套筒式旋轉防噴器工作臺的研制

黃 琳

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院,黑龍江大慶163413）

1 概述

目前該項技術在國外比如威德福公司、哈里伯頓公司等，都有比較成熟和配套的裝置，一般有3種形式的工作臺：一是從地面開始搭建的工作臺，采用鋼管和卡子配合固定而成，安裝部件較多，時間較長，一般在特殊的欠平衡井使用，比如沒有環形防噴器等；二是利用環形防噴器安裝工作臺，威德福是利用一種特殊的固定方式把2個半圓裝的平臺固定在一起；三是利用旋轉防噴器本身來安裝工作臺，這種工作臺的好處是安裝不受井口裝置的限制，但安裝起來比較困難。目前我們研制的套筒式旋轉防噴器工作臺結構精巧、安裝方便，不僅外表美觀而且完全能夠滿足現場要求。

2 套筒式旋轉防噴器工作臺的組成及原理

該工作臺適用于旋轉防噴器與環型防噴器直接連接或轉換短節高度小于200mm的井口組合。該工作臺由4塊腳踏板、8根護欄桿、16塊護欄板、8套支撐架、8塊底擋片、調節梯及相應的連接件構成，見圖1。該工作臺軸向采用套筒與球形環型防噴器上端蓋螺母連接、底擋片與支架底螺紋連接的方式進行固定，徑向采用腳踏板與支架、護欄與支架進行固定，腳踏板之間靠螺栓固定，螺栓端部有銷孔，防止緊固螺母脫落，護欄之間靠銷釘固定，腳踏板與支架之間靠鎖緊裝置固定，固定方式可靠、安全，整套工作臺能夠承載500kg以上的重量。

圖1 套筒式旋轉防噴器工作臺結構圖

3 主要連接構件設計

3.1 設計原則

總體原則滿足便于安裝、拆卸、使用安全可靠的條件，為此設計了分體式結構，在保證安全的前提下，各部件結構設計盡量簡化，減輕重量，人工即可安裝。

3.2 支架總成設計

支撐架總成是只要承載部件，承受腳踏板以及工作人員重量，采用套筒、三角支架和防護接頭一體式設計，見圖2。根據環型防噴器上端蓋螺母外徑大小，進行套筒尺寸設計，為了便于安裝，套筒與環型防噴器上端蓋螺母采用間隙配合，套筒徑向尺寸大于螺母10mm，軸向尺寸與螺母同高。三角支架優選了?42.3mm、壁厚3mm鋼管，在保證安全的前提下，三角支架重量最輕,其中豎桿長度與環型防噴器本體高度一致，下端設計為絲扣，與底擋片進行連接，橫桿與腳踏板橫向尺寸一致，支撐桿與橫桿、豎桿45°焊接。防護接頭高20mm，優選了?42.3mm、壁厚3mm鋼管，用于與護欄連接。

圖2 支架總成結構圖

3.3 腳踏板設計

腳踏板是工作臺的重要組成部分，是工作人員在井口維護旋轉防噴器的平臺，要求有較高的強度，表面防滑，同時考慮到安裝方便，尺寸盡可能小、重量盡量輕，為此采用了骨架與承載面一體式設計，見圖3。在保證人員操作空間的前提下，骨架采用36mm×4mm等邊角鐵，承載面表面采用8mm鋼格網，為了防止與小鼠洞碰撞，設計了小腳踏板總成，缺口尺寸與小鼠洞吻合，實現了防滑、重量輕、便于安裝的目的。4塊腳踏板彼此之間采用雙螺栓固定方式，腳踏板與三腳架之間采用軟性連接，確保腳踏板平穩、可靠。

圖3 腳踏板結構設計

3.4 護欄設計

護欄由護欄桿與護欄片組成，見圖4，起到防墜落作用。其中護欄桿優選為?42.3mm、壁厚3mm鋼管，高度設計為1m，下端插銷式設計，可以直接與防護接頭連接，并用開口銷鎖緊，上部120°焊接插筒，用于與護欄片連接。護欄片優選為10mm厚鋼板，兩側焊接插筒軸，與護欄桿連接，并用開口銷固定。

圖4 護欄結構設計

3.5 底擋片設計

為了防止三角架使用過程中發生晃動，設計了底擋片，與三腳架豎桿下端進行連接，并用防松螺母固定，底擋片靠環型防噴器下端面進行限位，從而限制三腳架軸向移動。底擋片優選了10mm厚鋼板，為了便于安裝，兩端設計為環槽型開口，見圖5。

圖5 底擋片結構設計

3.6 其他附件設計

為了便于工作臺的運輸及日常管理，設計了一體式集裝箱；為了適應不同井架高度，設計了分級連接式附體；為了防止上下工作臺墜落，配套了速差自控器。

4 安裝流程及現場應用

4.1 安裝流程

（1）在環型防噴器上端蓋上每隔2個螺母安裝1個支撐架，支撐架與螺母之間靠套筒連接，共安裝8套支撐架，擺正支撐架位置，使支撐架橫桿反向延長線與環型防噴器圓心重合；

（2）安裝支撐架底擋片，對支撐架進行限位；

（3）在地面把4塊腳踏板用螺栓連接為一體，用鉆臺氣動絞車調至支撐架上方，用連接件把腳踏板總成與8套支撐架進行固定；

（4）根據腳踏板總成高度，確定分節梯數量，安裝梯子，使用梯子上方掛鉤與腳踏板總成進行固定；

（5）安裝旋轉防噴器，待旋轉防噴器安裝好后，安裝護欄桿及護欄總成，檢查連接件安裝是否牢靠，完成旋轉防噴器工作臺安裝。

4.2 現場試驗

目前大慶油田使用旋轉防噴器井全部應用套筒式旋轉防噴器工作臺，累計應用35口井，安裝/拆卸快捷，與安裝腳手架工作臺7人6h完成相比，安裝套筒式旋轉防噴器工作臺只需3人0.5h即可完成，減輕了勞動強度，縮短了安裝時間，使用安全可靠，符合了井場規格化要求，得到施工井隊的一致好評。

5 結論

（1）套筒式旋轉防噴器工作臺分體式結構設計，安裝更加方便、快捷，具有重量輕、便于運輸、拆裝快等特點。

（2）現場試驗表明：套筒式旋轉防噴器工作臺可減少安裝/拆卸工人數量，降低勞動強度，提高作業效率，使用過程中，安全可靠，更加符合HSE要求，已在全油田推廣應用。

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