(rùn)滑保養(yǎng)過(guò)程全封閉，無(wú)泄漏、清潔無(wú)污染，安全環(huán)保。解決了以往保養(yǎng)過(guò)程中潤(rùn)滑脂外溢污染環(huán)境。

3.6絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置自動(dòng)化控制，可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)保養(yǎng)，解決了為了保養(yǎng)絞車停機(jī)，影響工作時(shí)效的問(wèn)題。

四、效益分析

4.1從節(jié)約保養(yǎng)時(shí)間測(cè)算：以40LDB絞車為例，共27個(gè)保養(yǎng)點(diǎn)，17個(gè)固定保養(yǎng)點(diǎn);10個(gè)旋轉(zhuǎn)保養(yǎng)點(diǎn)。24小時(shí)保養(yǎng)一次的有8個(gè)固定保養(yǎng)點(diǎn)，一周保養(yǎng)一次的有12個(gè)保養(yǎng)點(diǎn)。絞車按平均每周保養(yǎng)一次用時(shí)2小時(shí)計(jì)算，一年需要用時(shí)96小時(shí)。而絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置由于自動(dòng)控制在線運(yùn)轉(zhuǎn)可以對(duì)固定點(diǎn)保養(yǎng)，每次停機(jī)保養(yǎng)只用手持高壓黃油槍對(duì)10個(gè)旋轉(zhuǎn)保養(yǎng)點(diǎn)進(jìn)行保養(yǎng)，每次用上0.5小時(shí)，一年用時(shí)12小時(shí)，年節(jié)約84小時(shí)，40鉆機(jī)日費(fèi)是8萬(wàn)元，一套絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置4萬(wàn)元，84/24*8-4=24萬(wàn)元。

4.2從提高保養(yǎng)質(zhì)量避免絞車故障測(cè)算，絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置提高保養(yǎng)質(zhì)量，減少避免一次絞車軸承損壞故障，至少用3天時(shí)間修理，鉆井隊(duì)日費(fèi)平均為8萬(wàn)元，日費(fèi)節(jié)約24萬(wàn)元，更換軸承修理絞車一次在2萬(wàn)元左右。避免一次絞車故障至少節(jié)約26萬(wàn)元。

4.3從提高絞車使用壽命測(cè)算，一部絞車價(jià)值為100萬(wàn)元，使用年限為10年，每年相當(dāng)于10萬(wàn)元價(jià)值。絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置能延長(zhǎng)絞車壽命一年，就相當(dāng)于產(chǎn)生10萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。24+26+10=60萬(wàn)。一部絞車綜合測(cè)算每年可以產(chǎn)生60萬(wàn)元的效益。

五、結(jié)論

絞車集中自動(dòng)潤(rùn)滑裝置經(jīng)過(guò)一年的使用，性能可靠，達(dá)到了預(yù)期的效果，隨著技術(shù)裝備的升級(jí)，絞車及其它保養(yǎng)項(xiàng)點(diǎn)多、保養(yǎng)困難的石油設(shè)備，都有配備集中自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的趨勢(shì)。有較廣的推廣價(jià)值。