鉆井井口上卸扣裝置損耗的解決方案

李新躍 池大偉 郭靖 劉昌

摘 要：低油價下的石油市場“冰凍期”，各單位不斷尋求挖潛增效的方案。我單位組織召開設(shè)備節(jié)油降耗研討會，提出了十大節(jié)油降耗措施，其中就包括了通過設(shè)備創(chuàng)新發(fā)明來減少用電量，從而節(jié)約柴油消耗，減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益這一項。在鉆井施工過程中，柴油的消耗是鉆井生產(chǎn)成本重要支出，節(jié)約柴油消耗是提高鉆井生產(chǎn)效益的方法。鉆井生產(chǎn)過程中，部分鉆井隊不使用液氣大鉗時，動力源電機仍然長時間空運轉(zhuǎn)耗電、耗油，存在浪費的現(xiàn)象，并且，液氣大鉗的空負荷運轉(zhuǎn)也會各部件的磨損和能耗，縮短使用壽命。本文通過對液氣大鉗動力源自動啟停裝置進行分析研究，論述液氣大鉗自動啟停裝置的設(shè)計方案，闡述了液氣大鉗自動啟停裝置的實施過程。筆者認為對設(shè)備的研究工作既要在主觀上針對設(shè)備使用和運行進行分析，還要客觀上根據(jù)環(huán)境和設(shè)備的特點及其他要求，進行最合理的剖析，以達到最佳研究成果和目的，最終解決和避免問題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：液壓大鉗;自動啟停;延長壽命;經(jīng)濟效益;社會效益

通過使用創(chuàng)新發(fā)明的液氣大鉗動力源自動啟停裝置，實現(xiàn)液氣大鉗動力源電機的自動啟停，當操作液氣大鉗移送氣缸時，會接通動力源電機啟動電路，進入運轉(zhuǎn)狀態(tài);當超過設(shè)定的時間未操作液氣大鉗時，電機就會自動停止運轉(zhuǎn)，從而減少用電量，從而節(jié)約發(fā)電機組柴油的消耗量，節(jié)省鉆井生產(chǎn)成本。伴隨著技術(shù)的發(fā)展，鉆井公司對設(shè)備管理體制也進行了改革，更加鼓勵和支持能源回收利用方面的創(chuàng)新，另外，節(jié)能減排、降低能耗、提高能源綜合利用率作為能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的重要內(nèi)容，是解決我國能源問題的根本途徑，處于優(yōu)先發(fā)展的地位，所以，設(shè)備使用實現(xiàn)自動化已勢在必行。綜上所述，筆者提出推廣使用液氣大鉗動力源自動啟停裝置。這是實現(xiàn)設(shè)備使用自動化的一項舉措，其意義十分重大，而且是必要的。

1 液氣大鉗動力源自動啟停裝置的原理

在移送氣缸的兩端進氣管路上各安裝并聯(lián)一個三通氣開關(guān)，并用氣管線連接該三通氣開關(guān)和自動啟停裝置控制箱的氣控開關(guān)，控制箱內(nèi)同時應(yīng)安裝中間繼電器和時間繼電器，在該裝置上應(yīng)裝有啟動和停止功能的按鈕，并設(shè)置自動和手動控制功能。當操作液氣大鉗操作手柄時，氣控開關(guān)就會接通動力源電機啟動電路，進入運轉(zhuǎn)狀態(tài);當超過設(shè)定的時間未操作液氣大鉗時，裝置內(nèi)的時間繼電器發(fā)揮作用，電機就會自動停止運轉(zhuǎn)從而保證液氣大鉗在不使用時沒有無效運轉(zhuǎn)，減少其液壓站各個部件的磨損，降低電能和油料的消耗，延長液氣大鉗的使用壽命。

2 推廣使用液氣大鉗動力源自動啟停裝置的必要性

在石油鉆修井除起下鉆、擴劃眼、快速鉆進中液氣大鉗使用比較頻繁、使用間隔時間較短外，鉆進速度慢的井段接單根少或有些事故或復(fù)雜處理過程中液氣大鉗的使用間隔時間就比較長。但崗位工人在使用液氣大鉗過程中因忙于其他工作，就疏忽了液氣大鉗長時間不使用時的停止運轉(zhuǎn)，使其在長時間不使用的時間始終處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。這既加劇了液氣大鉗液壓站、液壓泵、液壓管路的磨損，也浪費了其35-55kW的能源損耗，既不利于延長設(shè)備的使用時間、更加劇了各成本的損耗帶來的損失。

3 液氣大鉗動力源自動啟停裝置的實施

準備材料：該自動啟停裝置主要由三通接頭、氣管路、控制箱、氣控開關(guān)、中間繼電器、時間繼電器、啟動按鈕、停止按鈕組成，

具體實施過程：在原有液氣大鉗移送氣缸前進氣缸上加裝三通接頭，接引一根氣管線至自動啟停裝置控制箱的氣控開關(guān)上，控制箱內(nèi)同時配置中間繼電器和時間繼電器，以及啟動和停止按鈕，并設(shè)置自動和手動控制按鈕。當操作液氣大鉗移送氣缸時，氣體控制開關(guān)就會接通動力源電機啟動電路，進入運轉(zhuǎn)狀態(tài);當超過設(shè)定的時間未操作液氣大鉗時，電機就會自動停止運轉(zhuǎn)，從而減少用電量和柴油消耗量。

