YL50XHK-Ш 型撬裝下灰?guī)斓难兄萍皯?yīng)用

張 偉，張志敏，劉 源，劉曉哲，高 飛，田艷松，張 振

（1.中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司石油機(jī)械廠，河北滄州 062550；2.河北建投任丘熱電有限公司，河北滄州 062550；3.河北大唐國際唐山熱電有限責(zé)任公司，河北唐山 063015）

0 引言

國內(nèi)生產(chǎn)的下灰?guī)齑蠖鄶?shù)存在下灰速度慢、?；衣势摺⒉僮鬏^復(fù)雜、存儲(chǔ)量不大、不便于移動(dòng)、安裝復(fù)雜的問題，為了解決上述問題，滿足客戶的要求，設(shè)計(jì)研發(fā)新型散裝水泥儲(chǔ)灰?guī)煜到y(tǒng)。

1 主要研究內(nèi)容

YL50XHK-Ш 型撬裝下灰?guī)欤哂胁僮骱啽?、下灰速度快、?；衣实?、可移?dòng)、存儲(chǔ)量大、稱重計(jì)量自動(dòng)化程度高、便于安裝等特點(diǎn)。

它是由4 個(gè)單體立式下灰罐、一個(gè)切割罐、一個(gè)除塵罐、進(jìn)出灰管網(wǎng)、進(jìn)排氣管網(wǎng)、出灰過濾器、排放過濾器、撬裝底座等部分組成。每個(gè)單體下灰罐的有效容積50 m3，額定裝灰量62 t。撬裝下灰?guī)斓耐庑纬叽鐬椋洪L21 m、寬4.2 m、高8.5 m，連續(xù)下灰速度＞2 t/min，?；衣剩?.3%，水平距離輸送10 m，垂直距離輸送15 m，安全閥開啟壓力0.25 MPa，試驗(yàn)壓力0.45 MPa，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其工作原理是：將灰料從進(jìn)料漏斗裝入切割罐，利用壓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣管網(wǎng)打入罐內(nèi)，再通過流化裝置，將灰料由切割罐出料口流經(jīng)進(jìn)灰管網(wǎng)，然后分別進(jìn)入4 個(gè)立式下灰罐存放，待石油井場固井需要時(shí)，再將灰料由下灰罐出料口流經(jīng)出灰管網(wǎng)，進(jìn)入混漿泵，然后打入井內(nèi)實(shí)現(xiàn)固井作業(yè)。該套裝置還能實(shí)現(xiàn)混料、罐與罐之間倒料，既方便又快捷。

單體立式下灰罐主要由罐體、底座、進(jìn)料裝置、卸料裝置、進(jìn)氣裝置、排放裝置、氣化裝置等組成。罐體為圓柱形，上封頭采用橢圓形封頭，下封頭采用90°錐形封頭，下封頭分布4 個(gè)側(cè)氣化室（采用側(cè)進(jìn)氣），底部一個(gè)氣化室（采用底進(jìn)氣）。氣化室采用該種結(jié)構(gòu)增加進(jìn)氣量，使灰料氣化充分，并且下灰均勻，流動(dòng)速度快。其工作原理是：該下灰罐為氣力輸送，即借助流化裝置，以壓縮空氣為動(dòng)力，使壓縮空氣透過氣化床，將儲(chǔ)料罐內(nèi)的灰料逐漸成流態(tài)化，流化態(tài)的灰料經(jīng)進(jìn)灰管口進(jìn)入罐內(nèi)，再經(jīng)出灰管口通過操作碟閥來控制出灰量（出灰管上裝有助風(fēng)掃氣裝置，以排除堵塞）。即利用罐內(nèi)、外壓差，將灰料排出儲(chǔ)料罐。底座支座本身受力結(jié)構(gòu)好，適合罐體頻繁翻轉(zhuǎn)，同時(shí)支座采用輔助結(jié)構(gòu)，該輔助機(jī)構(gòu)適合落地翻轉(zhuǎn)，提高翻轉(zhuǎn)速度。灰罐新型底座如圖1 所示。

圖1 灰罐新型底座

裝料時(shí)，由進(jìn)料管氣動(dòng)裝料。將備用軟管連接儲(chǔ)灰?guī)斓某隽峡?，打開罐上放空閥，關(guān)閉罐上的其他閥門及人孔口。當(dāng)放空口排出的空氣中帶有一定濃度的氣灰流時(shí)，則表明罐內(nèi)料已裝滿，然后關(guān)閉上料碟閥。

卸料時(shí)，關(guān)閉出料口碟閥、放空閥、啟動(dòng)空壓機(jī)，使其工作在額定轉(zhuǎn)速，打開進(jìn)氣閥，待罐內(nèi)壓力達(dá)到0.2 MPa 時(shí)，打開卸料碟閥，進(jìn)行卸料作業(yè)。待壓力表表壓降至0～0.03 MPa 時(shí)，則表示罐內(nèi)物料已卸完，這時(shí)打開放空閥，關(guān)閉卸料碟閥，空壓機(jī)停轉(zhuǎn)。卸料時(shí)，可根據(jù)需要開啟助風(fēng)幫助卸料，這樣能將管線內(nèi)殘存的物料徹底清掃干凈。

切割罐具有操作簡便、過濾效果好、濾灰最大存儲(chǔ)量為8 m3，便于安裝等特點(diǎn)。它既可與其他型號(hào)若干個(gè)儲(chǔ)灰罐組配成灰?guī)?，它由罐體、進(jìn)出灰管網(wǎng)、進(jìn)排氣管網(wǎng)、連接底座、人孔、安全閥、壓力表等組成。儲(chǔ)灰罐裝料過程中，將放氣管口排出的混合氣體，經(jīng)切割罐的進(jìn)灰口輸入切割罐的下倉，其混合氣體中的空氣在吸風(fēng)機(jī)作用下透過濾網(wǎng)進(jìn)入切割罐的上倉煙吸風(fēng)機(jī)管網(wǎng)排至大氣中，混合氣中的灰粉留在切割罐的下倉，完成了混合氣的過濾。

