液壓鉗配套系統的研制與應用

郭玉山

摘 要：2018年以前我廠作業系統一直使用人力上卸抽油桿螺紋，不僅效率低，工人勞動強度大，而且上扣力道不均，容易造成抽油桿脫扣。為了解決上述問題，我廠在2018年引入了抽油桿液壓鉗，這種液壓鉗具有體積小、質量輕、上扣扭矩大，操縱靈活方便和性能安全等特點，可以減輕操作工人的勞動強度，保證上扣質量，減少脫扣現象。

關鍵詞：液壓鉗 分壓系統 扭矩控制閥 固定托盤 提高效率 節約

1、液壓鉗配套系統的改造和創新

為了保證了質量提高了時效，根據上述問題我們對液壓鉗系統進行了改造和創新研制，

1.1液壓鉗分壓控制系統

以前修井機只提供一套液壓鉗供壓系統，起下抽油桿和油管交替作業過程中，要來回拆卸兩臺液壓鉗的液壓管線進行調換，費時費力，并且每次更換還要浪費一定數量的液壓油，為此我們計劃將液壓鉗供油系統進行分供改造。

1.1.1工作原理：分供液壓系統通過兩個液控分壓閥和四個截止閥進行控制液壓油的流向和流量，在不改變原有液壓鉗安全性能和動力的前提下，實現兩臺液壓鉗分流供壓。

1.1.2結構組成：整個系統由若干根硬管線、管接、兩個液控分壓閥和四個截止閥串聯組成了兩個獨立的回路系統，一路為油管液壓鉗提供動力，另一路為抽油桿液壓鉗提供動力。工作時通過開、關兩組截止閥即可單獨使其中一路工作。

1.2 液壓鉗固定托盤

以前搬遷時，需要來回吊裝液壓鉗，拆卸液壓管線，不僅費時費力，每次拆卸液壓管線不僅是對管線的一種損傷，同時還要損失一定量的液壓油，為此，我們設計了一種裝液壓鉗固定托盤，用以固定抽油桿液壓鉗和油管液壓鉗，實現不拆卸管線即可整體搬遷。

液壓鉗固定托盤是由鋼板，拉筋、圓柱管焊接組成，是在井架車大梁基礎后側安裝一個比液壓鉗體積稍大的鋼板平臺支架，支架兩邊分別安裝一根柱狀管。搬遷之前，將液壓鉗放在鋼板平臺支架上，轉動液壓鉗主鉗齒輪，使其抱在支架中心柱狀管上用以固定，使用時用絞車通過吊繩將液壓鉗吊起，即可操作使用。 達到不用拆卸整體搬遷的效果

1.3抽油桿液壓鉗扭矩控制閥

抽油桿液壓鉗在使用過程中，如果操作不當扭距過大，極易造成抽油桿螺紋損壞或本體損傷導致抽油桿斷裂，造成管材的浪費的同時極易造成質量返工，為此我們設計了抽油桿液壓鉗扭矩控制閥。

1.3.1工作原理：由于抽油桿液壓鉗輸出扭矩的大小是由液壓馬達進出口的壓力差決定的，因此抽油桿液壓鉗扭矩控制閥是通過控制液壓鉗馬達進油口與出油口之間的壓力差來控制螺紋上的扭矩。

1.3.2結構組成：抽油桿液壓鉗扭矩控制閥主要有固定孔、背鉗油孔和導向閥調整螺釘等組成。通過控制液壓鉗馬達進油口與出油口之間的壓力差來控制螺紋上的扭距，當該壓力差值超過規定值時，扭矩控制閥開始溢流，使壓力恢復到規定值，從而保證上緊螺紋的扭矩不超過規定值當液壓鉗卸扣時，液壓馬達的進油口變為出油口，壓力方向與扭矩控制閥的預留方向相反，該閥失去作用，液壓源有多大壓力就是多大扭距，先導式結構，壓力調整范圍大，壓力損失小，啟閉特性好，其最大扭距值恒定。

2.現場應用

2018年初，我們在華聯大修廠陸續對我廠作業系統15支小修隊的修井機改造液壓鉗配套系統，對液壓鉗供壓系統進行了分改造，并在修井機后橋上焊制了液壓鉗托盤，為每臺抽油桿液壓鉗安裝了扭矩控制閥。

為了掌握油油桿液壓鉗對修井時效的影響，我們繪制了起抽油桿生產時效對比圖表，從此圖可以直觀地反映出，抽油桿液壓鉗的推廣使用使得起下抽油桿速度提高了1倍，大大降低了作業工人的勞動強度，提高了生產時效。

4、經濟效益

1、以我廠油井平均單井100根抽油桿為基數，單井作業該工序提高時效1小時。以2011版《遼河油田小修作業工程計價標準》中21-1項（生產時效317元/小時）計算，我廠小修隊2017年施工3000余井次，該工序提高生產時效創效：3000井次*317元/小時=95.10萬元。

2、對液壓鉗供油系統進行油壓分供系統改造之后，平均每井次減少更換液壓鉗次數為3次，減少更換液壓管線時液壓油漏失量2升，按我廠2018年15支小修隊修井工作量3000余井次計算，累計節省液壓油6000升，按每升液壓油10元計算，每年約節約油耗6萬元。

3、研制液壓鉗整體搬遷支架后，單井裝卸液壓鉗一項就提高時效10分鐘，以2018年在我廠15臺修井機完成小修生產任務3000井次計算，合計提高時效：3000井*10分鐘/60=500小時，以2011版《遼河油田小修作業工程計價標準》中21-1項（生產時效317元/小時）計算，提高生產時效創效：500小時*317元/小時=15.85萬元。

5、社會效益

抽油桿液壓鉗的引進和改進創新以后，進一步推進了錦州采油廠作業機械化的進程，提高了小修作業的生產時效和修井質量，降低了作業工人的勞動強度，改善了作業工的工作條件，為我廠修井作業健康發展創造了有利的條件。該成果適用于整個油田小修作業行業，具有很高的推廣價值。

6、結論

1、抽油桿液壓鉗提高了生產效率，降低了作業工人的勞動強度，提高修井質量，為油田開采節省了許多費用。

2、對液壓鉗供壓系統和安裝固定支架的改造和創新，以最小的成本實現了最大的效益化。

3、抽油桿液壓鉗扭矩控制閥操作簡便，只需按標準扭矩調整好壓力，上卸螺紋時不需要任何調整即可達到規定標準扭矩，降低了抽油桿的損壞率