在考慮好設(shè)計思路的基礎(chǔ)上，我們制作出液氣大鉗動力源自動啟停裝置，并在部分井隊安裝實驗，開始邊實驗表調(diào)整。

4 液氣大鉗動力源的維護保養(yǎng)

液壓系統(tǒng)的濾清器根據(jù)使用情況，要及時清洗或更換其濾芯，以防濾芯被污物堵塞，影響正常使用。新鉗子使用后，一個月就應(yīng)該換掉液壓油，以后每半年換油。在使用過程中，油箱油面不允許低于指示器下限，若低于下限應(yīng)隨時補充，向油箱加油時，應(yīng)避免其他雜物混入油箱。鉗頭每次起鉆之后用清水洗干凈，夏天用壓縮空氣吹干，冬天蒸氣吹干。坡板滾子部分清洗干凈后涂一薄層黃油。要求坡板清潔，滾子、銷軸轉(zhuǎn)動靈活。每三口井，換齒輪箱機油一次，換變速箱二硫化鉬潤滑油一次。移送缸，夾緊缸，在每次起下鉆完后用清水洗凈，活塞桿用棉紗榛干涂一薄層黃油，伸出部分全部收入缸筒內(nèi)。每趟起下鉆后氣閥板中要注入50mL清潔機械油潤滑氣路各元件并防銹。鉗牙跟著轉(zhuǎn)，必須換鉗牙，更換前先斷氣。

5 液氣大鉗動力源自動啟停裝置的應(yīng)用情況

首先將旋鈕切換到自動檔，時間繼電器動作時間設(shè)置為5min（時間繼電器設(shè)定時間可由幾分鐘到幾小時），然后操作液氣大鉗操作手柄，移送氣缸進行上卸扣作業(yè)，等待5min后一直未再操作使用液氣大鉗，動力源可實現(xiàn)自動停止。再操作液氣大鉗時，動力源會重復(fù)該啟動過程，又能自動啟動。當控制系統(tǒng)損壞或需要維修時，可切換到手動檔進行操作動力源。該裝置設(shè)計安全可靠，性能穩(wěn)定，各部件體積小、重量輕，便于維護，減輕了人員的勞動強度，提高了安全操作水平。

6 使用液氣大鉗動力源自動啟停裝置的效益分析

通過對液氣大鉗動力源自動啟停裝置的使用，我們可以看到：

經(jīng)濟效益方面：該裝置的投入使用，可以改變鉆井隊不使用液氣大鉗時，動力源電機仍然長時間空運轉(zhuǎn)耗電的現(xiàn)象，從而節(jié)省發(fā)電機組的柴油消耗量，具有較好的節(jié)約能源、經(jīng)濟環(huán)保的效果。動力源電機的功率是37kV，每小時可消耗柴油8140g（發(fā)電機組的柴油消耗量為220g/h），每口井運轉(zhuǎn)400h，就是3256kg的柴油，按照每噸柴油5600元計算，可節(jié)省18234元，我公司共有40個鉆井隊，如果都使用該裝置，則可以節(jié)省729360元，可見具有較大的挖潛增效成果。

社會效益方面：通過液氣大鉗動力源自動啟停裝置的使用，可以很大程度的避免由于工作人員忘記或未停動力源檢維修液氣大鉗、或工作中由于各種原因造成的誤合開關(guān)造成的人身傷害，人員在誤合開關(guān)后，有一定的裝置啟動時間而免受傷害，可見，該裝置不僅有顯著的經(jīng)濟效益，還有一定程度的社會效益。

7 結(jié)語

筆者認為今后的研究工作既要強化設(shè)備使用和運行控制，又要善于研發(fā)綜合利用新技術(shù)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境和設(shè)備的特點及要求，進行最優(yōu)化的選擇和組合，以達到最佳環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，促進環(huán)境和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著企業(yè)的快速發(fā)展，節(jié)能減排問題越發(fā)突出，其重要性已經(jīng)越來越明顯。如何在生產(chǎn)能源的過程中有效地降低能源消耗，實現(xiàn)油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的節(jié)能發(fā)展、清潔發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，是使當前急需解決的緊迫問題，以液氣大鉗動力源自動啟停裝置作為代表的自動節(jié)能技術(shù)，為鉆井行業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，建議大范圍推廣。

參考文獻：

[1]耿玉廣，谷全福，孫連會，王鐵峰.遠程控制液壓油管鉗自動上卸扣裝置設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造，2015（12）.

作者簡介：

李新躍（1982- ），男，漢族，山東魚臺人，鉆井柴油機工高級技師，主要從事鉆井設(shè)備管理工作。