淺析氣動下灰車的輸送能力及其影響因素

歐陽玉雪

（大慶油田裝備制造集團(tuán)，黑龍江 大慶 163411）

在石油企業(yè)各個(gè)項(xiàng)目的施工建設(shè)過程中，氣動下灰車發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)性作用，氣動下灰車在作業(yè)過程中通常與固定車進(jìn)行聯(lián)合使用，這樣才能在石油生產(chǎn)作業(yè)過程中發(fā)揮出其效能，才能夠有效提升其輸送能力。但是，氣動下灰車在實(shí)際使用過程中很容易出現(xiàn)受潮、變質(zhì)、污染等現(xiàn)象。在當(dāng)前的石油行業(yè)中，氣動下灰車由于本身重心較低從而得到廣泛應(yīng)用。氣動下灰車輸送能力會直接影響油田正常生產(chǎn)作業(yè)，因此，針對氣動下灰車輸送能力進(jìn)行探討具有重要實(shí)踐意義。

1 氣動下灰車輸送能力概述

目前，我國石油行業(yè)使用的氣動下灰車通常采取的都是氣壓輸送原理來裝卸灰料。目前我公司生產(chǎn)氣動下灰車主要采取的是臥式結(jié)構(gòu)（見圖1），該結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出了罐體重心低、裝備工藝簡單、可靠性強(qiáng)等一些優(yōu)勢。其罐體主要采取雙層結(jié)構(gòu)，這樣在主車爬坡過程中可以有效避免罐體內(nèi)部水泥出現(xiàn)大范圍流動，從而有效提升車輛整體的穩(wěn)定性。

圖1 氣動下灰車罐體結(jié)構(gòu)示意圖

下灰車輸送能力與氣固兩相流質(zhì)量濃度之間存在密切關(guān)聯(lián)。因此，要想進(jìn)一步提升下灰車輸送能力，就必須液態(tài)化裝置機(jī)進(jìn)行不斷更新。氣動下灰車的液態(tài)化裝置主要有滑料板和流化床等。下面重點(diǎn)以我公司生產(chǎn)下灰車為例對液態(tài)化裝置設(shè)計(jì)問題進(jìn)行探討。

（1）滑料板。在下灰車罐體中滑料板目前采取的對稱布置方式，滑料板的主要作用是有效承載罐體內(nèi)部的粉粒體，保障粉粒體能順利滑入流化床中，詳見圖2。滑料板與管壁之間形成一個(gè)氣室，為保障滑料板上不殘留粉粒體，在設(shè)計(jì)時(shí)需要保障滑料板與水平面的夾角超過粉粒體的安息角。根據(jù)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，水泥的安息角為39°。因此，滑料板與水平面夾角β 要略大于安息角，取值應(yīng)處于40°～42°?；习逋庑纬叽缭O(shè)計(jì)可以通過計(jì)算求解，也可以利用三維繪圖軟件放樣進(jìn)行求解?；习逯谱鬟^程中使用4mm 厚鋼板，如果面積較大的情況下，可以按照多塊拼接方式進(jìn)行焊接，但需注意拼接縫下部要設(shè)置側(cè)板進(jìn)行支撐，以此避免下灰車在使用中出現(xiàn)滑料板變形問題。

圖2 滑料板示意圖

（2）流化床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在下灰車的設(shè)計(jì)過程中，流化床屬于非常關(guān)鍵的一個(gè)部件，對下灰車輸送能力會直接產(chǎn)生影響。流化床與滑料板、罐體內(nèi)壁形成一個(gè)密閉氣室，此外，通過高壓氣流的作用可以保障流化床上的粉粒體保持懸浮狀態(tài)，最終形成液態(tài)氣固兩相流，并可以在一定方向上保持流動。其中多孔板可以對液態(tài)化元件及物料等形成有效支撐，進(jìn)而可以使高壓氣體的均勻穿過。在設(shè)計(jì)中通常會按照安息角的1/3 來設(shè)計(jì)多孔板與水平面夾角，但綜合下灰車作業(yè)過程中地面平整度等因素后，其實(shí)際取值會略微大一些，因此多孔板與水平面夾角通常會設(shè)置在14°。多孔板的制作使用的是5mm 鋼板，孔直徑應(yīng)該設(shè)置在20 ～30mm，采取均布方式布置，在設(shè)計(jì)孔的過程中，要盡可能綜合支撐強(qiáng)度、均勻布?xì)?、?jié)約鉆孔時(shí)間等相關(guān)因素來合理設(shè)置孔的數(shù)量和孔距。氣體分布板根據(jù)下灰車作業(yè)需求使用的是耐高溫多層尼龍帆布。這種材料具有一定透氣阻力，而且其透氣阻力會隨著氣體流速的增加而增加；其次，多層尼龍帆布只允許氣體透過，但會截留輸送介質(zhì)，帆布表面平整，很難發(fā)生堵塞或磨損等問題，而且材料的化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度完全可以滿足下灰車作業(yè)需求；最后，多層尼龍帆布表面空隙均勻分布，且具有較高的分散度，粉層厚度不會對其造成較大影響。

