法蘭開口器研制與應用

林婷婷等

摘 要：本文針對采油計量站日常維修更換法蘭式閥門石棉密封墊子時采用撬杠和千斤頂，操作速度慢、停井時間長、安全性差、原油產量受影響等問題，研制了法蘭開口器。主要是改變了操作人員使用的工具，把過去使用撬杠和千斤頂才能進行維修保養的方式改變成利用法蘭開口器進行維修保養方法，避免操作人員操作時的不安全性，達到了操作簡單、節約采油成本的目的。

關鍵詞：法蘭；開口器；研制；應用

目前，油田油、氣、水集輸處理中法蘭連接方式廣泛應用，連接面的密封墊片經常需要更換，而閥門更換、管件更換等原因也同時需要更換法蘭墊片，但此時就出現了一個難題：集輸運行需要滴水不漏，管件、流程等的膨脹、擠壓、流程變形、內部應力、場地狹窄等多種因素經常將更換法蘭墊片這個小小操作演變成為大動干戈，嚴重影響了工作效率，同時，采取大力砸、別、頂、撬等操作不同程度地增加了施工風險，降低安全系數。

1 現狀及主要技術難點

目前對法蘭開口使用的工具為撬杠和千斤頂，依靠多人配合把法蘭片敲開或用千斤頂把法蘭片頂開，然后把損壞的墊子取出在把新墊子裝好用固定螺絲上緊，但是存在以下幾個問題：

1、使用撬杠操作需要兩個操作人員配合：其中一個人用撬杠敲開法蘭片，另一個人取出壞墊子裝好新墊子，撬開后的法蘭墊片兩端面容易變形錯位，造成固定螺絲不能回位，而且費時費力造成長時間停井、停產影響到油井正常生產，如果撬杠打滑操作人員極容易傷到手指具有一定的風險。

2、使用千斤頂操作也需要兩個人員配合，操作的方法是使用輔助物與千斤頂配合頂開法蘭片，頂開的法蘭片也極易變形錯位，輔助物也存在打滑飛出造成物體打擊事故，用時過長造成長時間停產，造成一定經濟上的損失，現場驗證一般時間為30分鐘。

3、由于法蘭片的直徑不同，法蘭片之間的縫隙不同，因此操作人員需要選擇大小不同的撬杠和千斤頂。又由于法蘭安裝的位置不同撬杠和千斤頂有時根本就起不到作用還需要用其他的方法，加大了工作難度和不安全因素，而且耗時造成停產時間過長，影響了油井的開井時率，影響了原油產量，造成一定的經濟損失。

2 法蘭開口器的研制

法蘭開口器要解決三個方面的問題：一是要減少操作人員的人數，二是要改變操作的方法，降低停產時間；三是要加工一套能適合計量站各種型號法蘭式閥門開口工具，增加安全有效性。

2.1 背景

1）法蘭加墊子困難原因分析

法蘭與閥門難以開口：流程應力、變形、擠壓、膨脹等原因形成較大阻力；

2）法蘭接觸面受力點面積小，固定困難，致使單項受力無法平衡推進；

3）空間狹小：無法使用較長的發力工具，如扁頭撬杠、砸楔鐵、以及千斤頂等，無法清理法蘭上的舊墊子。

4）法蘭加墊片的關鍵是法蘭開口，足夠的縫隙便于清理法蘭密封面、置入墊片，通過以上分析可以看出，不論是砸、撬、頂、別都效率低，受力不平穩，存在操作風險。

2.2 法蘭開口器結構

加工一直徑為100mm厚度為16mm的圓形鋼板，鋼板周圍用臺鉆鉆10mm、12mm、14mm、17mm、19mm、22mm、24mm、27mm八個不同直徑的孔眼，鋼板的中間鉆一直徑為20mm的孔眼并攻絲，然后加工一長150mm直徑為20mm的螺桿，在螺桿上焊兩個螺帽，在加工兩個與螺帽相匹配的頂絲就制作成了一個法蘭開口器，

2.3 法蘭開口器工作原理

此法蘭開口器由兩個環形鋼板、固定銷桿和兩條頂絲組成，利用法蘭本身具有的螺栓孔，依據作用力與反作用力的原理，一拉一頂，將錐狀尖端平穩頂進法蘭接觸面，可實現大力撐開法蘭的效果。

使用時把開口器上的孔眼與維修的法蘭片的孔眼用銷桿連接轉動圓型鋼板貼靠住法蘭片，此時頂絲正好處在兩法蘭片的縫隙之間，用制動扳手旋轉頂絲后端，帶錐度的前端隨著轉動進入兩法蘭片之間，就能安全可靠的使法蘭片張開，開口達到操作的要求可停止，保證有足夠的空間操作。

2.4 優點

1）撐開寬度20mm完全可滿足清理法蘭表面舊墊子、方便更換安裝新墊子的操作。

2）改變操作的方法，降低操作風險。

3）提高效率，減少停產時間，提高時率。

4）適合計量站各種型號法蘭式閥門開口工具，增加安全系數。

5）圓形鋼板上同心等分六個不同直徑的通孔，從∮10mm-∮22mm，可適用不同規格的法蘭。

6）體積小巧，可廣泛應用，同樣適用于狹小空間，絲毫不覺局促。

3 法蘭開口器的應用

2010年5月，一研制成功，就深受職工好評，在193個大小不同的法蘭片上使用，解決了以往使用撬杠和千斤頂存在的問題，一是可以在不同的角度操作，大大增加了安全可靠性，具有了足夠的操作空間。二是由于開口器固定在被維修的法蘭片上解決了開口后法蘭片錯位現象。三是可以在不同直徑的法蘭上使用。四是重量輕便于攜帶存放。。據在193個大小不同的法蘭片上使用的時間來看，開口的時間平均為10分鐘，節約了近三分之二的時間。

4 效果評價

1、實現了施工迅速、提高效率1倍以上。2、實現了平穩操作，降低操作風險。3、降低了職工勞動強度，化繁為簡。4、操作方式更加合理，適用各種型號法蘭片的開口，降低停產時間增加經濟效益。

5 綜述

1、法蘭開口器的研制成功取代了一直以來只能使用撬杠和千斤頂的傳統維修方法，大大的降低了工人的勞動強度，提高了企業生產效率，而且解決了因更換法蘭石棉密封墊子造成停井時間過長和影響原油產量等問題，同時更具有安全性，保證了油井的正常生產運行，完全符合企業HSE安全要求。

2、應用范圍較廣，直徑大的法蘭可多個配合使用。

3、可設計大小不等的規格，適應現場要求。

綜上所述，值得大面積推廣使用。