防噴器自動化維修工藝技術的研究

李忠溫

（大慶鉆探工程公司鉆技一公司井控裝備管理中心，黑龍江大慶163461）

防噴器是井控裝備井口壓力控制的主要設備，為了保證鉆井井控安全，使用的防噴器應定期進行檢修。我中心現有各種規格防噴器273臺套，目前，防噴器的維修靠掄榔頭拆卸螺栓的形式，維修人員勞動強度大、工作效率也較低。另外，近幾年高級別壓力防噴器用量增大，其連接螺栓需高扭矩才能實現密封，依靠人力不能實現緊扣扭矩，達不到標準化維修作業的要求。因此，急需優化和完善防噴器維修工藝技術。

開展《防噴器自動化維修工藝的研究與應用》項目，根據液壓防噴器的特點，在現有維修區合理布置工位，開發維修平臺，引進防噴器螺栓拆卸機械手，研制閘板拆卸工裝等，實現防噴器維修標準化操作，科學化管理，降低勞動強度，提高工作效率。

1 技術分析

1.1 防噴器維修工藝流程

防噴器維修流程如圖1所示。

1.2 防噴器維修現狀

防噴器維修現狀如表1所示。

2 技術方案

2.1 實現的功能

（1）防噴器側門螺栓拆裝自動化完成。

（2）安裝螺栓扭矩實時顯示并記錄。

（3）防噴器側門實現一鍵液壓開啟。

（4）閘板安裝拆卸實現液壓自動化。

（5）電腦程序化操作使防噴器維修規范化、現代化。

圖1 防噴器維修工藝流程圖

（6）液壓機械化操作降低勞動強度，提高工作效率。

2.2 電控系統設計方案

電控系統設計方案如圖2所示。

2.3 執行系統設計方案

2.3.1 側門螺栓的拆卸與緊固

（1）機械手的優選：選用先進的德國KUKA公司工業機器手，抓取液壓扳手。技術指標：①最大負荷：500kg；②最大工作范圍：2026mm；③重復精確度：±0.08mm。

（2）液壓扭矩扳手的優選：選用高精度大扭矩液壓扳手，實時顯示扭矩值，最大工作扭矩為20kN·m，高扭矩0～3r/min用于螺栓的緊固和卸松、低扭矩0～30r/m in用于螺栓的快速選入、旋出。

表1 防噴器維修現狀

圖2 電控系統設計方案

2.3.2 防噴器側門開啟裝置設計

通過高壓液壓泵控制的油缸對擴張模進行擴張，利用擴張模和螺絲孔內壁產生的摩擦力，達到開啟側門15°的效果。初始狀態：將雙作用油缸和擴張模安裝在防噴器側門上的螺絲孔內，油缸的活塞前安裝球形鞍座頂住防噴器本體。開門狀態：油缸開始工作，活塞前進頂住防噴器本體，擴張模張開抵住螺絲孔內壁，油缸不斷后退將門拉開。

2.3.3 閘板拆裝裝置的設計

閘板拆裝裝置由液壓控制部分、行走小車、閘板固定裝置、助推裝置等組成。閘板拆裝裝置移動到閘板下方通過油缸一鍵鎖緊、推動動作取出閘板。

設備利用巧妙的設計，通過高壓液壓泵控制大推力油缸，一鍵輕松達到拆裝閘板，大幅提高工作效率，使用拆裝閘板的工作程序化、規范化，有效地避免了存在的安全隱患。

2.4 控制軟件設計方案

（1）根據防噴器的生產廠家、型號及規格尺寸輸入電腦，由軟件按照預先設定的程序完成自動對位過程。

（2）拆裝過程中，實時的顯示扭矩值，陀螺儀傳感器會將偏差值傳送給電腦，進行自動校正。

（3）建立防噴器維修檔案，軟件提供輸入、儲存、打印功能。

3 應用前景分析

目前，防噴器年使用大約3000井次，為了保證防噴器使用安全性、可靠性，應定期進行維修，采用防噴器自動化維修系統，年可維修400臺防噴器。使企業從“掄榔頭”小作坊向工廠化標準管理模式邁進，擁有較好的應用前景，不光給企業帶來顯著的經濟效益，而且對提高井控裝備維修水平、實現科學化管理起到重要的意義。

4 結束語

防噴器自動化維修設備的研制，即避免了吊車翻轉形成的沖擊載荷對吊車的損壞及防噴器本體的磕碰，顯著提高作業環節中的安全性，也大大提高了防噴器的維修工作效率，減輕工人的勞動強度，緩解維修人員不足的狀況。防噴器自動化維修設備的研制，能提供實時精確的螺栓拆裝扭矩，為防噴器維修提供了科學的數據依據，維修后試壓的一次性通過率大幅提高，減少螺栓因緊固過度造成的損壞，延長防噴器的使用壽命。采用自動維修系統，建立防噴器維修大數據，可有效提高防噴器維修質量，為防噴器失效、事故等情況的分析，提供了有力的數據支撐。

[1]王強，劉璐.井控裝備自動檢測技術探討[J].石油鉆采工藝，2001（1）.