2 氣動下灰車輸送能力影響因素及改進(jìn)

2.1 操作前檢查

氣動下灰車作為一種油田專業(yè)特種車輛對施工技術(shù)及器械要求相對較高，因此，在作業(yè)過程中，要對操作人員技能水平、專業(yè)知識等進(jìn)行嚴(yán)格要求。操作前檢查則是影響氣動下灰車輸送能力的一個(gè)主要因素。

操作前檢查并不僅僅是對車況進(jìn)行簡單檢查，要對球閥等是否完好高度關(guān)注。作為一種復(fù)雜油田設(shè)備，氣動下灰車各個(gè)部件之間聯(lián)系緊密，尤其是球閥等關(guān)鍵部件會對下灰車作業(yè)效果產(chǎn)生直接影響，一旦出現(xiàn)問題必然會導(dǎo)致作業(yè)效果無法達(dá)到預(yù)期，甚至可能導(dǎo)致安全事故。因此，為有效提升下灰車輸送能力、保障下灰車作業(yè)安全性和穩(wěn)定性，要對操作前檢查問題給予高度關(guān)注，通過檢查保障各固件得到及時(shí)緊固。

2.2 潤滑劑使用

油田固井作業(yè)主要使用的機(jī)械設(shè)備有下灰車和固井車，在作業(yè)前不僅要對2 臺設(shè)備車輛、球閥、零部件等進(jìn)行檢查，還要對潤滑劑的使用給予高度關(guān)注。下灰車是由多種零部件組成的一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，且大部分零部件都屬于金屬材質(zhì)，要想保障各部件之間能實(shí)現(xiàn)順暢運(yùn)行，就必須合理使用潤滑劑。但潤滑劑使用也要注重科學(xué)性，潤滑劑不足會導(dǎo)致無法發(fā)揮潤滑作用，進(jìn)而影響機(jī)械結(jié)果運(yùn)行效果，甚至可能對操作人員造成機(jī)械傷害，例如，潤滑不足很容易導(dǎo)致機(jī)械部件升溫或磨損，給設(shè)備運(yùn)行埋下隱患；潤滑劑過度使用也可能會導(dǎo)致部件之前操作失控，如操作人員經(jīng)驗(yàn)不足的情況下可能會導(dǎo)致事故發(fā)生，因此，潤滑劑的使用最好有具備豐富經(jīng)驗(yàn)的操作人員執(zhí)行。

2.3 施工操作技術(shù)

首先，滿載下灰車必須及時(shí)關(guān)閉人孔、上灰管口以及放空球閥等。如下灰車需要長時(shí)間停放，盡可能讓車輛后輪離地，否則，空氣潮濕的情況下，可能會導(dǎo)致罐體內(nèi)部灰料出現(xiàn)板結(jié)問題，進(jìn)而對下灰車輸送能力造成影響。其次，工作壓力也會影響下灰車輸送能力，氣動下灰車在作業(yè)前通常都會將工作壓力嚴(yán)格控制在0.3MPa以下，帶壓作業(yè)過程中要堅(jiān)決杜絕使用銳器敲擊罐體，同時(shí)，要將空壓機(jī)轉(zhuǎn)速嚴(yán)格控制在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，一旦操作失當(dāng)就可能導(dǎo)致人員傷亡事故。打開下灰車人孔前，必須提前打開放空球閥泄壓，這樣才能保障安全開啟壓力處在0.35MPa 左右，另外，還需要對安全閥壓力設(shè)定值進(jìn)行定期檢查，保障罐體內(nèi)部壓力降為零。最后，下灰車在作業(yè)過程嚴(yán)禁出現(xiàn)的單倉上灰或單倉?；椰F(xiàn)象，否則，很可能導(dǎo)致車輛底盤質(zhì)量分布出現(xiàn)變化而影響車輛正常性能，另外，罐體加壓時(shí)堅(jiān)決杜絕車輛行駛。利用外接氣源排除罐體內(nèi)部殘余氣體的情況下，要避免管內(nèi)物料出現(xiàn)滲入氣化室的情況，以此來避免對操作人員造成傷害。

3 結(jié)語

總而言之，針對氣動下灰車相關(guān)人員要對其工作原理、輸送能力影響因素等進(jìn)行充分了解。這樣才能在日常作業(yè)過程中及時(shí)關(guān)注各類影響因素，并采取有效應(yīng)對措施，進(jìn)而全面提升下灰車作業(yè)效率，也能提升固井作業(yè)整體水平。另外，還需要加大對流化裝置、氣固混合裝置的研究，合理提升氣固兩相流平均質(zhì)量濃度。此外，在特殊作業(yè)環(huán)境下要采取反復(fù)試驗(yàn)和極端的方式來確定下灰車作業(yè)的最佳參數(shù)組合，這樣才能讓氣動下灰車的輸送能力達(dá)到最佳。