除塵罐濾灰最大存儲(chǔ)量為5 m3，它既可與50 m3的單體立式儲(chǔ)灰罐配套成一組灰?guī)?，也可與其他型號(hào)若干個(gè)儲(chǔ)灰罐組配成灰?guī)欤晒摅w、進(jìn)出灰管網(wǎng)、進(jìn)排氣管網(wǎng)連接底座等組成。儲(chǔ)灰罐裝料過程中，將放氣管口排出的混合氣體，經(jīng)除塵罐的進(jìn)灰口輸入除塵罐的下倉，其混合氣體中的空氣在吸風(fēng)機(jī)作用下透過濾網(wǎng)進(jìn)入除塵罐的上倉煙吸風(fēng)機(jī)管網(wǎng)排至大氣中，混合氣中的灰粉留在除塵罐的下倉，完成混合氣的過濾。通過采用該型除塵罐對灰料混合氣體進(jìn)行處理后，粉塵排放濃度≤80 mg/m3，減少粉塵對環(huán)境污染，完全滿足環(huán)保法要求。

目前國內(nèi)各鉆探公司采用的滿足安全要求的灰罐運(yùn)輸方案為背罐車運(yùn)輸，為滿足背罐車性能要求，對儲(chǔ)灰罐吊裝點(diǎn)及儲(chǔ)灰罐整備質(zhì)量進(jìn)行研究，并將其與背罐車參數(shù)進(jìn)行匹配，使得重晶石儲(chǔ)罐能夠適應(yīng)背罐車運(yùn)輸，背罐車移運(yùn)灰罐如圖2 所示。

圖2 背罐車移運(yùn)灰罐

下灰?guī)炫鋫溆蟹Q重裝置，稱重裝置配有穩(wěn)定可靠的高精度稱重傳感器和智能化稱重顯示儀表，稱重響應(yīng)速度快且精準(zhǔn)、數(shù)字顯示、直觀易讀、維護(hù)容易?？梢詽M足井隊(duì)對罐體內(nèi)重晶石粉計(jì)量的要求，對其增量、減量做到示數(shù)直讀，且滿足井隊(duì)對環(huán)境的使用要求和防爆要求。

該型撬裝下灰?guī)炀哂袉喂?、多罐?chǔ)灰，罐間倒灰，快速送灰功能，實(shí)現(xiàn)全密閉除塵環(huán)保作業(yè)功能、操作簡單、下灰速度快、?；衣蕵O低、可通過撬座便攜式移動(dòng)、灰料存儲(chǔ)量大、稱重計(jì)量通過PLC 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精準(zhǔn)計(jì)量、便于安裝的系統(tǒng)設(shè)計(jì)（圖3）。

圖3 立式下灰?guī)煺w擺放

該型下灰?guī)靽?yán)格按照壓力容器的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工制作的，壓力試驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所焊接的焊縫，經(jīng)射線探傷檢測合格，經(jīng)使用效果很好，完全滿足使用要求，并得到用戶的肯定和好評。

2 成果應(yīng)用及推廣

圖4 立式下灰?guī)飕F(xiàn)場

YL50XHK-Ш 型撬裝下灰?guī)熘饕糜谑偷V場固井水泥、以及建筑施工現(xiàn)場灰料的儲(chǔ)備和氣裝卸散裝水泥灰，以供油（氣）田固井和施工工地使用。也可以用于運(yùn)輸其他集密度<1.7 t/m2、粒度<0.5 mm 的散裝粉粒物料。我廠生產(chǎn)的系列下灰裝置，不僅取代原來固井現(xiàn)場使用的下灰罐，并且已成為渤海鉆探開發(fā)國內(nèi)外鉆井市場必不可缺的配套設(shè)備。

截至2020 年年底共銷售YL50XHK-Ш 型下灰?guī)旖M14 套，該新技術(shù)共創(chuàng)產(chǎn)值1042.97 萬元，為石油機(jī)械廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2020 年還利用該項(xiàng)新技術(shù)，設(shè)計(jì)加工制作了18 具、型號(hào)：Y24XHG—I 的24 m3的單體下灰罐（單具罐的產(chǎn)值為6.5萬元，創(chuàng)產(chǎn)值156 萬元，單具罐的成本為5.5 萬元，共創(chuàng)利潤18萬元），該項(xiàng)新技術(shù)共創(chuàng)產(chǎn)值166 萬元，共創(chuàng)利潤61 萬元，為我廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)產(chǎn)品是當(dāng)年立項(xiàng)、當(dāng)年開發(fā)設(shè)計(jì)、當(dāng)年加工制造、當(dāng)年交付用戶使用、當(dāng)年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。由于目前渤海鉆探在新疆、國外開拓市場，每個(gè)井隊(duì)都需要配備灰?guī)靵韮?chǔ)存和裝卸灰料，而且本油田使用的老式下灰罐也均已到報(bào)廢期，都急需更換新罐。另外，明年計(jì)劃在占領(lǐng)渤海鉆探市場的基礎(chǔ)上積極開發(fā)外部鉆探市場，真正使我廠生產(chǎn)的產(chǎn)品在各個(gè)鉆探市場生根發(fā)芽開花結(jié)果。因此產(chǎn)品必將有廣闊的發(fā)展前景。