固井下灰車的專用性能試驗、檢驗裝置的研制

白旭東

（大慶油田裝備制造集團 特種汽車制造分公司，黑龍江 大慶 163411）

0 引言

固井施工是鉆井工程中一項重要的完井工藝,下灰車主要用于固井干水泥的裝載、運輸及為固井水泥車提供干水泥，是固井施工作業的關鍵設備。大慶油田及國內外油田鉆井數量的逐年增加,對下灰車的需求量也相應增多，為了提高下灰車的整體技術性能，滿足《中華人民共和國石油天然氣行業標準》SY/T5439-2003中《下灰車》行業標準的相關要求，我們開發了固井下灰車專用性能試驗、檢驗裝置，主要用于檢測下灰車的性能指標，并為進一步提高下灰車的整體技術性能提供依據。

1 結構及技術指標

1.1 結構組成

固井下灰車專用性能試驗、檢驗裝置主要由立式儲灰罐、便攜式稱重儀、PLC控制儀、信號線、外接氣源和相關管路與線路等組成，結構示意簡圖如圖1所示。

圖1 專用性能試驗、檢驗、裝置示意圖

1.2 技術指標

可檢測輸灰垂直高度5.2m；可檢測輸灰水平距離15m；可檢測下灰車平均卸灰速度在1.2～2 t/min范圍內；可檢測重量變化單位10 kg，占總重量比率0.6‰；檢測裝置的最高工作壓力0.25 MPa；檢測裝置的有效容積20 m3。

2 工作原理

固井下灰車性能專用試驗、檢驗裝置主要用于檢驗、監測下灰車的性能參數是否達到下灰車行業標準要求，主要可測定下灰車平均卸灰速度、垂直輸送高度、水平輸送距離、剩灰率等性能參數。

利用該檢驗裝置檢測時，首先將立式儲罐的進灰口與下灰車連接，打開放空管線閥門，下灰車通過容器的進灰管線輸灰，容器進灰管線出口在容器內頂部，出口管徑與罐體圓周切線成30°夾角，利用離心力的原理，在灰料與罐體內壁相互作用力下靠自重下落，帶動灰料輸入的壓力氣體向上通過放空管線排出。檢測完畢后，排灰時將立式儲罐的排灰口與下一臺下灰車的進灰口相連，儲罐進氣管與外接氣源相連接，向罐體篩板底部氣室充氣，透過篩板上的帆布層向罐體排壓，托起灰料，使灰料產生流化現象，當罐體壓力達到0.196 MPa時，開啟排灰閥門，利用罐體內正壓力進行排灰，排出來的灰料輸送到下灰車內，進行下一次檢驗操作。

試驗裝置專用于檢驗固井下灰車的性能參數是否達到標準要求，為了保證檢驗的準確性和精確性，必須具備標準的計量監測裝置。我們采用了“便攜式稱重儀”和“PLC控制儀”配合工作。首先使用便攜式稱重儀測量下灰車空載和滿載時的重量，然后進行卸灰作業，便攜式稱重儀通過信號線把重量變化數據傳輸到PLC控制儀，通過在PLC控制儀中編制的程序公式，在液晶屏上可顯示出下灰車即時的重量變化，并隨時自動計算出重量變化率（即卸灰率），卸灰結束時，下灰車質量減去空載質量可得出剩灰質量，計算得出剩灰率。

1）平均卸灰速度試驗。用計量監測裝置配合下灰車和立式罐連接進行卸灰作業，通過計量監測裝置記錄得出下灰車平均卸灰速度。

2）剩灰率試驗。下灰車卸灰結束后，用灰料總質量減排灰質量，計算可得出剩灰率。

3）垂直輸送高度、水平輸送距離試驗。下灰車與試驗裝置連接，卸灰口與進灰口水平距離≥15 m，進灰口與地面垂直高度≥5 m，進行卸灰作業。

3 應用情況

2013年9月我廠開發了這種固井下灰車專用性能試驗、檢驗裝置，11月26日大慶市技術質量監督局完成對該檢測裝置的認定。用于下灰車的出廠檢驗后，裝置運行平穩，獲得數據直觀可靠。表1是2013年12月出廠下灰車距離儲灰罐15 m進行卸灰作業的檢測數據。

根據下灰車行業標準要求，出廠下灰車必須進行專用性能檢驗。利用下灰車專用試驗裝置并采用新的試驗方式檢測，可提高下灰車出廠的產品質量，大大節約試驗成本。每車次試驗可節約試驗成本約3 000元（包含車輛油耗、固井灰料浪費、人員工時、野外補助費等）。

表1 2013年12月工程車改裝廠第五批次下灰車抽樣檢測數據記錄表

4 結語

利用固井下灰車的專用性能試驗、檢驗裝置可在廠內進行試驗，在產品出廠前發現并解決問題，杜絕了不合格品出廠，提高了產品的優質率；無需長途運輸進行試驗檢驗，減少了人力、物力、車輛油料的消耗，避免固井灰料浪費，從而降低了試驗成本。固井下灰車的專用性能試驗、檢驗裝置試驗方便、成本低，可進行多次試驗；從而能改進下灰車產品質量，提高產品技術性能提供依據，更能有效地增強固井下灰車產品的市場競爭能力。